【摘要】： 多級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。在多級泵的應(yīng)用過程中,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。而多級泵的運(yùn)行特點(diǎn)是軸向力很大,有時可達(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間隙產(chǎn)生的壓力差來平衡葉輪軸向力。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,缺乏對兩個間隙的流動規(guī)律的理論分析和實(shí)驗(yàn)?zāi)M,對于出現(xiàn)的多級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),通過理論分析推導(dǎo)出兩間隙內(nèi)流動規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式,用數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述平衡盤兩間隙內(nèi)的流動特點(diǎn),為平衡盤的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。 本課題利用計(jì)算流體動力學(xué)(CFD)方法,分別選擇層流和湍流計(jì)算模型,通過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)部流場的數(shù)值模擬。 本文所講述的研究將分析這兩個間隙內(nèi)的流動規(guī)律,深入認(rèn)識兩間隙內(nèi)的流動特點(diǎn)。本論文主要以理論(N-S方程)和模擬方法,確定多級泵軸向和徑向間隙內(nèi)的速度、壓力分布。首先,將多級泵軸向和徑向間隙中的流動設(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兩個間隙進(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,通過分析模擬計(jì)算結(jié)果,發(fā)現(xiàn)兩間隙內(nèi)的流動規(guī)律,并驗(yàn)證所推導(dǎo)數(shù)學(xué)表達(dá)式的正確性。 通過對模擬結(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,平衡盤間隙內(nèi)流動均為無壓差時僅由軸套旋轉(zhuǎn)引起的圓周運(yùn)動與泵軸靜止,由壓力差引起的軸向運(yùn)動的疊加。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TH311
【圖文】：

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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)】

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本文編號：2723886