通過試驗(yàn)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，恒壓供水設(shè)備隨著水泵啟動(dòng)加速度的減小，啟動(dòng)過程中的瞬態(tài)效應(yīng)逐漸削弱，因此，為了深入分析超低比速泵關(guān)閥啟動(dòng)過程中的瞬態(tài)特性，水泵廠選取啟動(dòng)加速度最大的一組啟動(dòng)方案，分析得到了加速時(shí)間2s時(shí)關(guān)閥啟動(dòng)過程中內(nèi)流場的演化過程。
1、靜壓分布
圖(a)和（b)分別為關(guān)死點(diǎn)穩(wěn)態(tài)過程與啟動(dòng)總時(shí)間為戶2s下關(guān)閥啟動(dòng)過程不同時(shí)刻泵中間截面的靜壓分布云圖。從圖（a)中可以看出，不同轉(zhuǎn)速工況下，靜壓最低處均位于葉輪進(jìn)口區(qū)域，葉輪流道出口靠近蝸殼第W與第W斷面中間區(qū)域出現(xiàn)高壓區(qū)，隨著葉輪旋轉(zhuǎn)對流體做功，葉輪流道內(nèi)靜壓隨著半徑的增大逐漸增大，除去靠近隔舌的葉輪流道，其余流道內(nèi)壓力分布均勻，同一半徑處葉片工作面靜壓高于葉片背靜壓，隔舌處壓力梯度較大，表明在關(guān)死點(diǎn)工況，蝸殼隔舌結(jié)構(gòu)對管道泵內(nèi)靜壓分布有重要影響，隨著轉(zhuǎn)速的增加，泵內(nèi)靜壓逐漸增加，泵進(jìn)出口壓差逐漸增大，不同轉(zhuǎn)速下葉輪流道內(nèi)靜壓分布趨勢相似。
從圖（b)中可以看出，不同時(shí)刻靜壓最低處均位于葉輪進(jìn)口區(qū)域，隨著葉輪旋轉(zhuǎn)對流體做功，葉輪流道內(nèi)靜壓隨著半徑的增大逐漸增大，葉輪流道內(nèi)壓力分布均勻，同一半徑處葉片工作面靜壓高于葉片背面靜壓，隔舌處壓力梯度較大，不同時(shí)刻靜壓分布趨勢相似。當(dāng)戶0.4s時(shí)，葉輪出口靠近葉片工作面處出現(xiàn)高壓集中區(qū)，隨著轉(zhuǎn)速的增加，這個(gè)高壓區(qū)逐漸消失，泵內(nèi)靜壓逐漸增加，泵進(jìn)出口壓差逐漸增大，泵內(nèi)靜壓分別逐漸分布均勻。
對比圖（a)和（b)可以看出，在同一時(shí)刻，穩(wěn)態(tài)過程泵內(nèi)靜壓分布與關(guān)閥啟動(dòng)過程泵內(nèi)靜壓明顯不同，在啟動(dòng)過程初期，靜壓分布差別最大，隨著轉(zhuǎn)速的增加，泵內(nèi)靜壓分布的差別逐漸減小。
2、絕對速度分布
圖2(a)和（b)分別為關(guān)死點(diǎn)穩(wěn)態(tài)過程與啟動(dòng)總時(shí)間為2s下關(guān)閥啟動(dòng)過程不同時(shí)刻泵中間截面的絕對速度分布與流線圖。
從圖（a)中可以看出，恒壓供水設(shè)備水泵的不同轉(zhuǎn)速下，葉輪進(jìn)口流體的絕對速度比較低，隨著葉輪旋轉(zhuǎn)對流體做功，葉輪流道內(nèi)液體的絕對速度隨著半徑的增加而增大，同一半徑處，葉片工作面的絕對速度大于葉片背面?？拷羯嗟膬蓚€(gè)相鄰流道，在葉輪出口靠近工作面的位置存在高流速區(qū)域，隨著轉(zhuǎn)速的增加，泵內(nèi)絕對速度增大。蝸殼擴(kuò)散段內(nèi)存在漩渦和回流，隨著轉(zhuǎn)速的增加，漩渦區(qū)逐漸減小。蝸殼內(nèi)液流的絕對速度沿著流動(dòng)方向逐漸越低，在蝸殼出口處，絕對速度最小，這是由于蝸殼對來流的擴(kuò)壓效果，將流體的動(dòng)能逐漸轉(zhuǎn)換成壓能。
從圖（b)中可以看出，不同時(shí)刻葉輪進(jìn)口流體的絕對速度比較低，隨著葉輪旋轉(zhuǎn)對流體做功，葉輪流道內(nèi)液體的絕對速度隨著半徑的增加而增大。在葉輪出口靠近工作面的位置存在高流速區(qū)域，隨著轉(zhuǎn)速的增加，泵內(nèi)絕對速度增大。啟動(dòng)初期當(dāng)0.4s時(shí)，蝸殼流道內(nèi)存在很多漩渦區(qū)，蝸殼內(nèi)流動(dòng)堵塞，隨著管道泵轉(zhuǎn)速的增加，蝸殼內(nèi)絕對速度分布逐漸均勻，漩渦區(qū)逐漸向蝸殼擴(kuò)散段移動(dòng)。蝸殼內(nèi)液流的絕對速度沿著流動(dòng)方向逐漸越低，在蝸殼出口處，絕對速度最小。
