本文關(guān)鍵詞：離心泵浮動(dòng)葉輪軸向力的數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在生產(chǎn)實(shí)踐中,泵的軸向力通常會(huì)很大,特別是對(duì)于高揚(yáng)程的多級(jí)離心泵,若設(shè)計(jì)、運(yùn)行不當(dāng),能導(dǎo)致軸承燒毀、軸封損壞、甚至斷軸等事故發(fā)生。在許多場(chǎng)合下,軸向力過(guò)大產(chǎn)生的問(wèn)題,其嚴(yán)重性已超過(guò)了效率、磨損等因素,成為泵能否穩(wěn)定運(yùn)行的決定因素。因此,設(shè)法消除或平衡軸向力既可以提高離心泵的使用壽命和效率,又有利于高揚(yáng)程的發(fā)展。本文的主要內(nèi)容如下： 1.以IS80-50-315型離心泵為研究對(duì)象,在離心泵浮動(dòng)葉輪閉式實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,通過(guò)人工來(lái)改變?nèi)~輪軸向位置,即在葉輪軸向位移量為0、2、4、6、8mm,相應(yīng)的后泵腔軸向間隙為14.5、12.5、10.5、8.5、6.5mm時(shí),獲取了泵的性能和液體作用在葉輪上的軸向力。試驗(yàn)分析表明,在0.8Q、1.0Q、1.2Q流量下,隨著葉輪軸向位移量的增加,泵的揚(yáng)程、效率是降低的,軸功率是增加的。當(dāng)x=4mm時(shí),泵的揚(yáng)程和效率出現(xiàn)了拐點(diǎn),當(dāng)x4mm時(shí),隨著葉輪軸向位移量再增大,泵的揚(yáng)程、效率有所回升。而液體作用在葉輪軸向力有明顯降低,在0.8Q、1.0Q、1.2Q流量下,x=8mm時(shí)較x=0mm分別降低了14.60%、12.89%、15.55%,驗(yàn)證了浮動(dòng)葉輪軸向位移能改變泵軸向力特性。 2.在浮動(dòng)葉輪軸向位移量為零(即葉輪出口流道中心線與蝸殼流道中心線重合時(shí)),對(duì)該泵全流道進(jìn)行了定常不可壓數(shù)值模擬,獲得了該泵的外特性和軸向力預(yù)測(cè)值,并繪制了性能曲線； 3.將泵的外特性與軸向力的模擬值和試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明,當(dāng)離心泵浮動(dòng)葉輪軸向位移量x=0mm時(shí),在0.8Q-1.2Q的工作區(qū)域,泵性能的數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果趨勢(shì)吻合； 4.在其他參數(shù)不變的條件下,當(dāng)浮動(dòng)葉輪軸向移動(dòng)量x=0,2,4,6,8mm時(shí),對(duì)該離心泵進(jìn)行了全流道數(shù)值模擬和軸向力數(shù)值計(jì)算和分析,并繪制了不同工況下泵性能與軸向力隨浮動(dòng)葉輪軸向位移量變化的關(guān)系曲線,結(jié)果表明,在0.8Q-1.2Q流量范圍,泵性能和軸向力的數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果趨勢(shì)吻合。
【關(guān)鍵詞】：離心泵 浮動(dòng)葉輪 軸向移動(dòng) 軸向力 數(shù)值模擬及試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TH311
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展11
• 1.3 軸向力的產(chǎn)生原因及計(jì)算11-15
• 1.3.1 軸向力產(chǎn)生的原因11-13
• 1.3.2 軸向力的計(jì)算13-15
• 1.4 軸向力的其他計(jì)算公式15-17
• 1.5 軸向力平衡的新方法17-19
• 1.6 軸向力的測(cè)試方法19-22
• 1.6.1 直接測(cè)量法19-21
• 1.6.2 間接測(cè)量法21-22
• 1.7 主要研究?jī)?nèi)容22-24
• 第2章 實(shí)驗(yàn)研究24-39
• 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置24-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)步驟27
• 2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)27-31
• 2.4 葉輪軸向移動(dòng)量對(duì)泵性能的影響31-33
• 2.5 葉輪軸向位移量對(duì)軸向力的影響33-36
• 2.5.1 平衡腔與葉輪進(jìn)口液體壓差產(chǎn)生的軸向力34
• 2.5.2 動(dòng)反力引起的軸向力34-35
• 2.5.3 軸頭產(chǎn)生的軸向力35
• 2.5.4 液體作用在葉輪上總軸向力35-36
• 2.6 軸向力的理論計(jì)算36-38
• 2.6.1. 蓋板力F_136
• 2.6.2. 動(dòng)反力引起的軸向力F_236-37
• 2.6.3. 軸頭引起的軸向力F_337
• 2.6.4. 平衡孔產(chǎn)生的軸向平衡力F_537-38
• 2.6.5. 離心泵軸向力F的理論計(jì)算38
• 2.7 本章小結(jié)38-39
• 第3章 離心泵內(nèi)部流動(dòng)的數(shù)值模擬39-53
• 3.1 計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分39-42
• 3.1.1 三維幾何建模39-40
• 3.1.2 網(wǎng)格的劃分40-42
• 3.2 數(shù)學(xué)模型的建立42-49
• 3.2.1 控制方程42-44
• 3.2.2 湍流模型44-46
• 3.2.3 控制方程的離散46
• 3.2.4 流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算的求解46-49
• 3.2.5 動(dòng)靜耦合模型的選取49
• 3.3 計(jì)算模型邊界條件的設(shè)置49-51
• 3.3.1 進(jìn)口邊界條件49-50
• 3.3.2 出口邊界條件50
• 3.3.3 壁面以及交界面條件50
• 3.3.4 流體域條件50
• 3.3.5. 求解與初始化50-51
• 3.3.6 計(jì)算收斂性的判定51
• 3.4 FLUENT后處理51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第4章 結(jié)果及分析53-65
• 4.1 數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的對(duì)比53-56
• 4.2 浮動(dòng)葉輪軸向位移量與揚(yáng)程的關(guān)系56-58
• 4.3 浮動(dòng)葉輪軸向位移量與軸向力的關(guān)系58-60
• 4.4 模擬結(jié)果60-64
• 4.4.1 流線分布60-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 總結(jié)與展望65-67
• 總結(jié)65-66
• 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 致謝72-73
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：441520