本文關(guān)鍵詞：離心泵新型軸向力平衡裝置的軸向力計(jì)算與設(shè)計(jì)方法的研究

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【摘要】：軸向力的平衡法一直是泵研究領(lǐng)域中的重點(diǎn)之一。查閱相關(guān)軸向力平衡法的文獻(xiàn)資料可知,目前應(yīng)用的軸向力平衡裝置,其使用范圍和平衡能力都具有一定的局限性。本文針對(duì)目前各種軸向力平衡裝置的缺點(diǎn)和不足,提出了一種離心泵新型軸向力平衡裝置,它是在單級(jí)離心泵平衡腔內(nèi)或多級(jí)離心泵末級(jí)葉輪平衡腔內(nèi)安裝了一對(duì)動(dòng)靜環(huán)。本文采用改變動(dòng)靜環(huán)外半徑和軸向間隙的方法,運(yùn)用理論分析和數(shù)值計(jì)算的方法對(duì)平衡裝置軸向間隙液體的壓力分布、泄漏量和動(dòng)環(huán)上軸向力的變化規(guī)律進(jìn)行了深入的研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:1.對(duì)平衡裝置徑向間隙和軸向間隙的液體流動(dòng)進(jìn)行了理論分析,利用不可壓縮粘性流體運(yùn)動(dòng)的N-S方程和連續(xù)性方程,獲得了計(jì)算軸向間隙液體泄漏量和液體壓力及動(dòng)環(huán)上軸向力的計(jì)算公式。以IS80-50-315型離心泵為研究對(duì)象,在動(dòng)靜環(huán)外半徑為45mm、52.5mm、57.5mm、62.5mm條件下,對(duì)設(shè)計(jì)工況下軸向間隙液體泄漏量和動(dòng)環(huán)上軸向力進(jìn)行了理論計(jì)算。結(jié)果表明:軸向間隙液體泄漏量隨軸向間隙的增大而增大,而液體作用在動(dòng)環(huán)上的軸向力隨軸向間隙的增大而減小;從滿足控制動(dòng)環(huán)上軸向力減少軸向間隙液體泄漏量的角度,軸向間隙選取0.4~0.8mm較為適宜。2.對(duì)不同動(dòng)靜環(huán)外半徑不同軸向間隙下的模型泵進(jìn)行了全流量數(shù)值模擬,獲得了軸向間隙對(duì)泵性能影響規(guī)律。結(jié)果表明:揚(yáng)程隨著軸向間隙的增大而降低,且在較小流量(5~20m3/h)時(shí)降低的趨勢(shì)較明顯,在較大流量(25~40 m3/h)時(shí)降低的趨勢(shì)并不明顯;軸向間隙的變化對(duì)效率和軸功率的影響不大。3.在設(shè)計(jì)工況下,研究了軸向間隙液體壓力分布規(guī)律。結(jié)果表明:軸向間隙液體壓力由內(nèi)徑至外徑沿徑向逐漸增大,但沿軸向上基本保持不變;壓力與半徑關(guān)系曲線是斜直線,動(dòng)靜環(huán)外半徑與內(nèi)半徑比值和軸向間隙的大小對(duì)其斜率有明顯影響。4.為了分析與計(jì)算相似平衡裝置動(dòng)態(tài)性能,引入旋轉(zhuǎn)雷諾數(shù)、泄漏量系數(shù)、軸向力系數(shù)和隙徑比等無(wú)量綱參數(shù),繪制出設(shè)計(jì)工況模擬泄漏量系數(shù)及計(jì)算泄漏量系數(shù)與隙徑比的關(guān)系曲線和模擬軸向力系數(shù)及計(jì)算軸向力系數(shù)與隙徑比的關(guān)系曲線。結(jié)果表明:隙徑比增大,泄漏量系數(shù)具有先急劇增大然后趨于平坦的變化規(guī)律,而軸向力系數(shù)具有先急劇減少然后趨于平坦的變化規(guī)律;軸向間隙液體泄漏量和動(dòng)環(huán)上軸向力的模擬結(jié)果與計(jì)算結(jié)果相差不大,說(shuō)明了數(shù)值計(jì)算的可靠性。5.對(duì)平衡腔內(nèi)未安裝平衡裝置時(shí)平衡腔區(qū)域液體作用在葉輪后蓋板上軸向力進(jìn)行了理論計(jì)算,并與平衡腔內(nèi)安裝平衡裝置時(shí)液體作用在動(dòng)環(huán)上軸向力進(jìn)行了比較分析。結(jié)果表明:在平衡腔內(nèi)安裝平衡裝置有很明顯的減少軸向力的效果。
【關(guān)鍵詞】：離心泵 軸向力 平衡裝置 泄漏量系數(shù) 軸向力系數(shù)
【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】：2016
【分類號(hào)】：TH311
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題名稱及來(lái)源10
• 1.1.1 課題名稱10
• 1.1.2 課題來(lái)源10
• 1.2 研究背景與意義10-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展11-17
• 1.3.1 軸向力產(chǎn)生的原因11
• 1.3.2 軸向力計(jì)算方法的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.3 泵腔液體壓力計(jì)算的研究13-14
• 1.3.4 軸向力平衡方法的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第2章 平衡裝置間隙泄漏量及壓力理論計(jì)算18-28
• 2.1 平衡軸向力裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理18-20
• 2.2 間隙液體流動(dòng)的理論分析20-25
• 2.2.1 徑向間隙液體流動(dòng)分析及泄漏量計(jì)算20-22
• 2.2.2 軸向間隙液體流動(dòng)理論分析22-24
• 2.2.3 平衡裝置間隙泄漏量及壓力分布24-25
• 2.2.4 軸向間隙軸向力25
• 2.3 軸向間隙液體泄漏量和動(dòng)環(huán)上軸向力理論計(jì)算25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 第3章 軸向間隙對(duì)泵性能的影響28-59
• 3.1 計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分28-31
• 3.1.1 三維幾何建模28-29
• 3.1.2 網(wǎng)格劃分29-31
• 3.2 數(shù)學(xué)模型的建立31-34
• 3.2.1 流體動(dòng)力學(xué)控制方程31-32
• 3.2.2 湍流模型32-33
• 3.2.3 控制方程的離散方法33
• 3.2.4 流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算的求解方法33-34
• 3.2.5 動(dòng)靜耦合模型的選取34
• 3.3 邊界條件的設(shè)置34-35
• 3.3.1 進(jìn)口邊界條件34-35
• 3.3.2 出口邊界條件35
• 3.3.3 壁面以及交界面條件35
• 3.4 性能預(yù)測(cè)35-36
• 3.5 軸向間隙對(duì)離心泵性能影響的研究36-49
• 3.6 設(shè)計(jì)工況下離心泵內(nèi)部流場(chǎng)分析49-58
• 3.6.1 葉輪中間截面靜壓分布49-51
• 3.6.2 葉輪中間截面相對(duì)速度分布51-53
• 3.6.3 蝸殼中間截面靜壓分布53-55
• 3.6.4 蝸殼中間截面速度分布55-58
• 3.7 本章小結(jié)58-59
• 第4章 平衡裝置軸向力特性數(shù)值計(jì)算59-74
• 4.1 軸向間隙液體壓力分布59-66
• 4.2 軸向間隙液體泄漏量和動(dòng)環(huán)上軸向力數(shù)值計(jì)算66-69
• 4.2.1 不同工況下軸向間隙液體泄漏量和動(dòng)環(huán)上軸向力66-68
• 4.2.2 泄漏量和軸向力模擬值與計(jì)算值的對(duì)比68-69
• 4.3 無(wú)量綱分析69-72
• 4.3.1 數(shù)據(jù)的無(wú)量綱處理69-71
• 4.3.2 隙徑比對(duì)軸向間隙液體泄漏量及軸向力的影響71-72
• 4.4 平衡裝置平衡軸向力的效果對(duì)比72-73
• 4.5 本章小結(jié)73-74
• 總結(jié)與展望74-76
• 總結(jié)74-75
• 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 致謝79-80
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間公開(kāi)發(fā)表的論文80

