本文關(guān)鍵詞：離心泵泵腔內(nèi)液體流動特性的研究

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【摘要】：本文綜合利用實驗方法和數(shù)值模擬技術(shù),以IS150-125-315型單級單吸離心泵為研究對象,首先開展了泵的性能測試和后泵腔液體壓力測量,然后對泵整體流道進行了流場數(shù)值計算。在泵的性能和后泵腔液體壓力的數(shù)值計算結(jié)果與試驗測試結(jié)果基本吻合基礎(chǔ)上,分析研究了泵在不同流量下后泵腔液體壓力沿徑向分布規(guī)律,后泵腔液體在相同半徑角度為0°、90°、180°、270°上和在相同角度半徑為110mm、130mm、155mm、162mm上的無量綱圓周和徑向分速度分別沿軸向和徑向分布規(guī)律。并進一步研究了平衡孔直徑對離心泵性能的影響,平衡孔直徑對不同流量下,后泵腔液體在相同半徑角度為0°、90°、180°、270°上和在相同角度半徑為110mm、130mm、155mm、162mm上的無量綱圓周和徑向分速度沿軸向和徑向分布規(guī)律的影響。最后進行了后密封環(huán)間隙液體泄漏量計算,研究平衡孔直徑對后密封環(huán)間隙液體泄漏量的影響。 結(jié)果表明：后泵腔液體壓力沿徑向在小于設(shè)計流量工況時,壓力沿不同角度分布差異較大,沿蝸殼第七斷面徑向會近似呈拋物線分布,但在大于設(shè)計流量工況時,壓力沿不同角度趨于相等,且呈直線分布。后泵腔液體流動存在流動核心區(qū)和液體泄漏量,流動核心區(qū)液體的無量綱的圓周分速度和徑向分速度沿軸向在相同半徑的圓周上變化較大,但在相同半徑的徑向上變化有一定的規(guī)律性,尤其是無量綱圓周分速度沿軸向幾乎不變。流動核心區(qū)液體的離心力與徑向壓力梯度作用力大小相當,徑向分速度相對較小,其表現(xiàn)為像剛體一樣旋轉(zhuǎn)。在0.8Qsp、1.0Qsp、1.2Qsp流量下泵腔沿徑向距離與葉輪半徑的比值r0.7時,泵腔液體旋轉(zhuǎn)角速度與葉輪旋轉(zhuǎn)角速度比值k的均值為0.41、0.48、0.54。核心區(qū)液體無量綱圓周分速度沿軸向均值隨著平衡孔直徑的增大而增大,靠近泵蓋附近的小于零的無量綱徑向分速度沿軸向絕對值隨著平衡孔直徑的增大而增大。在同一流量工況r0.7時,隨著平衡孔直徑的增大,比值k和v均趨近于恒定值。后密封環(huán)間隙內(nèi)的液體泄漏量會先是隨平衡孔直徑的增大而增大；但平衡孔直徑增大到一定值是達到最大值；其后,隨著平衡孔直徑的繼續(xù)增大泄漏量又呈下降趨勢。研究結(jié)果表明流動核心區(qū)僅是過渡區(qū),過小的泵腔軸向間隙會造成流動核心區(qū)的不存在。后泵腔液體流動是由旋剪切流和壓差流組成,可視為二維粘性層流運動。該研究內(nèi)容對準確計算離心泵軸向力有著十分重要意義。
【關(guān)鍵詞】：離心泵 軸向力 平衡孔 泵腔 泄漏量
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH311
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題名稱及來源10
• 1.1.1 課題名稱10
• 1.1.2 課題來源10
• 1.2 課題研究的意義和目的10-11
• 1.3 本課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.3.1 軸向力的平衡及計算11-15
• 1.3.2 泵腔內(nèi)液體流動特性的研究15-17
• 1.4 本課題的主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 泵的性能和后泵腔液體壓力的試驗研究19-25
• 2.1 試驗裝置19-20
• 2.2 試驗參數(shù)的測量20-22
• 2.2.1 試驗數(shù)據(jù)的計算20-21
• 2.2.2 試驗結(jié)果的換算21-22
• 2.3 試驗數(shù)據(jù)曲線的繪制22-25
• 第3章 離心泵計算模型的建立及數(shù)值模擬25-34
• 3.1 計算模型的建立25-29
• 3.1.1 實體模型25-27
• 3.1.2 網(wǎng)格劃分27-29
• 3.2 數(shù)值模擬29-34
• 3.2.1 控制方程和流場數(shù)值計算的求解方法29-30
• 3.2.2 湍流模型的選擇30-32
• 3.2.3 邊界條件的設(shè)置32-34
• 第4章 后泵腔液體流動特性的模擬結(jié)果及分析34-53
• 4.1 離心泵性能數(shù)值計算結(jié)果及分析34-35
• 4.2 后泵腔液體壓力分布規(guī)律的研究35-42
• 4.3 后泵腔液體流動速度沿軸向分布規(guī)律的研究42-49
• 4.3.1 無量綱圓周分速度沿軸向分布規(guī)律44-46
• 4.3.2 無量綱徑向分速度沿軸向分布規(guī)律46-49
• 4.4 后泵腔液體流動速度沿徑向分布規(guī)律的研究49-53
• 4.4.1 無量綱圓周分速度沿徑向分布規(guī)律50-51
• 4.4.2 無量綱徑向分速度沿徑向分布規(guī)律51-53
• 第5章 平衡孔直徑對后泵腔液體流動特性的影響53-79
• 5.1 平衡孔直徑對離心泵性能影響的研究53-56
• 5.2 平衡孔直徑對后泵腔液體流動速度沿軸向分布規(guī)律影響56-72
• 5.2.1 平衡孔直徑對無量綱圓周分速度沿軸向分布規(guī)律影響56-64
• 5.2.2 平衡孔直徑對無量綱徑向分速度沿軸向分布規(guī)律影響64-72
• 5.3 平衡孔直徑對后泵腔液體流動速度沿徑向分布規(guī)律影響72-79
• 5.3.1 平衡孔直徑對無量綱圓周分速度沿徑向分布規(guī)律影響74-76
• 5.3.2 平衡孔直徑對無量綱徑向分速度沿徑向分布規(guī)律影響76-79
• 第6章 后密封環(huán)間隙液體泄漏量分析及計算79-84
• 6.1 研究的目的和意義79-81
• 6.2 模擬結(jié)果及分析81-82
• 6.3 平衡孔直徑對后密封環(huán)間隙液體泄漏量的影響82-84
• 總結(jié)與展望84-86
• 參考文獻86-90
• 致謝90-91
• 附錄A (攻讀學位期間所發(fā)表的學術(shù)論文目錄)91

【參考文獻】

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本文編號：856188