本文關(guān)鍵詞：離心泵浮動葉輪軸向力的數(shù)值計算與實驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在生產(chǎn)實踐中,泵的軸向力通常會很大,特別是對于高揚程的多級離心泵,若設(shè)計、運行不當(dāng),能導(dǎo)致軸承燒毀、軸封損壞、甚至斷軸等事故發(fā)生。在許多場合下,軸向力過大產(chǎn)生的問題,其嚴重性已超過了效率、磨損等因素,成為泵能否穩(wěn)定運行的決定因素。因此,設(shè)法消除或平衡軸向力既可以提高離心泵的使用壽命和效率,又有利于高揚程的發(fā)展。本文的主要內(nèi)容如下： 1.以IS80-50-315型離心泵為研究對象,在離心泵浮動葉輪閉式實驗臺上,通過人工來改變?nèi)~輪軸向位置,即在葉輪軸向位移量為0、2、4、6、8mm,相應(yīng)的后泵腔軸向間隙為14.5、12.5、10.5、8.5、6.5mm時,獲取了泵的性能和液體作用在葉輪上的軸向力。試驗分析表明,在0.8Q、1.0Q、1.2Q流量下,隨著葉輪軸向位移量的增加,泵的揚程、效率是降低的,軸功率是增加的。當(dāng)x=4mm時,泵的揚程和效率出現(xiàn)了拐點,當(dāng)x4mm時,隨著葉輪軸向位移量再增大,泵的揚程、效率有所回升。而液體作用在葉輪軸向力有明顯降低,在0.8Q、1.0Q、1.2Q流量下,x=8mm時較x=0mm分別降低了14.60%、12.89%、15.55%,驗證了浮動葉輪軸向位移能改變泵軸向力特性。 2.在浮動葉輪軸向位移量為零(即葉輪出口流道中心線與蝸殼流道中心線重合時),對該泵全流道進行了定常不可壓數(shù)值模擬,獲得了該泵的外特性和軸向力預(yù)測值,并繪制了性能曲線； 3.將泵的外特性與軸向力的模擬值和試驗值進行對比分析,結(jié)果表明,當(dāng)離心泵浮動葉輪軸向位移量x=0mm時,在0.8Q-1.2Q的工作區(qū)域,泵性能的數(shù)值計算結(jié)果與實測結(jié)果趨勢吻合； 4.在其他參數(shù)不變的條件下,當(dāng)浮動葉輪軸向移動量x=0,2,4,6,8mm時,對該離心泵進行了全流道數(shù)值模擬和軸向力數(shù)值計算和分析,并繪制了不同工況下泵性能與軸向力隨浮動葉輪軸向位移量變化的關(guān)系曲線,結(jié)果表明,在0.8Q-1.2Q流量范圍,泵性能和軸向力的數(shù)值計算結(jié)果與實測結(jié)果趨勢吻合。
【關(guān)鍵詞】：離心泵 浮動葉輪 軸向移動 軸向力 數(shù)值模擬及試驗
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究進展11
• 1.3 軸向力的產(chǎn)生原因及計算11-15
• 1.3.1 軸向力產(chǎn)生的原因11-13
• 1.3.2 軸向力的計算13-15
• 1.4 軸向力的其他計算公式15-17
• 1.5 軸向力平衡的新方法17-19
• 1.6 軸向力的測試方法19-22
• 1.6.1 直接測量法19-21
• 1.6.2 間接測量法21-22
• 1.7 主要研究內(nèi)容22-24
• 第2章 實驗研究24-39
• 2.1 實驗裝置24-27
• 2.2 實驗步驟27
• 2.3 實驗數(shù)據(jù)27-31
• 2.4 葉輪軸向移動量對泵性能的影響31-33
• 2.5 葉輪軸向位移量對軸向力的影響33-36
• 2.5.1 平衡腔與葉輪進口液體壓差產(chǎn)生的軸向力34
• 2.5.2 動反力引起的軸向力34-35
• 2.5.3 軸頭產(chǎn)生的軸向力35
• 2.5.4 液體作用在葉輪上總軸向力35-36
• 2.6 軸向力的理論計算36-38
• 2.6.1. 蓋板力F_136
• 2.6.2. 動反力引起的軸向力F_236-37
• 2.6.3. 軸頭引起的軸向力F_337
• 2.6.4. 平衡孔產(chǎn)生的軸向平衡力F_537-38
• 2.6.5. 離心泵軸向力F的理論計算38
• 2.7 本章小結(jié)38-39
• 第3章 離心泵內(nèi)部流動的數(shù)值模擬39-53
• 3.1 計算模型及網(wǎng)格劃分39-42
• 3.1.1 三維幾何建模39-40
• 3.1.2 網(wǎng)格的劃分40-42
• 3.2 數(shù)學(xué)模型的建立42-49
• 3.2.1 控制方程42-44
• 3.2.2 湍流模型44-46
• 3.2.3 控制方程的離散46
• 3.2.4 流場數(shù)值計算的求解46-49
• 3.2.5 動靜耦合模型的選取49
• 3.3 計算模型邊界條件的設(shè)置49-51
• 3.3.1 進口邊界條件49-50
• 3.3.2 出口邊界條件50
• 3.3.3 壁面以及交界面條件50
• 3.3.4 流體域條件50
• 3.3.5. 求解與初始化50-51
• 3.3.6 計算收斂性的判定51
• 3.4 FLUENT后處理51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第4章 結(jié)果及分析53-65
• 4.1 數(shù)值模擬與實驗測量結(jié)果的對比53-56
• 4.2 浮動葉輪軸向位移量與揚程的關(guān)系56-58
• 4.3 浮動葉輪軸向位移量與軸向力的關(guān)系58-60
• 4.4 模擬結(jié)果60-64
• 4.4.1 流線分布60-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 總結(jié)與展望65-67
• 總結(jié)65-66
• 展望66-67
• 參考文獻67-72
• 致謝72-73
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄73

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 任靜,吳玉林,楊建明,張偉,曹樹良;水力機械轉(zhuǎn)輪內(nèi)的CFD分析及優(yōu)化設(shè)計[J];工程熱物理學(xué)報;2000年03期

2 朱祖超;高速離心泵軸向力平衡方法研究[J];工程熱物理學(xué)報;2000年06期

3 許建林;離心泵的軸向力計算公式及葉輪背葉片的設(shè)計方法[J];甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1989年04期

4 李春,呂世和,陳康民;旋轉(zhuǎn)三維紊流流場的數(shù)值分析[J];上海理工大學(xué)學(xué)報;2001年04期

5 高紅俐,楊繼隆,葉力,史俊友;分段式多級葉片離心泵軸向力的計算[J];化工機械;2000年05期

6 賈大偉;于文華;;離心泵軸向力測試方法的研究[J];建筑機械;2010年23期

7 陳茂慶;磁力傳動離心管道泵軸向力的計算與試驗[J];流體機械;1999年09期

8 馬威,鄒立莉;屏蔽電泵軸向力自動平衡裝置的研究[J];流體機械;2002年05期

9 卓震,劉雪東,黃宇新,巢建偉,張晶;“多點應(yīng)力法”測量多級離心泵軸向力和徑向力[J];流體機械;2002年10期

10 陳殿京;安全閥內(nèi)部流場研究進展[J];流體機械;2004年11期

  本文關(guān)鍵詞：離心泵浮動葉輪軸向力的數(shù)值計算與實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：441520