DLC型立式多級磁力泵的設(shè)計與研究.pdf

1、磁力泵采用磁力傳動，無軸封，完全無泄漏，可廣泛應(yīng)用于石油、化工、制藥、食品和國防等工業(yè)領(lǐng)域。以往磁力泵以單級小型為主，本文根據(jù)某工程應(yīng)用要求，設(shè)計了DLC型立式多級磁力泵。DLC型磁力泵既具有小流量、高揚(yáng)程的特性，也具有立式管道泵占地面積小、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，同時又完全無泄漏，具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　DLC型立式多級磁力泵流道復(fù)雜，增加了水力設(shè)計的難度，本文以傳統(tǒng)設(shè)計法結(jié)合數(shù)值模擬進(jìn)行設(shè)計。加大首級葉輪進(jìn)口直徑以改善汽蝕性能并采用

2、數(shù)值模擬的方法進(jìn)一步分析，采用徑向?qū)~以減小軸向尺寸，五級葉輪采用對稱布置的方式平衡軸向力。磁性聯(lián)軸器是磁力泵的關(guān)鍵部件，文中采用經(jīng)驗(yàn)公式法結(jié)合數(shù)值模擬進(jìn)行設(shè)計，并做了優(yōu)化設(shè)計。為提高多級磁力泵的可靠性，初步分析了冷卻循環(huán)回路的冷卻效果以及轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)根據(jù)設(shè)計參數(shù)設(shè)計了DLC型立式多級磁力泵的整體結(jié)構(gòu)，采用對稱布置的方式平衡軸向力。參考優(yōu)秀的水力模型，采用速度系數(shù)法結(jié)合相似換算，設(shè)計出葉輪和導(dǎo)葉

3、等過流部件，并對前兩級葉輪和導(dǎo)葉流道進(jìn)行了全流場數(shù)值模擬，得到了流場的壓力和速度分布圖。根據(jù)流場壓力分布圖，計算了殘余軸向力，并分析了首級葉輪的汽蝕性能。
　　(2)根據(jù)應(yīng)用條件及經(jīng)驗(yàn)公式法確定了磁性聯(lián)軸器的主要零部件的材料及主要結(jié)構(gòu)尺寸，將磁性聯(lián)軸器的磁場簡化為二維磁場，采用數(shù)值模擬的方法分析了主要尺寸對其最大傳遞轉(zhuǎn)矩及渦流損失的影響。綜合考慮最大傳遞轉(zhuǎn)矩及渦流損失，提出以單位體積的最大傳遞轉(zhuǎn)矩與渦流力矩之差(T-Tw)/V作為

4、優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)，并采用正交優(yōu)化設(shè)計法進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。
　　(3)計算了DLC型立式多級磁力泵冷卻回路的主要尺寸，對設(shè)計的冷卻回路做了流場及溫度場的數(shù)值模擬，對比分析了內(nèi)、外循環(huán)方式的特點(diǎn)，表明外循環(huán)方式能滿足冷卻要求，并分析了軸孔、轉(zhuǎn)速對外循環(huán)冷卻方式冷卻效果的影響。
　　(4)采用模態(tài)分析法計算了DLC型立式多級磁力泵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的固有頻率，并計算了臨界轉(zhuǎn)速，表明泵運(yùn)行轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于一階臨界轉(zhuǎn)速，軸為剛性軸，可避免共振。初步分