内燃机工程

作者：杜慧勇,邹立,伍培明,李民,李阳阳,范晨阳

单位：河南科技大学 车辆与交通工程学院,洛阳 471003,河南科技大学 车辆与交通工程学院,洛阳 471003,中原内配明达氢能有限公司 南京研发中心,南京 211200,河南科技大学 车辆与交通工程学院,洛阳 471003,河南科技大学 车辆与交通工程学院,洛阳 471003,河南科技大学 车辆与交通工程学院,洛阳 471003

关键词：旋涡泵,数值模拟,气动性能,流场,流动损失,

基金：国家自然科学基金项目（52006054）

为了研究泵结构参数对性能的影响及内部流动特性，针对一款氢气循环泵在两种不同结构参数下进行了性能试验，并通过计算流体力学（computational fluid dynamics， CFD）软件对比了空气和氢气作为介质时的模拟结果，研究分析了泵内流场和温度分布。结果表明：HP-2型旋涡式氢气循环泵在较低转速下即可达到与HP-1型旋涡式氢气循环泵相同的升压和流量，但其耗功较高；空气介质和氢气介质的模拟结果趋势一致，可进行替代研究；HP-2机型的叶轮直径与叶宽比较小，增大了叶片流道的相对占比，削弱了叶轮与流道间的动量交换，导致HP-2机型流道内的中高速区占比小于HP-1机型；隔舌处增大的轴向间隙对入口处流动产生了更大影响；不同工况下泵内温度分布规律相同，但HP-2机型的进出口温差较HP-1机型高29%，且在相同流量工况下，HP-1机型的效率比HP-2高23%；此外，HP-2机型内速度矢量分布杂乱，产生了更多的二次流和机械损失，相比于HP-1，HP-2机型在不同位置叶轮流道内的速度矢量方向与叶轮径向的最大夹角均高出约10°，导致气流对叶轮吸力面和出口壁面的冲击更大，撞击损失增大，效率降低。

来源：2025年第4期

《内燃机工程》期刊编辑部

查看内燃机工程杂志2025年第4期