設(shè)有徑向回流平衡孔低比速離心泵特性研究.pdf

1、低比速離心葉輪通常具有前、后密封環(huán),前后密封環(huán)的直徑一般相同,后密封環(huán)與輪轂之間開設(shè)軸向回流平衡孔,葉輪后密封環(huán)泄漏的高壓液體通常通過軸向回流平衡孔回流到葉輪的進(jìn)口區(qū)域,平衡孔回流液體方向與葉輪來流方向相反,破壞了正常的流動(dòng)狀態(tài),葉輪進(jìn)口處水流紊亂,泵易形成異常振動(dòng)與噪音,且泵的抗汽蝕性能下降。
　　 本文針對(duì)這一問題提出一種具有徑向回流平衡孔的低比速離心泵,其葉輪來流方向與平衡孔回流方向基本一致,回收高壓液體的能量,提高葉片進(jìn)

2、口處的液體壓力,借以改善該低比速離心泵的性能。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　 1.總結(jié)了低比速離心泵的研究現(xiàn)狀;參考優(yōu)秀水力模型和借鑒成熟的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),應(yīng)用速度系數(shù)法對(duì)模型泵的葉輪和渦殼進(jìn)行了水力設(shè)計(jì);介紹了具有徑向回流平衡孔的低比速離心泵的具體實(shí)現(xiàn)形式,通過傳統(tǒng)的計(jì)算方法計(jì)算出密封間隙和平衡孔直徑的大小。
　　 2.在全流場模擬過程中,利用ANSYSICEM對(duì)葉輪、渦殼、前后泵腔(含口環(huán)間隙)等流體區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分,

3、并進(jìn)行了網(wǎng)格無關(guān)性分析;基于商業(yè)CFD軟件ANSYSCFX對(duì)徑向回流方式、傳統(tǒng)軸向回流方式以及無平衡孔結(jié)構(gòu)這3種不同方案模型泵的全流場區(qū)域進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了設(shè)計(jì)工況下模型泵在3種不同方案下的靜壓、速度、湍動(dòng)能特性,對(duì)3種不同方案下的模型泵進(jìn)行能量性能預(yù)測并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。
　　 3.在定常計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行三維非定常湍流數(shù)值計(jì)算,分析靜壓分布隨時(shí)問變化的情況;選擇葉輪渦殼耦合面上、渦殼擴(kuò)散流道內(nèi)、葉輪進(jìn)口處以及前后密封間

4、隙內(nèi)的特殊位置作為監(jiān)測點(diǎn),對(duì)3種不同方案在設(shè)計(jì)工況下以及具有徑向回流平衡孔的低比速離心泵在3種不同工況下的幅域特性(區(qū)間值和標(biāo)準(zhǔn)差)進(jìn)行了分析;分析具有徑向回流平衡孔低比速離心泵在設(shè)計(jì)工況下各監(jiān)測點(diǎn)的時(shí)域變化特點(diǎn),并對(duì)其進(jìn)行快速傅立葉變換(FFT)分析其頻域特性;分別對(duì)3種不同方案的模型泵在設(shè)計(jì)工況下以及具有徑向回流平衡孔模型泵在3種不同工況下時(shí)各監(jiān)測點(diǎn)的頻域特性進(jìn)行分析,并對(duì)比分析其最大幅值變化規(guī)律。
　　 4.利甩ANSYS