微型電泵是指輸入功率小于1.1kW的泵。它具有流量小、揚程高、重量輕、結構簡略、通用性強、運用方便等特點，廣基金項目：十一五“國家科技支撐項目（2008BAF34B15）；江蘇省科技服務業方案項目（BM2008375）。

　　泛應用于農業、石油、化工等領域。微型電泵大多屬于低比轉數離心泵。因為葉片出口寬度較小，葉輪外徑較大，軸面流道細長，導致圓盤丟失和水力丟失較大，因此泵的功率很低。

　　壓水室是泵的首要過流部件之一，其形式首要有螺旋形壓水室、環形壓水室以及空間導葉。一般來說，螺旋形壓水室契合流體出流的流動規則，流動狀態較抱負，水泵能夠取得較好的水力功能，大多數離心泵選用螺旋形壓水室。環形壓水室首要用于渣漿泵，因為這種結構隔舌的空隙很大，不易形成雜質的阻塞，并且工藝方便；多級泵的末級導葉也多選用環形壓水室，因為這樣結構對稱，便于安置穿杠，且使熱變形均勻。

　　微型電泵大部分都是運用螺旋形壓水室，但因為蝸殼的斷面尺度較小，流道不能機械加工，形成其形狀尺度、表面光潔度等直接靠鑄造來確保，并且鑄造難度高，流道表面的粗糙度較大，導致泵體中的水力丟失很大。關于微型電泵而言，泵體內的水力丟失僅次于葉輪圓盤沖突丟失，對泵的功能具有無足輕重的影響。現在許多學者在這方面展開了一系列的研討。劉在倫等1對蝸殼形狀在高速部分流泵功能的影響進行了研討，指出選用矩形螺旋蝸殼能夠進步關死點揚程，且一起進步泵的功率。郭鵬程等研討了不同斷面形式的蝸殼對離心泵功能的影響，發現矩形和圓形螺旋蝸殼在大流量工況下功率比馬蹄形蝸殼稍高，而在規劃工況點，比馬蹄形稍低一些。曾說到比轉速低于40時，因為環形壓水室便于機械加工和打磨，泵功率可能高于不做加工處理的螺旋形壓水室。

　　本文以此為思想，在螺旋形壓水室的基礎上，依據環形壓水室的規劃理論以及機械加工的難易程度，規劃了矩形斷面的3種環形壓水室，并將這4種壓水室與同一葉輪組合進行三維定常數值模仿，經過與傳統螺旋形壓水室的微型電泵功能猜測的比較以及內部流動的剖析，為微型電泵功能優化提供了理1規劃思路本文選取浙江某企業出產的XCm158型離心泵為研討對象進行數值模仿核算。相關參數為：葉輪的進口直徑A= 38.5mm，出口直徑D2=162mm，葉片數z=6，葉片出口寬度2=2.2mm，葉片出口安放角擇=26°蝸殼的基圓直徑A= 164mm，第8斷面面積Ai= 102.5mm2，蝸室的進口寬度63= 10.5mm；泵的額定流量CL=4m3/h，額定揚程Hi=速n =29.將其定義為1號泵。

　　XCm158微型電泵運用的是螺旋形壓水室，在此基礎上將其改為矩形斷面的環形壓水室，并確保兩者第8斷面面積持平。別的在此環形壓水室的基礎上，再進行改善，首要遵從以下幾個原則：①基圓直徑不變；②壓水室的進口寬度不變；③分散段出口直徑及相對位置不變。

　　依據以上原則及環形壓水室的規劃理論，可得環形壓水室的第8斷面的面積102.5mm2.分散段部分，出口尺度選用規范公稱直徑24mm，定義其為2號泵，該環形壓水室第8斷面的軸面高度為9.7mm，在此模型基礎上添加環形壓水室斷面的軸面高度，分別添加5、10mm作為對比模型3號和4號泵。壓水室首要幾許尺度如表1所示。

　　模類型基圓直徑A3/mm第8斷面高度8/mm進口寬度第8斷面面積1號泵2號泵3號泵4號泵表1壓水室的首要幾許參數Tab. 2模型樹立及算法2.1模型的樹立經過PRO/E進行實體建模，然后導入ICEM對模型進行網格劃分。建模時，為了防止進口旋渦區對流場及流量的影Pfi，在葉輪進口段加一進口管，其長度為進口直徑的3倍；考慮到出口邊界條件對蝸殼出口流場以及收斂性的影響，在蝸殼出口段加一出口管，其長度為出口直徑的5倍。進出口管選用結構化六面體網格；而葉輪和蝸殼流道形狀雜亂，選用非結構四面體自適應貼體網格。

　　2.2數值核算方法數值模仿核算運用ANSYSCFX12.0求解雷諾時均方程，其間的雷諾應力項選用規范e湍流方程模型求解并封閉方程組。在ANSYSCFX12.0中，選用有限體積法對方程組進行離散，離散過程中的對流項選用高分辨率格、規劃點工況和大流量工況（1.4倍的工況）剖析兩種泵在不同工況下的靜壓云圖。

