離心泵內(nèi)部非定常流動及其激勵特性研究.pdf

1、離心泵運行時普遍存在著內(nèi)部非定常流動現(xiàn)象，這是導致離心泵不穩(wěn)定運行的重要因素之一，非定常流動結(jié)構(gòu)主要包含湍流，二次流，空化和葉輪-隔舌間的動靜干涉現(xiàn)象等，這些均使得對離心泵內(nèi)部流場進行分析變得復(fù)雜，其中葉輪與蝸殼間的動靜干涉作用產(chǎn)生的壓力脈動，并由此引發(fā)的水力激勵力是誘發(fā)離心泵產(chǎn)生振動、噪聲等現(xiàn)象的主要因素。因此開展離心泵內(nèi)部非定常流動及其激勵特性的研究可為非定常流動誘發(fā)振動機理的研究提供可靠的參考信息，將有助于提高整個離心泵系統(tǒng)的運行

2、平穩(wěn)性。本文以自行設(shè)計的中低比轉(zhuǎn)速離心式模型泵為研究對象，將數(shù)值計算與試驗研究相結(jié)合，在相同條件下對解耦前后的模型泵進行測試分析，試圖找到單方面水力因素誘發(fā)振動的某些特性，本文開展的主要工作和得到的結(jié)論如下:
　　1、采用標準k-ω湍流模型對模型泵內(nèi)部進行定常及非定常流動的數(shù)值計算，揭示了模型泵的非定常壓力脈動特性、徑向力特性隨流量的變化情況，得到泵內(nèi)蝸殼周圍的靜壓分布規(guī)律及葉輪和單個葉片所受非定常徑向力所表現(xiàn)出的變化規(guī)律，并分析

3、了葉輪流道內(nèi)流場結(jié)構(gòu)與葉輪所受非定常徑向力之間存在的關(guān)聯(lián)。
　　2、通過試驗與模擬的方法獲得不同工況下試驗泵各測點的壓力脈動特性，并將部分測點所得壓力脈動試驗結(jié)果與非定常的數(shù)值計算結(jié)果進行對比分析，數(shù)值模擬得到的壓力絕對波動值與試驗測得的壓力波動值整體具有較為一致的變化規(guī)律，測點的壓力脈動很大程度取決于流量和所處位置，不同測點受到蝸殼非對稱結(jié)構(gòu)及動靜干涉作用影響的程度不同。
　　3、為找到單方面水力因素誘發(fā)離心泵振動的某些特

4、性，提出了泵體解耦方案。在相同的試驗條件下對解耦前后的模型泵分別進行了振動特性的測試，由此認為機械因素誘發(fā)振動的傳播途徑發(fā)生改變對離心泵整體的振動情況具有一定的影響，尤其對誘發(fā)的高頻振動影響較大。展開相關(guān)解耦試驗確實在一定程度上減弱了離心泵的機械振動誘因。
　　4、采用LMS測試系統(tǒng)得到了不同工況下模型泵的振動特性，并劃分不同頻域段進行對比分析，得到了模型泵解耦前后振動的頻域特性及模型泵解耦前后各測點的振動能量隨流量的變化情況，認