離心泵內(nèi)空化流動及其誘導(dǎo)振動特性的研究.pdf

1、空化現(xiàn)象普遍存在于諸多領(lǐng)域內(nèi)液體輸送的過程中。泵內(nèi)空化發(fā)生時會引起泵運行特性改變、振動噪聲、材料侵蝕、結(jié)構(gòu)破壞等一系列問題。在某些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，對泵的振動性能有較高的要求，離心泵內(nèi)部空化空蝕的研究對它的安全、穩(wěn)定、高效運行具有重要意義。揭示空化流動的機理從而實現(xiàn)對空化程度的有效控制也是學(xué)術(shù)界和工程界急需解決的難題。為了獲得離心泵內(nèi)部空化流動及其誘導(dǎo)振動的特性，本文以自行設(shè)計的離心式模型泵為研究對象，利用數(shù)值計算結(jié)合實驗研究，對模型泵內(nèi)空化

2、流動特征及其誘導(dǎo)振動的特性進行了研究，本文開展的主要工作和得到的結(jié)論如下:
　　 1、根據(jù)對離心泵葉輪內(nèi)部空化流場特征的拍攝需求，設(shè)計了流道完全相同的中低比轉(zhuǎn)數(shù)可視化離心泵和金屬離心泵。
　　 2、基于混合多相流模型，不同的湍流模型及完整空化模型，對模型泵內(nèi)的空化流場進行了定常及非定常流動計算，預(yù)測了空化初生階段、發(fā)展階段和空化嚴重階段葉輪流道內(nèi)空泡分布的形態(tài)特征以及空化流動引起泵能量性能的變化。同時還獲取了隨著空化的發(fā)

3、展，泵內(nèi)蝸殼內(nèi)壁附近處壓力脈動以及葉輪所受非定常徑向力所表現(xiàn)出的變化特征，并分析了葉輪流道內(nèi)空化流場，泵內(nèi)壓力脈動以及葉輪所受非定常徑向力這三者間存在的關(guān)聯(lián)。
　　 3、運用高速數(shù)碼攝像系統(tǒng)對可視化模型泵在不同空化發(fā)展程度下流場內(nèi)空泡分布特征進行捕捉，通過觀察對比，拍攝所得空泡形態(tài)特征隨NPSH的變化規(guī)律與數(shù)值計算結(jié)果基本一致，驗證了數(shù)值計算的有效性。同時，通過對連續(xù)時間內(nèi)，葉輪內(nèi)空化流場的觀察與分析，還獲得了葉輪旋轉(zhuǎn)過程中相鄰

4、葉片流道中非定?？栈鲃铀憩F(xiàn)出的變化規(guī)律與特征，并分析其原因。
　　 4、運用LMS多通道振動噪聲測試與動力學(xué)分析系統(tǒng)對金屬模型泵在不同流量下以及QBEP下不同NPSH時的振動情況進行了測量，對全頻段進行了具體劃分，更全面地分析所測得的振動信號，獲取了泵振動隨流量的變化規(guī)律以及空化流動誘導(dǎo)泵振動的頻域特性及頻率特性，定義4000Hz～8000Hz空化敏感頻段，提出了利用對模型泵振動情況的監(jiān)測來判別泵最優(yōu)工況點以及空化的不同發(fā)展