對比圖（a)和（b)可以看出，在同一時(shí)刻，穩(wěn)態(tài)過程泵內(nèi)絕對速度大于關(guān)閥啟動(dòng)過程泵內(nèi)絕對速度，啟動(dòng)過程蝸殼流道內(nèi)的漩渦區(qū)明顯多于穩(wěn)態(tài)過程在啟動(dòng)過程初期，差別最大，隨著轉(zhuǎn)速的增加，泵內(nèi)絕對速度分布的差別逐漸減小。
(a)和（b)分別為關(guān)死點(diǎn)穩(wěn)態(tài)過程與啟動(dòng)總時(shí)間為戶2s下關(guān)閥啟動(dòng)過程不同時(shí)刻泵中間截面的相對速度分布與流線圖。
從圖（a)中可以看出，不同轉(zhuǎn)速下，水泵葉輪流道內(nèi)均存在大面積的低速區(qū)，葉輪出口處相對速度最大，葉輪流道內(nèi)存在數(shù)量不等，大小不一的漩渦，葉輪內(nèi)流動(dòng)損失很大，隨著轉(zhuǎn)速的增加，葉輪內(nèi)相對速度逐漸增大，低速區(qū)面積逐漸減小，漩渦區(qū)的范圍和數(shù)量逐漸減小，葉輪內(nèi)相對速度分布逐漸變的均勻。
從圖（b)中可以看出，不同時(shí)刻葉輪出口處相對速度最大，葉輪流道內(nèi)存在數(shù)量不等，大小不一的漩渦，啟動(dòng)初期當(dāng)戶0.4s時(shí)，漩渦區(qū)幾乎充滿整個(gè)葉輪流道，葉輪內(nèi)流動(dòng)損失很大，隨著轉(zhuǎn)速的增加，葉輪內(nèi)相對速度逐漸增大，低速區(qū)面積逐漸減小，漩渦區(qū)的范圍和數(shù)量逐漸減小。
水泵廠對比圖（a)和（b)可以看出，在同一時(shí)刻，穩(wěn)態(tài)過程泵內(nèi)相對速度大于關(guān)閥啟動(dòng)過程泵內(nèi)相對速度，在啟動(dòng)過程初期，相對速度流線分布的差別最大，隨著轉(zhuǎn)速的增加，泵內(nèi)部流場的差別逐漸減小。
3、進(jìn)口管路軸截面速度分布
不同轉(zhuǎn)速下，恒壓供水設(shè)備水泵進(jìn)口管路內(nèi)速度沿流動(dòng)方向逐漸增大，進(jìn)口管路靠近來流處速度流線分布均勻，在靠近吸水室進(jìn)口處出現(xiàn)大量類似卡門渦街的對稱分布漩渦區(qū)，隨著轉(zhuǎn)速的增加，進(jìn)口管路內(nèi)速度逐漸增加，在吸水室進(jìn)口處速度最大，漩渦區(qū)范圍逐漸擴(kuò)大，漩渦數(shù)量逐漸增加，當(dāng)漩渦區(qū)充滿進(jìn)口管路約一半時(shí)，漩渦區(qū)范圍不再擴(kuò)大。
在恒壓供水設(shè)備水泵啟動(dòng)初期0.4s時(shí)，進(jìn)口管路內(nèi)速度流線分布均勻，當(dāng)0.8s時(shí)，靠近吸水室進(jìn)口出開始出現(xiàn)漩渦區(qū)，隨著轉(zhuǎn)速的增加，漩渦區(qū)范圍向來流方向擴(kuò)大，漩渦數(shù)量增加，漩渦區(qū)分布與穩(wěn)態(tài)過程相似，呈對稱分布。在同一時(shí)刻，穩(wěn)態(tài)過程進(jìn)口管路內(nèi)速度大于關(guān)閥啟動(dòng)過程進(jìn)口管內(nèi)的速度，漩渦區(qū)的范圍及漩渦數(shù)量均大于同一時(shí)刻瞬態(tài)過程。基于水泵廠對關(guān)死點(diǎn)穩(wěn)態(tài)過程和啟動(dòng)過程內(nèi)流場的分析發(fā)現(xiàn)：同一時(shí)刻，關(guān)閥啟動(dòng)過程內(nèi)部瞬態(tài)溜流場的發(fā)展總體上滯后于關(guān)死點(diǎn)處穩(wěn)態(tài)過程內(nèi)部流場。
