大型雙吸離心泵轉(zhuǎn)子振動分析.pdf

1、雙吸離心泵廣泛應(yīng)用于灌溉工程、城市給排水、跨流域調(diào)水等領(lǐng)域，是一種重要的水力機械。它的葉輪是由兩個背靠背的葉輪組合而成，在同樣的葉輪外徑下，其流量可增大一倍。雙吸泵的形狀對稱，兩側(cè)的軸向力互相抵消，平衡性比較好，由于采用中開結(jié)構(gòu)，可以打開泵蓋檢修泵內(nèi)各零件，檢修極為方便。而且這種泵的耐氣蝕性能也比較好，但在運行中常出現(xiàn)一些故障，如泵軸與軸套接觸的表面以及軸套端面等處發(fā)生疲勞破壞，從泵啟動到打開出口閥門之間密封環(huán)常發(fā)生抱軸現(xiàn)象，泵體密封環(huán)

2、和葉輪密封環(huán)粘接，必須加大密封環(huán)間隙才能正常啟動．而密封環(huán)間隙加大就會降低容積效率，影響泵站的經(jīng)濟運行。這些問題在大型泵站運行時有發(fā)生，嚴重影響泵站的安全正常運行，需要從根本上加以解決。
　　 通過分析離心泵轉(zhuǎn)子的振動現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，離心泵工況變化會造成泵內(nèi)流場結(jié)構(gòu)改變，葉輪所受載荷周向分布不均，因此在葉輪徑向產(chǎn)生徑向力，引起振動及噪聲。葉輪上的徑向力可分為穩(wěn)態(tài)作用力和瞬態(tài)作用力，其中穩(wěn)態(tài)力作用于葉輪轉(zhuǎn)子上會使葉輪出現(xiàn)偏心，瞬態(tài)力會引

3、起離心泵轉(zhuǎn)子的振動。因此，研究葉輪的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)作用力是非常有必要的。本文提出了數(shù)值模擬計算離心泵穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)作用力的方法，建立了葉輪徑向力的計算模型。以1200S56型泵為例，應(yīng)用Fluent軟件分別對離心泵不同流量下的內(nèi)部流場進行了三維穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬，給出了吸水室、葉輪和壓水室靜壓和速度的分布規(guī)律，應(yīng)用流體對葉輪作用力計算模型，計算了在不同工況下的穩(wěn)態(tài)作用力，又對離心泵的內(nèi)部流場在0.6Q流量下進行了三維非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬，得出了瞬態(tài)作用力分

4、量Fy、Fz隨時間t周期變化的曲線。
　　 本文的主要研究成果如下：
　　 1．在輸送清水時，雙吸離心泵葉輪從進口到出口，壓力經(jīng)歷了先降低后升高的過程，相同半徑處，葉片工作面壓力較背面壓力高；雙吸離心泵葉輪從進口至出口，速度逐漸增加，相同半徑處，速度從葉片背面到葉片工作面逐漸減小。葉輪速度場、壓力場有輕微分布不均現(xiàn)象，這與采用半螺旋型吸水室的雙吸離心泵特殊結(jié)構(gòu)有關(guān)。
　　 2．穩(wěn)態(tài)作用力在不同工況下的計算值變化趨