对转轴流泵的设计与数值分析

对转轴流泵是由2个叶轮串联在一起,以相反的方向绕同一轴心旋转的轴流泵。与常规前、后导叶式轴流泵相比,在同样设计参数条件下,对转式轴流泵具有相对体积小、运转速度低、抗空化性能好和推重比高等特点。为探究对转轴流泵的设计理论和方法,设计了一对转轴流泵的前、后置叶轮,应用Matlab软件实现参数化设计,搭建了自动分析优化平台,实现了对转轴流泵从设计参数输入到三维优化模型的自动输出。在此基础上,分析了前、后叶轮的载荷分配比例、轴向间隙和后置叶轮不同转速对轴流泵性能的影响。结果表明:后置叶轮的效率和扬程一般低于前置叶轮,可以通过载荷的重新分配,降低后置叶轮的转速来提高轴流泵的总体效率;轴向间隙存在最优值,建议设定为前置叶轮弦长的5%左右;后置叶轮转速的合理选择,能够减弱或消除常规轴流泵在小流量工况扬程曲线出现的“驼峰”现象,从而拓宽了轴流泵运行工况范围。