从图中可以看出，随着水泵转速的上升，轴向力逐渐增加，增加速率也逐渐增大，轴向力脉动幅度也逐渐增大。在0.25s之前，稳态计算的轴向力与瞬态过程的轴向力大小接近，在1.2s之后，稳态计算的轴向力明显小于瞬态计算的轴向力且随着转速的上升，这个差值逐渐增加；关阀启动瞬态过程的末期轴向力存在一个明显的冲击峰值。

本文对一台超低比转速模型泵在关死点工况进行稳态和瞬态关阀启动过程的CFD数值模拟，分析了不同启动加速度对瞬态冲击扬程的影响，以及关死点工况稳态过程与瞬态过程扬程、内流场和轴向力的区别，得到以下结论：

关死点稳态工况下扬程-转速曲线与试验测得结果的变化趋势相同，随着转速的增加，管道泵关死点扬程逐渐增大；额定转速处关死点扬程的模拟值为76.91m，试验测得关死点扬程为74.02m，模拟值与试验值的偏差为3.89%，其余工况最大偏差均小于5%；结果表明，本文对超低比转速离心泵关死点处的数值计算方法是可行的。

关阀启动过程中，3种不同启动加速度下启动过程的末期均出现一个冲击扬程，随着启动加速度的增大，这个冲击扬程也逐渐增大。冲击扬程的大小分别为83.31m、81.62m和80.13m；模型泵关死点处的扬程计算值为76.91m，3种不同启动加速度下，启动完成时的瞬态扬程分别比稳态扬程高出8.32%、6.13%、4.19%。瞬态冲击扬程模拟值与试验值的偏差分别为3.99%、2.85%、2.04%，冲击扬程偏差均在5°%以内。

在同一时刻，稳态过程泵中间截面的静压分布、绝对速度流线分布和相对速度流线分布以及进口管路轴截面速度流线分布与关阀启动过程中的分布趋势有差异。随着启动过程中转速的增加，这个差异逐渐缩小，同一时刻，关阀启动过程内部瞬态流场的发展总体上滞后于关死点处稳态过程内部流场。

在启动过程初期稳态计算的轴向力与瞬态过程的轴向力大小接近，启动过程中后期随着转速的上升稳态计算的轴向力明显小于瞬态计算的轴向力且随着转速的上升，这个差值逐渐增加；关阀启动瞬态过程的末期轴向力存在一个明显的冲击峰值。

1、水泵厂总结了超低比转速离心泵的研究现状，基于加大流量法并参考相近比转速的优秀水力模型，对一台超低比转速离心泵进行了水力设计。

2、基于CFD数值模拟技术，对超低比转速离心泵稳定运行工况进行三维非定常数值计算，得到了5个不同流量工况下的外特性，泵中间截面的静压，绝对速度和相对速度分布规律，作用在叶轮上径向力和蜗壳各断面的压力脉动规律。外特性模拟值与实验值对比结果表明：（1)模拟值略高于试验值，但变化趋势相同，设计流量处扬程的模拟值为77.68m，模拟值与试验值的偏差为3.04%，其余工况最大偏差均小于5%；效率的计算值为38.04%，模拟值与试验值的偏差为3.14%，其余工况最大偏差均小于5%。随着流量的增加，作用在叶轮上的径向力逐渐减小，径向力脉动的主频均为295Hz，次频为590Hz，即1倍和2倍叶频，径向力大小和方向时刻都在变化，呈现六芒星型分布。蜗壳各断面内压力脉动峰值的大小依次为：P4

3、搭建了适用于超低比转速离心泵外特性测试及瞬态特性测试试验台，试验获得了管道泵的能量特性曲线、关死点处扬程-转速曲线、空化特性曲线、关阀启动过程瞬态扬程曲线、泵出口XYZ三向的瞬态振动特性时域图、泵进口X方向的瞬态振动特性时域图和频域图。试验结果表明：（1)模型泵设计点扬程为75.39m，效率为36.88%，NPSHr=1.9m，满足设计要求。3种不同启动加速度下模型泵关阀启动过程电机转速随着时间呈线性增加趋势，随着启动过程的结束，电机转速均达到最大值。3种不同启动加速度下，在加速过程的末期都出现了较为明显的冲击扬程和冲击振动加速度峰值，并且随着加速度的减小，冲击扬程和振动加速度峰峰值也有所降低。泵进口快速降压过程和稳态未空化过程相比，在4000Hz〜6000Hz处出现了高频的宽频振动，模型泵进口压力快速降低过程会诱导空化发生的进程，导致空化发生的零界点提前。

4、对模型泵在关死点工况进行稳态和瞬态关阀启动过程的CFD数值模拟。

结果表明：（1)随着转速的增加，模型泵关死点扬程逐渐增大；额定转速处关死点扬程的模拟值为76.91m，水泵厂的试验测得关死点扬程为74.02m，模拟值与试验值的偏差为3.89%，其余工况最大偏差均小于5%。（2)3种不同启动加速度下启动过程的末期均出现一个冲击扬程，随着启动加速度的增大，这个冲击扬程也逐渐增大，启动完成时的瞬态扬程分别比稳态扬程高出8.32%、6.13%、4.19%。瞬态冲击扬程模拟值与试验值的偏差分别为4.07%、2.95%、2.04%，冲击扬程偏差均在5%以内。（3)同一时刻，稳态过程泵中间截面的静压分布、绝对速度流线分布和相对速度流线分布以及进口管路轴截面速度流线分布与关阀启动过程中的分布趋势有差异，随着启动过程中转速的增加，这个差异逐渐缩小，同一时刻，关阀启动过程内部瞬态流场的发展总体上滞后于关死点处稳态过程内部流场，关阀启动瞬态过程的末期轴向力存在一个明显的冲击峰值。