壓水室型式對(duì)離心泵徑向力影響研究.pdf

1、離心泵在高科技領(lǐng)域的應(yīng)用不斷加深，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市供水等方面也得到廣泛使用，人們對(duì)其運(yùn)行安全性以及振動(dòng)噪聲問題越來越重視。徑向力不平衡就是影響離心泵運(yùn)行安全、造成離心泵振動(dòng)噪聲的重要原因之一。因此，對(duì)離心泵徑向力問題進(jìn)行研究具有極其重要的意義。
　　 壓水室結(jié)構(gòu)是影響離心泵徑向力的最主要的因素，本文針對(duì)離心泵分別采用不同的壓水室結(jié)構(gòu)時(shí)的徑向力進(jìn)行研究。研究工作和主要結(jié)論如下：
　　 1)運(yùn)用Pro/E軟件創(chuàng)建了離心葉輪配

2、置單蝸殼壓水室、雙蝸殼壓水室、徑向?qū)~壓水室三種離心泵模型。運(yùn)用Fluent軟件提供的定常算法分別模擬了這三種離心泵模型在不同流量下的湍流流場(chǎng)。通過模擬結(jié)果計(jì)算得到了三種離心泵模型葉輪所受到的穩(wěn)態(tài)徑向力，并分析了穩(wěn)態(tài)徑向力隨流量變化的規(guī)律。結(jié)果表明，這三種離心泵模型的穩(wěn)態(tài)徑向力在接近設(shè)計(jì)流量時(shí)差異較小。當(dāng)偏離設(shè)計(jì)流量時(shí)，單蝸殼離心泵穩(wěn)態(tài)徑向力顯著增加，而雙蝸殼與徑向?qū)~離心泵呈現(xiàn)出較好的徑向力平衡作用。其中雙蝸殼離心泵穩(wěn)態(tài)徑向力比單蝸殼

3、離心泵低50％以上，而徑向?qū)~離心泵的穩(wěn)態(tài)徑向力在整個(gè)流量范圍都保持較低水平，在遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)流量條件下比雙蝸殼離心泵低40％。
　　 2)運(yùn)用Fluent軟件對(duì)三種壓水室離心泵流量分別為0.6Qd、Qd、1.4Qd時(shí)的流場(chǎng)進(jìn)行非定常數(shù)值模擬。通過設(shè)置壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)，得到了蝸殼不同斷面位置近壁面處壓力隨時(shí)間脈動(dòng)情況。結(jié)果表明葉輪葉片與壓水室之間的動(dòng)靜干涉作用是影響蝸殼內(nèi)部壓力脈動(dòng)的最主要的影響因素，離心泵蝸殼內(nèi)部各個(gè)區(qū)域的壓力均隨葉輪的轉(zhuǎn)

4、動(dòng)發(fā)生周期性的脈動(dòng)，脈動(dòng)的主要頻率為葉輪葉片通過頻率。蝸殼內(nèi)部隔舌處以及雙蝸殼隔板起始端處壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng)強(qiáng)度最大。雙蝸殼壓水室的兩個(gè)出水流道螺旋部分相應(yīng)位置的壓力脈動(dòng)情況一致；采用徑向?qū)~壓水室的離心泵蝸殼內(nèi)部各斷面處壓力脈動(dòng)幾乎不受流量的影響。
　　 3)運(yùn)用非定常計(jì)算方法，計(jì)算得到三種離心泵模型在不同流量下瞬態(tài)徑向力變化規(guī)律。分析了不同流量下瞬態(tài)徑向力隨時(shí)間變化的矢量軌跡以及合力大小隨時(shí)間的變化規(guī)律。結(jié)果表明，瞬態(tài)徑向