【摘要】： 多級(jí)離心泵是一種通用水力機(jī)械,這種高揚(yáng)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(jí)泵的應(yīng)用過(guò)程中,軸向力的大小是影響泵運(yùn)行穩(wěn)定性和使用壽命的重要因素。而多級(jí)泵的運(yùn)行特點(diǎn)是軸向力很大,有時(shí)可達(dá)十余噸,這是由于葉輪的軸向力同向疊加的結(jié)果。目前普遍采用的平衡機(jī)構(gòu)為平衡盤,依靠平衡盤徑向和軸向的兩個(gè)間隙產(chǎn)生的壓力差來(lái)平衡葉輪軸向力。當(dāng)前平衡盤尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算都是用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和半經(jīng)驗(yàn)公式,缺乏對(duì)兩個(gè)間隙的流動(dòng)規(guī)律的理論分析和實(shí)驗(yàn)?zāi)M,對(duì)于出現(xiàn)的多級(jí)泵平衡盤研磨等問題不能進(jìn)行有效的理論分析,導(dǎo)致設(shè)計(jì)出的平衡盤對(duì)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(diǎn)問題,以N-S方程為基礎(chǔ),通過(guò)理論分析推導(dǎo)出兩間隙內(nèi)流動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式,用數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)描述平衡盤兩間隙內(nèi)的流動(dòng)特點(diǎn),為平衡盤的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。 本課題利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)方法,分別選擇層流和湍流計(jì)算模型,通過(guò)Gambit軟件貼體坐標(biāo)和六面體網(wǎng)格系統(tǒng),生成計(jì)算網(wǎng)格,最后用Fluent軟件進(jìn)行三維內(nèi)部流場(chǎng)的數(shù)值模擬。 本文所講述的研究將分析這兩個(gè)間隙內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律,深入認(rèn)識(shí)兩間隙內(nèi)的流動(dòng)特點(diǎn)。本論文主要以理論(N-S方程)和模擬方法,確定多級(jí)泵軸向和徑向間隙內(nèi)的速度、壓力分布。首先,將多級(jí)泵軸向和徑向間隙中的流動(dòng)設(shè)置為層流,以N-S方程分別推導(dǎo)出在泵軸靜止且間隙進(jìn)出口存在壓差和泵軸旋轉(zhuǎn)且間隙進(jìn)出口無(wú)壓差狀態(tài)下間隙內(nèi)速度和壓力的數(shù)學(xué)表達(dá)式;其次,利用三維建模軟件分別對(duì)兩個(gè)間隙進(jìn)行建模,在Fluent軟件中分別設(shè)置為層流和湍流計(jì)算模型,模擬出徑向間隙和軸向間隙的壓力和速度分布;最后,通過(guò)分析模擬計(jì)算結(jié)果,發(fā)現(xiàn)兩間隙內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律,并驗(yàn)證所推導(dǎo)數(shù)學(xué)表達(dá)式的正確性。 通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果的分析,得出了一下重要結(jié)論: 在層流和湍流狀態(tài)下,無(wú)論軸向間隙還是徑向間隙,泵軸旋轉(zhuǎn)且進(jìn)出口存在壓差時(shí),平衡盤間隙內(nèi)流動(dòng)均為無(wú)壓差時(shí)僅由軸套旋轉(zhuǎn)引起的圓周運(yùn)動(dòng)與泵軸靜止,由壓力差引起的軸向運(yùn)動(dòng)的疊加。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TH311
【圖文】：

Fig.4一1Modelofradialelearanee圖4一l徑向間隙模型尺寸:bZ=2InIn，r，二82.Slnln，rZ二100二，模型以z軸旋

趕:Fig.4一 1Modelofradialelearanee圖4一l徑向間隙模型軸向間隙尺寸:bZ=2InIn，r，二82.Slnln，rZ二100二，模型以z軸旋轉(zhuǎn)軸，三維模型如下:

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

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本文編號(hào)：2723886