一種新型離心泵徑向力平衡裝置的設(shè)計與研究.pdf

1、離心泵在偏離設(shè)計點工作時會產(chǎn)生很大的徑向力，雙蝸殼結(jié)構(gòu)雖然能有效地平衡徑向力，但其流道狹長，鑄造困難。為了更有效地平衡徑向力，改善雙蝸殼結(jié)構(gòu)鑄造難度，本文以IH200-150-400型雙蝸殼離心泵為模型。采用CFD數(shù)值模擬與試驗研究結(jié)合的方法對雙蝸殼結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，并提出了一種新型徑向力平衡裝置。本文主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　 1.以IH200-150-400泵為原模型，運用Pro/e三維設(shè)計軟件設(shè)計了不同結(jié)構(gòu)的離心泵整機流體

2、域模型，利用Fluent前處理工具Gambit對流體域模型進行分塊網(wǎng)格劃分;介紹了Fluent數(shù)值計算的基本方程，確定了適合離心泵內(nèi)部流場數(shù)值計算的解算策略以及葉輪徑向力數(shù)值計算模型。
　　 2.模擬計算了單蝸殼泵和模型雙蝸殼泵在不同流量工況下的徑向力，并預(yù)測了其水力性能。通過對比分析，表明雙蝸殼在非設(shè)計工況下能很好地平衡徑向力，但相比于單蝸殼泵揚程和效率有所降低，揚程最大下降為1.6m，效率最大下降為2.1％。
　　

3、3.設(shè)計了3種不同隔板長度的雙蝸殼泵，研究了隔板長度對徑向力平衡的影響，結(jié)論表明:隨著隔板長度增加，徑向力平衡效果得到改善，但并不明顯;雙蝸殼泵采用較短的隔板時，徑向力平衡效果有所降低，但仍能較好地平衡徑向力;隔板延伸至隔舌附近時較為合理，隔板再延長對徑向力影響非常小，反而增加了鑄造難度。
　　 4.基于研究結(jié)論短隔板仍能較好地平衡徑向力，設(shè)計了一種新型多蝸殼結(jié)構(gòu)的徑向力平衡裝置，并對其展開研究，得出結(jié)論:多蝸殼泵能很好地平衡徑

4、向力，在流量工況變化時，徑向力方向變化幅度小，能更平穩(wěn)、有效地平衡徑向力;揚程、效率和雙蝸殼泵非常接近。
　　 5.設(shè)計了矩形、梯形和圓形三種不同斷面形狀的單蝸殼泵和多蝸殼泵，研究了斷面形狀對徑向力平衡效果的影響，結(jié)論表明:斷面形狀對單蝸殼泵和多蝸殼泵徑向力平衡都有一定的影響，對泵的揚程和效率也有一定的影響，但影響較小。
　　 6.以IH200-150-400型雙蝸殼離心泵為試驗研究對象，測試了其徑向力大小和水力性能，結(jié)