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉在倫;賈曉;張森;石福翔;孫雨;;葉輪軸向位移對(duì)離心泵腔液體壓力的影響[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào);2014年06期

2 趙偉國(guó);鄔國(guó)秀;黎義斌;王秀勇;;口環(huán)間隙變化對(duì)離心泵性能的影響研究[J];水力發(fā)電學(xué)報(bào);2014年05期

3 劉在倫;董瑋;張楠;吳佼;;離心泵平衡腔液體壓力的計(jì)算與驗(yàn)證[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2013年20期

4 劉在倫;許立中;賈曉;吳佼;王東偉;;離心泵浮動(dòng)葉輪軸向間隙的液體流動(dòng)分析及軸向力計(jì)算[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2013年12期

5 李偉;施衛(wèi)東;蔣小平;周嶺;徐焰棟;江志q;;多級(jí)離心泵軸向力的數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研究[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2012年23期

6 胡桂清;王兵和;陳存利;王永祥;劉炎;;多級(jí)離心泵振動(dòng)原因分析及解決辦法[J];當(dāng)代化工;2012年06期

7 孫勝微;;多級(jí)離心泵故障分析及解決辦法[J];化學(xué)工程與裝備;2012年05期

8 劉在倫;何睿;范贏;;浮動(dòng)葉輪平衡腔內(nèi)液體泄漏量特性試驗(yàn)[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2011年09期

9 馬旭丹;吳大轉(zhuǎn);王樂(lè)勤;;多級(jí)離心泵軸向力平衡裝置的設(shè)計(jì)與分析[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2010年08期

10 何玉杰;周廣鳳;潘金秋;楊孫圣;王俊;;海水淡化多級(jí)泵軸向力試驗(yàn)[J];排灌機(jī)械;2009年02期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 孫章虎;新型軸向力平衡裝置間隙內(nèi)部流場(chǎng)的CFD數(shù)值計(jì)算[D];蘭州理工大學(xué);2006年

2 邢樂(lè)斌;新型軸向力平衡裝置平衡原理的理論分析[D];蘭州理工大學(xué);2004年

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本文編號(hào)：1009885