大型雙吸離心泵徑向力數(shù)值計算.pdf

1、大型單級雙吸中開式離心泵使用范圍較廣，不論工廠、礦山、城市給水排水還是農田排灌均可使用。它與單吸泵相比，有較大的流量，較好的吸上性能。兩個葉輪對稱布置，可以平衡軸向力。這種泵的耐氣蝕性能也比較好，但在運行中常出現(xiàn)一些問題，如泵軸與軸套接觸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)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，影響泵站的經濟運行。上述問

2、題在大型泵站時有發(fā)生，困擾泵站的安全正常運行，需要從根本上加以解決。 通過分析發(fā)現(xiàn)，目前大型離心泵發(fā)生上述問題的主要原因是單蝸殼泵在偏離設計工況和零流量下運行時形成的徑向力過大所置。徑向力對于轉動軸是一個交變載荷，會造成泵軸的振動，增加泵的不穩(wěn)定性。因此，研究離心泵徑向力是非常有必要的。通過試驗測定徑向力的方法是最準確的方法，但大型離心泵由于受到試驗條件限制，大多在使用現(xiàn)場進行試驗或運行驗證，而且需要建立一套費用昂貴的專門測試裝

3、置，這樣不利于泵的改進。本文提出了數(shù)值模擬計算離心泵徑向力的方法，建立了徑向力的計算模型。以1200S56型泵為例，應用Fluent軟件分別對單蝸殼、雙蝸殼和長短葉片復合葉輪離心泵不同流量下的內部流場進行了三維穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬，給出了葉輪出口靜壓和徑向速度的分布規(guī)律，應用徑向力計算模型，計算了以上三種結構在不同流量下的徑向力。又對單蝸殼泵在0．4Qi流量下的內部流場進行了三維非穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬，得出了徑向力分量隨時間周期變化的曲線，對由葉輪和泵

4、軸組成的系統(tǒng)進行了振動分析。 本文的主要研究成果如下： 1．建立了計算離心泵徑向力的數(shù)學模型。 2．在小流量工況時，雙蝸殼泵的徑向力較小，在0．4Qi附近最小。在設計工況流量附近時，單蝸殼泵的徑向力較小，在Qi時最小。在大流量工況時，長短復合葉片泵的徑向力較小，在1．2Qi附近最小。 3．雙蝸殼泵徑向力隨流量變化的梯度比較小，而且低徑向力區(qū)比較寬，因此，以上三種結構中，雙蝸殼結構最有利于減小離心泵徑向力。