低比轉(zhuǎn)速離心泵雙吸葉輪及蝸殼內(nèi)部流場的數(shù)值計算與分析.pdf

1、石油化工流程泵在化工流程中起著舉足輕重的作用，它直接影響著化工企業(yè)能否正常運營。隨著石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，人們對石油化工用泵提出了更新更高的要求。目前，石油化工流程泵正往大型化、高速化方向發(fā)展，HD型石油化工流程泵就是基于這種思路開發(fā)的一種新型化工流程泵。該泵構(gòu)思新穎，結(jié)構(gòu)緊湊，性能參數(shù)有別于其他類型泵。該泵可以輸送不含固體顆粒、具有腐蝕性的高溫、高壓及易燃、易爆或有毒的液體，適用于石油化工、煉油、化學(xué)制品等工業(yè)部門。 為了使HD

2、型石油化工流程泵具有更好的性能，了解泵內(nèi)部流場的流動規(guī)律顯得尤為重要。研究內(nèi)部流場規(guī)律的手段主要有實驗和數(shù)值模擬兩種。雖然實驗是最直接的方法，但是仍然面臨投資大、周期長等實際困難，實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和精度受測試儀器儀表及環(huán)境的制約，對內(nèi)部流場的分析和細(xì)微流動現(xiàn)象的分析能力有限。隨著計算機科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，以及流動計算模型和數(shù)值求解技術(shù)的完善，通過CFD軟件模擬內(nèi)部流場越來越受到人們的重視。 本文總結(jié)了國內(nèi)外研究低比轉(zhuǎn)速離心泵的發(fā)

3、展?fàn)顩r，并研究了CFD理論和樹數(shù)學(xué)模型，找出了適合HD型離心泵的數(shù)學(xué)模型。對HD型石油化工流程泵進行了實體建模和網(wǎng)格劃分，利用CFD軟件Fluent對該泵內(nèi)部流場進行了數(shù)值計算和分析，研究了清水介質(zhì)時，設(shè)計工況、大流量工況、小流量工況，三種不同流量工況下，內(nèi)部壓力、速度分布規(guī)律，捕捉到了一些重要的流動現(xiàn)象： ●在葉片背面進口稍靠后的地方存在低壓區(qū)，并且大流量時低壓區(qū)更為明顯，這將容易造成空蝕，對泵造成破壞。 ●在葉片出口

4、出現(xiàn)了尾跡流現(xiàn)象，尾跡區(qū)的大小與流量有密切聯(lián)系。 ●對于雙吸葉片，在其匯合處，速度場和壓力場均出現(xiàn)波動，并且隨流量增大，波動越明顯。 ●隨著流量增大，葉片工作面與壓力面的壓力差減小。 ●雙蝸殼內(nèi)的壓力分布呈180°對稱分布，靠近蝸殼內(nèi)側(cè)的壓力大于蝸殼外側(cè)的壓力，在隔舌處存在回流，在過渡流道內(nèi)存在回流與撞擊，流量不同，撞擊和回流的程度不同。 通過對捕捉到的現(xiàn)象進行詳細(xì)分析，為改善泵的性能，優(yōu)化泵的設(shè)計提供了