離心泵內(nèi)空化流動(dòng)及其誘導(dǎo)振動(dòng)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(guò)程中。泵內(nèi)空化發(fā)生時(shí)會(huì)引起泵運(yùn)行特性改變、振動(dòng)噪聲、材料侵蝕、結(jié)構(gòu)破壞等一系列問(wèn)題。在某些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，對(duì)泵的振動(dòng)性能有較高的要求，離心泵內(nèi)部空化空蝕的研究對(duì)它的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行具有重要意義。揭示空化流動(dòng)的機(jī)理從而實(shí)現(xiàn)對(duì)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(dòng)及其誘導(dǎo)振動(dòng)的特性，本文以自行設(shè)計(jì)的離心式模型泵為研究對(duì)象，利用數(shù)值計(jì)算結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)模型泵內(nèi)空化

2、流動(dòng)特征及其誘導(dǎo)振動(dòng)的特性進(jìn)行了研究，本文開(kāi)展的主要工作和得到的結(jié)論如下:
　　 1、根據(jù)對(duì)離心泵葉輪內(nèi)部空化流場(chǎng)特征的拍攝需求，設(shè)計(jì)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(duì)模型泵內(nèi)的空化流場(chǎng)進(jìn)行了定常及非定常流動(dòng)計(jì)算，預(yù)測(cè)了空化初生階段、發(fā)展階段和空化嚴(yán)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(dòng)引起泵能量性能的變化。同時(shí)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(dòng)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(chǎng)，泵內(nèi)壓力脈動(dòng)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(yùn)用高速數(shù)碼攝像系統(tǒng)對(duì)可視化模型泵在不同空化發(fā)展程度下流場(chǎng)內(nèi)空泡分布特征進(jìn)行捕捉，通過(guò)觀察對(duì)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(jì)算結(jié)果基本一致，驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算的有效性。同時(shí)，通過(guò)對(duì)連續(xù)時(shí)間內(nèi)，葉輪內(nèi)空化流場(chǎng)的觀察與分析，還獲得了葉輪旋轉(zhuǎn)過(guò)程中相鄰

4、葉片流道中非定?？栈鲃?dòng)所表現(xiàn)出的變化規(guī)律與特征，并分析其原因。
　　 4、運(yùn)用LMS多通道振動(dòng)噪聲測(cè)試與動(dòng)力學(xué)分析系統(tǒng)對(duì)金屬模型泵在不同流量下以及QBEP下不同NPSH時(shí)的振動(dòng)情況進(jìn)行了測(cè)量，對(duì)全頻段進(jìn)行了具體劃分，更全面地分析所測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)，獲取了泵振動(dòng)隨流量的變化規(guī)律以及空化流動(dòng)誘導(dǎo)泵振動(dòng)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(duì)模型泵振動(dòng)情況的監(jiān)測(cè)來(lái)判別泵最優(yōu)工況點(diǎn)以及空化的不同發(fā)展