平衡鼓平衡軸向力方法的研究與探討.pdf

1、本文以多級(jí)離心泵的平衡鼓為研究對(duì)象，采用理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，分析了平衡鼓裝置內(nèi)部的流動(dòng)狀態(tài)，并深入探討了平衡鼓的間隙尺寸以及結(jié)構(gòu)對(duì)多級(jí)離心泵軸向平衡能力的影響。主要開展的研究工作及成果如下：
　　 1．運(yùn)用數(shù)學(xué)方法對(duì)泵軸靜止與旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下平衡鼓裝置間隙內(nèi)部速度及壓強(qiáng)的分布情況展開了理論分析。平衡鼓裝置的徑向間隙內(nèi)速度和壓強(qiáng)分布，可視為在無(wú)壓差僅受泵軸旋轉(zhuǎn)作用，與泵軸靜止僅受平衡鼓兩側(cè)壓差作用兩種情況下，所產(chǎn)生

2、的速度和壓強(qiáng)的矢量和。
　　 2．通過對(duì)計(jì)算流體力學(xué)CFD及SolidWorks軟件的運(yùn)用，確立了“SolidWorks建模、Gambit網(wǎng)格劃分、Fluent數(shù)值模擬”的適用于平衡裝置內(nèi)部流場(chǎng)分析的仿真模擬技術(shù)方法。通過SolidWorks構(gòu)建平衡鼓裝置的三維模型；利用Gambit優(yōu)秀的網(wǎng)格劃分功能，解決了平衡鼓裝置間隙過小，流體域網(wǎng)格較難劃分的問題；運(yùn)用Fluent并行計(jì)算技術(shù)，完成平衡鼓兩側(cè)、間隙及凹槽內(nèi)部的流場(chǎng)數(shù)值模擬分

3、析。
　　 3．研究分析了徑向間隙尺寸對(duì)傳統(tǒng)平衡鼓軸向平衡能力的影響，得出平衡鼓間隙與泄漏量及兩側(cè)壓差均為非線性關(guān)系，進(jìn)而驗(yàn)證現(xiàn)有平衡鼓間隙泄漏量公式的合理性。
　　 4．提出了一種帶凹槽結(jié)構(gòu)的新型平衡鼓，并對(duì)比分析了帶凹槽新型平衡鼓與傳統(tǒng)平衡鼓的軸向平衡能力。結(jié)果表明，凹槽結(jié)構(gòu)明顯改變了間隙處流體的流動(dòng)狀態(tài)，增大了間隙處的阻力系數(shù)，降低了間隙泄漏量，增大了兩側(cè)壓差，使平衡鼓更有效的起到軸向平衡作用。
　　 5．

4、研究了凹槽結(jié)構(gòu)的數(shù)量、長(zhǎng)度和深度對(duì)新型平衡鼓軸向平衡能力的影響。凹槽數(shù)量、長(zhǎng)度以及深度均是影響凹槽平衡鼓軸向平衡的因素，其中數(shù)量和長(zhǎng)度的影響最為明顯；在滿足強(qiáng)度等要求前提下，凹槽數(shù)在一定范圍內(nèi)越多越好，效果明顯；凹槽長(zhǎng)度L占平衡鼓間隙長(zhǎng)度的1/3時(shí)，新型平衡鼓間隙處具有最小泄漏量，此時(shí)軸向力平衡效果最為理想。
　　 6．通過改變DB80-82×7型多級(jí)泵的平衡鼓類型，完成了具有不同平衡鼓結(jié)構(gòu)的多級(jí)泵軸向力平衡試驗(yàn)研究。試驗(yàn)采用穩(wěn)