發(fā)布時(shí)間：2021-07-30 13:43

　　在實(shí)際應(yīng)用中,由于選型不合理、安裝不符合設(shè)計(jì)要求以及離心泵本身的空化性能較差等因素,造成離心泵運(yùn)行中發(fā)生空化現(xiàn)象,同時(shí)也會(huì)引起軸向力的變化。目前,對(duì)空化條件下離心泵軸向力特性的研究報(bào)道極少。本文主要采用試驗(yàn)及數(shù)值模擬的方法,分析了空化條件下不同平衡孔直徑和流量對(duì)前后泵腔壓力、平衡腔壓力的影響,進(jìn)而研究空化條件下軸向力特性,主要工作和結(jié)論有:（1）葉輪平衡孔直徑對(duì)泵空化性能影響的研究。設(shè)計(jì)了可在同一葉輪上實(shí)現(xiàn)不同直徑平衡孔更換的平衡孔套裝置,通過(guò)使用水環(huán)真空泵改變進(jìn)口真空度,以改變離心泵空化狀態(tài)。在小流量、設(shè)計(jì)流量和大流量三個(gè)工況下,對(duì)平衡孔直徑為4、6、8、11mm的試驗(yàn)泵分別進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試。得出葉輪平衡孔直徑對(duì)泵臨界托馬空化數(shù)有一定的影響,但影響較小。此外,不同平衡孔直徑下,臨界托馬空化系數(shù)隨流量的變化趨勢(shì)基本一致,皆隨流量的增加而升高。（2）空化對(duì)泵腔和平衡腔液體壓力影響的研究。通過(guò)在泵蓋上開設(shè)測(cè)壓孔,測(cè)得泵腔和平衡腔液體壓力值,通過(guò)無(wú)量綱處理后繪制出不同流量和不同平衡孔直徑工況下壓力系數(shù)與托馬空化數(shù)的關(guān)系曲線,分析空化對(duì)前、后泵腔和平衡腔液體壓力的影響,得出壓力系數(shù)隨托馬空化數(shù)的變... 

【文章來(lái)源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

空化和空蝕示意圖

圖 1.1 空化和空蝕示意圖，許多研究者針對(duì)空化現(xiàn)象發(fā)生的機(jī)理進(jìn)行了研究[1素離心泵內(nèi)流體介質(zhì)本身的性質(zhì)、內(nèi)部壓力和溫度。聚力不同，而同一種流體介質(zhì)不同條件下具有不同的體介質(zhì)的沸點(diǎn)低、含氣量或含雜質(zhì)量多時(shí)容易發(fā)生空為表壓加當(dāng)?shù)卮髿鈮�，�?dāng)?shù)卮髿鈮号c地域和氣候有關(guān)所差別；流體介質(zhì)的溫度與其飽和蒸汽壓有關(guān)，因此度存在一定關(guān)系。針對(duì)離心泵空化現(xiàn)象，學(xué)者通過(guò)試研究了空化特性。蘇永生[16]等搭建了離心泵同轉(zhuǎn)速降況試驗(yàn)臺(tái)，如圖 1.2 所示。通過(guò)采集 3 種工況水離心動(dòng)信號(hào)進(jìn)行空化模擬試驗(yàn)，利用試驗(yàn)得到了聲壓曲線離心泵空化過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

由軸向力輸出、軸向力輸入、軸向力數(shù)值顯示和砝碼測(cè)力機(jī)構(gòu)四部分組成，如圖1.3 所示。1.離心泵； 2.液壓測(cè)力機(jī)構(gòu)； 3.電機(jī)； 4.砝碼測(cè)力機(jī)構(gòu)圖 1.3 測(cè)定軸向力的試驗(yàn)裝置該試驗(yàn)裝置的基本原理為泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，利用兩個(gè)靜態(tài)液壓測(cè)力系統(tǒng)的差動(dòng)壓力來(lái)確定泵軸向力的大小。該測(cè)定裝置運(yùn)用兩種方法同時(shí)直接測(cè)量軸向力，具有自校功能，軸向力的讀取相當(dāng)方便快捷，且準(zhǔn)確性極高。試驗(yàn)裝置雖然能夠準(zhǔn)確測(cè)量離心泵軸向力，但需耗費(fèi)大量時(shí)間和財(cái)力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CFD 技術(shù)在流體機(jī)械中的應(yīng)用逐漸成熟，基于 CFD 求解離心泵的軸向力可以有效地提高效率、降低工作量和經(jīng)費(fèi)。黃思[44]等以 KCP80×50-315 型單級(jí)單吸懸臂式離心泵為研究對(duì)象，通過(guò) CFD 進(jìn)行了全工況下泵全流場(chǎng)的數(shù)值模擬，得到了離心泵軸向力，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了模擬結(jié)果的有效性和精度。研究結(jié)果表明離心泵外特性模擬值與實(shí)測(cè)值相對(duì)誤差較小，軸向力存在一定的偏差，但模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)值隨流量的總體變化趨勢(shì)較為一致。施衛(wèi)東[45]等以250QJ50 型井用潛水泵為研究對(duì)象，采用 CFD 軟件數(shù)值模擬的方法預(yù)測(cè)了軸向力，并通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明當(dāng)流量為 20-60m3/h 時(shí)，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)值較為吻合，平均誤差為 5.76%。此外得出葉輪內(nèi)表面所受軸向力約占整體軸向力的 80%

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]不同設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)離心泵內(nèi)部不對(duì)稱空化的影響[J]. 王海彬,朱榮生,王秀禮,王學(xué)吉,盧永剛,戚龍喜.  水泵技術(shù). 2017(06)
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博士論文
[1]離心泵空化及其誘導(dǎo)振動(dòng)噪聲研究[D]. 王勇.江蘇大學(xué) 2011

碩士論文
[1]離心泵平衡孔泄漏特性研究[D]. 周金鑫.蘭州理工大學(xué) 2017
[2]離心泵平衡孔泄漏量對(duì)軸向力特性影響的研究[D]. 陳小昌.蘭州理工大學(xué) 2017
[3]離心泵進(jìn)口回流誘導(dǎo)的空化特性研究[D]. 沈陳棟.江蘇大學(xué) 2016
[4]離心泵內(nèi)部空化流動(dòng)的數(shù)值研究[D]. 郭慶.華中科技大學(xué) 2014
[5]基于葉輪設(shè)計(jì)的IS65型離心泵空化性能改進(jìn)的研究[D]. 李輝.江西理工大學(xué) 2011
[6]基于CFD技術(shù)改善離心泵內(nèi)部空化性能的研究[D]. 趙希楓.蘭州理工大學(xué) 2009
[7]離心泵全流道內(nèi)空化流場(chǎng)的數(shù)值模擬及預(yù)測(cè)[D]. 張文軍.蘭州理工大學(xué) 2008
[8]HGK型離心泵汽蝕原因分析及解決方案研究[D]. 呂斌.大連交通大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3311513