本文關(guān)鍵詞：大型礦用水泵軸向力平衡技術(shù)的研究

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【摘要】：隨著我國礦用潛水排沙泵向高揚(yáng)程、大功率、大排量的方向發(fā)展,其軸向力對(duì)泵的性能影響也越來越顯著。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：葉輪對(duì)稱布置形式相互抵消軸向力的方式,在大型潛水泵的設(shè)計(jì)中應(yīng)用最為廣泛。通過深入研究發(fā)現(xiàn)引起大型礦用泵軸向力的主要因素是級(jí)問泄漏。傳統(tǒng)軸向力計(jì)算方法是在簡化模型、忽略泄漏基礎(chǔ)上推導(dǎo)獲得的。因此傳統(tǒng)軸向力計(jì)算方法并不能準(zhǔn)確地計(jì)算出葉輪對(duì)稱布置結(jié)構(gòu)方式軸向力,盡管殘余軸向力主要由泄漏導(dǎo)致的,但因泄漏對(duì)泵后腔中的流場影響,對(duì)葉輪后蓋板靜壓分布的影響很難確定的。在當(dāng)今現(xiàn)代軟件升級(jí)和流體力學(xué)理論成熟發(fā)展的條件下,CFD技術(shù)已廣泛應(yīng)用于離心泵的性能預(yù)測和內(nèi)部流場分析中。它能科學(xué)地模擬出間隙的泄漏量和泄漏對(duì)前、后蓋板腔內(nèi)壓力分布的影響狀況。本課題以BQS200-375_450型礦用潛水泵為研究對(duì)象,在清水介質(zhì)的條件下,對(duì)該泵軸向力進(jìn)行計(jì)算與模擬,驗(yàn)證其核心部件的承載能力；為探討葉輪密封處、導(dǎo)葉間隙及級(jí)間泄漏對(duì)葉輪前后蓋板腔內(nèi)壓力分布的影響,推導(dǎo)出理論泄漏量,通過單級(jí)水體的建模與仿真分析,得出前后蓋板腔內(nèi)液體流動(dòng)及對(duì)葉輪前后蓋板的壓力規(guī)律。所做的主要工作如下：1.基于經(jīng)典流體力學(xué)理論和仿真工具軟件,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,得出葉輪密封環(huán)處間隙泄漏對(duì)后蓋板腔基本無影響,對(duì)前蓋板腔中壓力分布影響不大,值得注意的是：隨著間隙尺寸增大,將會(huì)引起泄漏量的增大,對(duì)前蓋板腔內(nèi)的壓力分布有影響,其表現(xiàn)為靠近葉輪入口處的流場和流線分布；2.通過對(duì)所建模型的定性與定量分析,結(jié)合應(yīng)用實(shí)例驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)：導(dǎo)葉處間隙處泄漏主要影響到葉輪后蓋板腔內(nèi)的壓力分布,但隨著間隙尺寸增大,將會(huì)引起泄漏量的增大,該泄漏量向葉輪入口延伸,在葉輪輪轂處最為明顯；3.經(jīng)試驗(yàn)與分析結(jié)果表明：導(dǎo)流段間隙泄漏對(duì)于導(dǎo)葉與中段之間的腔體內(nèi)的壓力影響較大,因泄漏的液體具有較高的壓力,且隨著間隙增大,腔體內(nèi)高壓液體沿徑向向外延伸越明顯。針對(duì)這些結(jié)論提出了在恒定導(dǎo)流間隙下的改進(jìn)技術(shù)措施。
【關(guān)鍵詞】：礦用 軸向力 對(duì)稱 間隙 仿真
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD442.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 引言12-14
• 1 緒論14-26
• 1.1 課題來源14
• 1.2 課題背景14-15
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-24
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀20-23
• 1.3.3 軸向力測量方法23-24
• 1.4 研究內(nèi)容24-25
• 1.5 課題研究意義25-26
• 2 葉輪對(duì)稱布置結(jié)構(gòu)多級(jí)潛水泵軸向力的計(jì)算26-42
• 2.1 關(guān)于葉輪對(duì)稱布置幾種結(jié)構(gòu)圖26-28
• 2.2 葉輪對(duì)稱布置多級(jí)潛水泵軸向力計(jì)算28-34
• 2.2.1 蓋板力T_129-30
• 2.2.2 動(dòng)反力T_230-31
• 2.2.3 葉輪輪轂軸向力T_331-32
• 2.2.4 水泵轉(zhuǎn)子等重力作用下產(chǎn)生的軸向力T_432-33
• 2.2.5 泵軸承受力分析33-34
• 2.3 泄漏對(duì)于軸向力的影響34-40
• 2.3.1 流經(jīng)葉輪的泄漏量計(jì)算35-39
• 2.3.2 不經(jīng)過葉輪的泄漏量計(jì)算39-40
• 2.4 本章小結(jié)40-42
• 3 離心泵泄漏數(shù)值模擬42-60
• 3.1 研究方法的選擇42-43
• 3.2 計(jì)算流體力學(xué)的基本內(nèi)容和步驟43-48
• 3.2.1 網(wǎng)格劃分43-44
• 3.2.2 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的控制方程44-45
• 3.2.3 湍流模型的選擇45-47
• 3.2.4 離散的方法47-48
• 3.2.5 邊界條件設(shè)置48
• 3.3 泵流場分析48-59
• 3.3.1 葉輪、導(dǎo)葉模型建立48-52
• 3.3.2 網(wǎng)格劃分52-54
• 3.3.3 仿真結(jié)果分析54-59
• 3.4 本章小結(jié)59-60
• 4 總結(jié)與展望60-62
• 4.1 總結(jié)60
• 4.2 展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 致謝66-68
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果68

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