多級離心泵平衡裝置結構參數的優(yōu)化設計與數值模擬.pdf

1、多級離心泵是在動力工業(yè)工程中常用的機械裝置，應用十分廣泛。但多級離心泵軸向力較大，單獨依靠推力軸承不能保證泵運轉的穩(wěn)定性和可靠性。目前，對多級離心泵軸向力的平衡大多仍采用單平衡鼓、平衡盤、雙平衡鼓、平衡鼓加平衡盤等四種傳統的平衡結構。最近幾年對這一問題的研究仍集中在改進泵內部結構方面，雖然取得了一些進展，但實際效果并不理想，軸向力仍然是困擾多級離心泵設計的主要問題。針對多級離心泵存在的問題，本文在分析離心泵受力的基礎上，研究了平衡裝置結

2、構參數對泄漏的影響，提出了相應的數學模型，進行優(yōu)化，并應用到實際設計過程中，取得了良好的效果。 本文針對多級離心泵平衡裝置的結構參數優(yōu)化問題開展了以下幾方面的研究工作： 1.分析了多級離心泵軸向力、徑向力以及泄漏問題，并研究了平衡裝置各參數和它們之間的相互關系，以及對泄漏的影響。 2.在分析研究的基礎上，由平衡裝置結構參數和泄漏的影響關系建立了理論計算數學模型，并根據有關資料和設計要求提出了相應的約束條件。

3、 3.由理論計算數學模型，應用泄漏量最小的目標函數法，編寫了計算程序，進行了實例計算，并與傳統設計方法的設計結果進行了比較分析。 4.采用數值模擬分析即計算流體力學(CFD)的計算軟件FLUENT對平衡裝置內壓力分布及液體流動進行了數值模擬計算，對結果進行了可視化處理。并對結果進行了分析對比。 5.把優(yōu)化設計的結果及數值模擬分析應用到實際設計中，新設計的多級離心泵的性能得到了很大的提高。 研究結果表明：對平衡裝