【摘要】：高壓泵是反滲透海水淡化系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。目前,我國(guó)絕大多數(shù)海水淡化高壓泵采用節(jié)段式多級(jí)離心泵,轉(zhuǎn)子軸向力的平衡都采用自動(dòng)平衡裝置。因此,軸向力平衡裝置工作的好壞是直接影響泵可靠運(yùn)行的主要因素。海水淡化高壓泵采用變頻調(diào)節(jié)運(yùn)行,保持恒流量,泵的出口壓力依據(jù)反滲透系統(tǒng)要求而定,一般在5.5MPa~6.2MPa范圍之內(nèi)。運(yùn)用傳統(tǒng)的計(jì)算方法,往往不能得到準(zhǔn)確的軸向力,軸向力平衡裝置達(dá)不到理想的效果,對(duì)泵的穩(wěn)定運(yùn)行存在較大的威脅性。因此,準(zhǔn)確的計(jì)算軸向力是泵高效運(yùn)行的重要保障。軸向力動(dòng)態(tài)平衡的研究?jī)?nèi)容是依托“十三五”國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目《大型膜法海水淡化關(guān)鍵設(shè)備及部件開發(fā)》(2017YFC0403703)中大型海水淡化高壓泵的研究課題。通過理論模擬與試驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究不同轉(zhuǎn)速和流量工況下泵腔壓力的分布規(guī)律;在此基礎(chǔ)上,編制軸向力設(shè)計(jì)計(jì)算程序,并優(yōu)化設(shè)計(jì)出軸向力動(dòng)態(tài)平衡裝置。主要研究?jī)?nèi)容有:(1)對(duì)海水淡化高壓泵的單級(jí)模型泵采用數(shù)值模擬的方法,研究了高壓泵內(nèi)部流場(chǎng)及不同工況下泵腔內(nèi)壓力分布規(guī)律,分析了其內(nèi)部流場(chǎng)的壓力分布、速度分布。結(jié)果顯示,前、后泵腔沿徑向的壓力變化趨勢(shì)一致,在同一半徑處前泵腔壓力和后泵腔壓力大致相同;隨流量增加,泵腔壓力增大的梯度變大,隨轉(zhuǎn)速增加,泵腔壓力增大的梯度變小;同時(shí),研究了葉輪與導(dǎo)葉的不對(duì)中對(duì)泵腔壓力分布的影響,不對(duì)中不僅會(huì)降低泵的揚(yáng)程和效率,還會(huì)不同程度的增加軸向力的大小。(2)對(duì)模型泵進(jìn)行壓力分布試驗(yàn)研究,將不同流量、轉(zhuǎn)速工況下泵腔壓力分布的規(guī)律試驗(yàn)和模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明:泵腔壓力分布規(guī)律試驗(yàn)與模擬結(jié)果變化趨勢(shì)大致相同,在小流量工況點(diǎn)模擬與試驗(yàn)的誤差較大;對(duì)不同工況下,軸向力的模擬值、試驗(yàn)值、理論公式計(jì)算值三者進(jìn)行對(duì)比分析,試驗(yàn)值與模擬值的誤差較小,試驗(yàn)與理論公式計(jì)算值的誤差較大。(3)以理論計(jì)算為基礎(chǔ),結(jié)合試驗(yàn)得到的泵腔壓力分布規(guī)律,運(yùn)用vb匯編語言工具編寫的軸向力平衡裝置設(shè)計(jì)程序,優(yōu)化設(shè)計(jì)了滿足工程需求的高效的平衡裝置。針對(duì)優(yōu)化的平衡裝置運(yùn)用數(shù)值模擬進(jìn)行內(nèi)部流場(chǎng)分析,結(jié)果顯示,數(shù)值模擬和理論計(jì)算的平衡力誤差較小。(4)通過高壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn),對(duì)比不同間隙和不同材料平衡裝置回水溫升,優(yōu)選出平衡裝置的優(yōu)質(zhì)材料;100小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)后,通過高壓泵解體檢查,驗(yàn)證了平衡裝置是可靠的。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P747.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2662361