　　將兩種泵的靜壓進行對比，由可知：在0.6（工況下，1號泵和3號泵出口靜壓根本相同，3號泵的環形壓水室與葉輪內的靜壓變化較均勻，而1號泵的螺旋形壓水室在接近隔舌處壓力梯度較大，一起葉輪在接近隔舌葉片壓力面出口處有顯著的高壓區，這是因為1號泵在小流量下流動不均勻，速度矢量方向混亂，發生回流形成的。在1.0Qi工況下，環形壓水室內的靜壓散布呈現先增大后減小再增大，原因可能為環形結構的壓水室隔舌和葉輪間的空隙過大，不可防止的會呈現一不同工況點下兩種泵的靜壓云圖些回流現象，在隔舌處部分流體重新進入壓水室。但正是因為回流起分流效果，使壓水室出口斷面的流速大大降低，完成泵出口動能向壓能的轉換，這一成果和螺旋形壓水室是不同的。

　　在1.4（3，工況下，兩者的出口靜壓有顯著差異，環形壓水室的出口靜壓顯著高于螺旋形壓水室。原因可能是在流量越大時，壓水室的沿程沖突丟失占的比重越大，環形壓水室內壁潤滑的優勢越杰出。別的，兩個泵出口靜壓的差異與揚程曲線的差異具有致性。

　　綜合可知螺旋形壓水室的壓力及速度僅在泵的最高功率點均勻散布，在泵偏工況運轉時，壓力和速度散布都不均勻。

　　而環形壓水室怡好相反，泵的壓力及速度散布在關死點時散布均勻，旦發生流量，這種平衡被損壞。在最高功率點環形壓水室水力丟失大于螺旋形壓水室。而在微型電泵中，因為環形壓水室流道表面可機械加工，能夠取得更好的水力功能，超過了環形壓水室帶來的不穩定壓力散布對泵的功能的影響。

　　4徑向力剖析泵在運轉時會受到流體沿葉輪徑向的徑向力，而徑向力會使泵軸受到交變應力的效果發生定向撓度，其大小直接影響泵軸作業的穩定性；別的，徑向力的效果會使軸封空隙變得不均勻，而軸封空隙過大是導致某些泵泄露的首要原因。因此在規劃泵時需要對徑向力作恰當的考慮。為數值模仿猜測的1號泵和3號泵的徑向力。

　　兩種泵的徑向力散布由能夠看出1號泵的徑向力跟著流量的添加先減小然后增大，在規劃工況點附近到達最小值，但并不為0，其原因是因為泵體的非對稱結構導致泵葉輪各流道內的流量、流速及葉輪出口壓力散布呈現非對稱性；而3號泵其徑向力在小流量時最小，跟著流量的添加而添加。這兩種壓水室的徑向力散布規則與相符。

　　別的，從小流量到泵的額定流量附近，3號泵的徑向力小于1號泵；在大流量區域，3號泵的徑向力略大于1號泵。這樣，相較于1號泵，選用環形壓水室的3號泵可在全流量范圍內安全穩定地運轉。

　　5試驗驗證將1號泵與3號泵按回轉動力泵水力性（下轉第88頁）離心泵葉輪內部湍流動能及耗散率剖析葉道星王洋將與相比較，能夠看出湍流耗散率與湍流動能散布有十分相似的規則：在不同工況下，湍流耗散率跟著半徑的添加先添加，到達一個極大值后開端減小，接著在在一個極小值后又開端一直添加直到葉輪出口（除。6（工況下），在只= 60mm的區域里湍流耗散率到達最大值；規劃工況下，湍流耗散率全體上是最小，除只=55mm到只=65mm區域外，湍流耗散率都在400m2/s3以下；。6Qd工況下，呈現了與其他工況下截然相反的湍流耗散率散布，中心小兩端大，而其他工況時中心大兩端小的散布，一起能夠看出在只=65mm到只= 85mm區間，湍流耗散率增長非常迅速，原因可能是在小流量工況下，這個區域中，葉輪流道內發生了軸向漩渦，形成湍流耗散率的急劇添加；。工況下，雖然湍流耗散率高于規劃工況下，但是能夠看出仍是遠遠低于0.6（工況；全體上，規劃工況下，湍流耗散率最小，大流量下，湍流耗散能量率略高于規劃工況，小流量下，湍流耗散率最大。

　　4結語本文選用e雙方程湍流模型，進行了試驗驗證，剖析了由數值核算與試驗所測得XST規范離心泵揚程、功率、軸功率等數據之間存在差異的原因，驗證數值核算的可靠性。）湍流動能和湍流耗散率沿半徑的散布有十分相似的規則，即湍流動能大的區域湍流耗散率也大，反之亦然。）除0.6小流量工況，湍流動能和湍流耗散率散布沿半徑體現為先添加，隨后減小，最終添加這種現象。

　　6Qd小流量工況下，湍流動能和湍流耗散率最大，流體能量丟失最為嚴峻，從功率方面考慮，