多級泵平衡盤兩間隙內(nèi)速度與壓力分布.pdf

1、多級離心泵是一種通用水力機械，這種高揚程的泵在冶金、熱能發(fā)電等部門具有不可替代的作用。在多級泵的應用過程中，軸向力的大小是影響泵運行穩(wěn)定性和使用壽命的重要因素。而多級泵的運行特點是軸向力很大，有時可達十余噸，這是由于葉輪的軸向力同向疊加的結果。目前普遍采用的平衡機構為平衡盤，依靠平衡盤徑向和軸向的兩個間隙產(chǎn)生的壓力差來平衡葉輪軸向力。當前平衡盤尺寸的設計計算都是用經(jīng)驗數(shù)據(jù)和半經(jīng)驗公式，缺乏對兩個間隙的流動規(guī)律的理論分析和實驗模擬，對于出

2、現(xiàn)的多級泵平衡盤研磨等問題不能進行有效的理論分析，導致設計出的平衡盤對軸向力的平衡效果不理想。 本文跟蹤水泵行業(yè)的這一難點問題，以N-S方程為基礎，通過理論分析推導出兩間隙內(nèi)流動規(guī)律的數(shù)學表達式，用數(shù)學表達式來描述平衡盤兩間隙內(nèi)的流動特點，為平衡盤的設計提供理論依據(jù)。 本課題利用計算流體動力學（CFD）方法，分別選擇層流和湍流計算模型，通過Gambit軟件貼體坐標和六面體網(wǎng)格系統(tǒng)，生成計算網(wǎng)格，最后用Fluent軟件進行

3、三維內(nèi)部流場的數(shù)值模擬。 本文所講述的研究將分析這兩個間隙內(nèi)的流動規(guī)律，深入認識兩間隙內(nèi)的流動特點。本論文主要以理論（N-S方程）和模擬方法，確定多級泵軸向和徑向間隙內(nèi)的速度、壓力分布。首先，將多級泵軸向和徑向間隙中的流動設置為層流，以N-S方程分別推導出在泵軸靜止且間隙進出口存在壓差和泵軸旋轉且間隙進出口無壓差狀態(tài)下間隙內(nèi)速度和壓力的數(shù)學表達式；其次，利用三維建模軟件分別對兩個間隙進行建模，在Fluent軟件中分別設置為層流和