隔舌對(duì)雙蝸殼泵徑向力和壓力脈動(dòng)影響的數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)泵的運(yùn)行穩(wěn)定性和振動(dòng)等方面提出了更高的要求，而泵的運(yùn)行不穩(wěn)定和振動(dòng)主要是由其內(nèi)部流動(dòng)情況決定的。其中，離心泵徑向力的大小直接影響泵工作的穩(wěn)定性，泵內(nèi)壓力脈動(dòng)尤其是蝸殼隔舌區(qū)的壓力脈動(dòng)是影響水泵運(yùn)行穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素，也是導(dǎo)致振動(dòng)的重要原因。改變?nèi)~輪與隔舌間隙對(duì)離心泵的壓力脈動(dòng)和徑向力特性有很大影響。本文通過(guò)改變雙蝸殼基圓直徑來(lái)改變?nèi)~輪與隔舌間的間隙，研究不同隔舌間隙對(duì)離心泵徑向力和壓力脈動(dòng)特性的影響。主要研究

2、內(nèi)容有:
　　 1.采用Fluent軟件對(duì)雙蝸殼雙吸離心泵內(nèi)部進(jìn)行三維定常數(shù)值模擬，分析不同基圓直徑離心泵雙蝸殼內(nèi)靜壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)分布，得出:隨著基圓直徑的增加，蝸殼內(nèi)靜壓呈明顯的增加，蝸殼進(jìn)口至出口，壓力沿蝸殼逐漸增加;蝸殼內(nèi)流速減小，且蝸形段內(nèi)的速度最小區(qū)增加。隨著基圓直徑的減小，隔舌部位的壓力波動(dòng)變大。
　　 2.建立徑向力計(jì)算模型，同樣對(duì)雙蝸殼離心泵內(nèi)部進(jìn)行三維定常數(shù)值模擬，分析在設(shè)計(jì)工況及非設(shè)計(jì)工況下，采用不同

3、基圓直徑時(shí)作用在葉輪上徑向力特性，得出:采用不同基圓直徑時(shí)作用于葉輪上的徑向力不同，隨著基圓直徑的增大，各個(gè)工況下作用于葉輪上的徑向力減小。說(shuō)明適當(dāng)增大葉輪與隔舌的徑向間隙可以改善作用在葉輪上的徑向力。
　　 3.在定常數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)不同基圓直徑雙蝸殼離心泵進(jìn)行三維非定常數(shù)值計(jì)算，揭示了在不同工況下不同隔舌間隙時(shí)離心泵隔舌區(qū)壓力脈動(dòng)特性。主要結(jié)論有:
　　 (1)在設(shè)計(jì)工況和大流量工況下，不同基圓直徑的蝸殼隔舌處的

4、壓力脈動(dòng)均隨著葉輪的旋轉(zhuǎn)呈周期性變化，壓力脈動(dòng)的頻率以葉頻為主;在小流量工況下，壓力脈動(dòng)呈現(xiàn)出不規(guī)則變化，隨著流量的降低，壓力脈動(dòng)沒(méi)有明顯的周期性，基圓直徑為D3=410mm和D3=425mm時(shí)低于1倍葉片通過(guò)頻率的低頻脈動(dòng)占主導(dǎo)地位，其主頻為葉輪轉(zhuǎn)頻。
　　 (2)在各個(gè)工況下，隨著基圓直徑的增大，計(jì)算模型主頻的幅值減小，壓力脈動(dòng)越不明顯。說(shuō)明適當(dāng)增大葉輪與隔舌的徑向間隙可以改善離心泵壓力脈動(dòng)，從而改善離心泵動(dòng)靜干涉作用。

5、r>　　 4.通過(guò)對(duì)單蝸殼泵和雙蝸殼泵進(jìn)行定常和非定常數(shù)值計(jì)算，分析了不同工況下單-雙蝸殼泵隔舌處的壓力脈動(dòng)特性，不同工況下作用在葉輪上的徑向力特性，主要結(jié)論如下:
　　 (1)單蝸殼離心泵在設(shè)計(jì)工況及大流量工況下，隔舌區(qū)壓力隨時(shí)間變化的周期性明顯，壓力脈動(dòng)頻率以葉片通過(guò)頻率為主;在小流量工況下，隨著流量偏離設(shè)計(jì)流量加大，隔舌區(qū)隨時(shí)間變化的周期性不明顯，壓力脈動(dòng)頻率以低于1倍葉片通過(guò)頻率為主。雙蝸殼離心泵在小流量、設(shè)計(jì)流量及大