一種新型離心泵徑向力平衡裝置的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、離心泵在偏離設(shè)計(jì)點(diǎn)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的徑向力，雙蝸殼結(jié)構(gòu)雖然能有效地平衡徑向力，但其流道狹長(zhǎng)，鑄造困難。為了更有效地平衡徑向力，改善雙蝸殼結(jié)構(gòu)鑄造難度，本文以IH200-150-400型雙蝸殼離心泵為模型。采用CFD數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究結(jié)合的方法對(duì)雙蝸殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并提出了一種新型徑向力平衡裝置。本文主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　 1.以IH200-150-400泵為原模型，運(yùn)用Pro/e三維設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)了不同結(jié)構(gòu)的離心泵整機(jī)流體

2、域模型，利用Fluent前處理工具Gambit對(duì)流體域模型進(jìn)行分塊網(wǎng)格劃分;介紹了Fluent數(shù)值計(jì)算的基本方程，確定了適合離心泵內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算的解算策略以及葉輪徑向力數(shù)值計(jì)算模型。
　　 2.模擬計(jì)算了單蝸殼泵和模型雙蝸殼泵在不同流量工況下的徑向力，并預(yù)測(cè)了其水力性能。通過(guò)對(duì)比分析，表明雙蝸殼在非設(shè)計(jì)工況下能很好地平衡徑向力，但相比于單蝸殼泵揚(yáng)程和效率有所降低，揚(yáng)程最大下降為1.6m，效率最大下降為2.1％。
　　

3、3.設(shè)計(jì)了3種不同隔板長(zhǎng)度的雙蝸殼泵，研究了隔板長(zhǎng)度對(duì)徑向力平衡的影響，結(jié)論表明:隨著隔板長(zhǎng)度增加，徑向力平衡效果得到改善，但并不明顯;雙蝸殼泵采用較短的隔板時(shí)，徑向力平衡效果有所降低，但仍能較好地平衡徑向力;隔板延伸至隔舌附近時(shí)較為合理，隔板再延長(zhǎng)對(duì)徑向力影響非常小，反而增加了鑄造難度。
　　 4.基于研究結(jié)論短隔板仍能較好地平衡徑向力，設(shè)計(jì)了一種新型多蝸殼結(jié)構(gòu)的徑向力平衡裝置，并對(duì)其展開(kāi)研究，得出結(jié)論:多蝸殼泵能很好地平衡徑

4、向力，在流量工況變化時(shí)，徑向力方向變化幅度小，能更平穩(wěn)、有效地平衡徑向力;揚(yáng)程、效率和雙蝸殼泵非常接近。
　　 5.設(shè)計(jì)了矩形、梯形和圓形三種不同斷面形狀的單蝸殼泵和多蝸殼泵，研究了斷面形狀對(duì)徑向力平衡效果的影響，結(jié)論表明:斷面形狀對(duì)單蝸殼泵和多蝸殼泵徑向力平衡都有一定的影響，對(duì)泵的揚(yáng)程和效率也有一定的影響，但影響較小。
　　 6.以IH200-150-400型雙蝸殼離心泵為試驗(yàn)研究對(duì)象，測(cè)試了其徑向力大小和水力性能，結(jié)