多級泵平衡盤動態(tài)平衡過程數(shù)值研究.pdf

1、多級離心泵是一種應用面廣、使用量大的水泵產(chǎn)品，目前，軸向力不平衡是造成多級離心泵損壞的一個重要原因。平衡盤結構簡單、自動平衡性能好，故多級泵多用平衡盤來平衡其軸向力，然而，平衡盤裝置的性能優(yōu)劣取決于其結構參數(shù)。鑒于此，本文結合多級泵平衡盤-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運動方程，在理論研究基礎上，使用MATLAB軟件對某多級泵平衡盤-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動態(tài)平衡規(guī)律做了計算機仿真，分析了平衡盤不同結構參數(shù)對其轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動態(tài)平衡規(guī)律的影響。根據(jù)仿真結果可知，平衡盤動態(tài)平衡過

2、程中的平衡值由其結構參數(shù)決定：內(nèi)端面面積、軸向間隙長度、徑向間隙中任意量增大，平衡值增大；徑向間隙長度增大，平衡值減小。平衡盤動態(tài)平衡過程中的過沖量由軸向間隙初值與其固有的平衡值間的差值決定：兩者間差值越小，過沖量越小。
　　然而平衡盤間隙內(nèi)部真實流動的研究是合理設計平衡盤的基礎，目前對平衡盤間隙內(nèi)的流動大多集中在層流假設條件下的理論研究，對其內(nèi)部流動的數(shù)值研究較少，為了更深入地認識兩間隙內(nèi)的流動狀態(tài)以及證明層流假設理論的可行性，

3、本文在理論研究基礎上，將FLUENT軟件中的動網(wǎng)格技術成功運用于DG155-67×5型多級離心泵平衡盤動態(tài)平衡過程的數(shù)值模擬中，并得到如下結論：
　?。?）平衡盤徑向間隙內(nèi)最大雷諾數(shù)為1000，軸向間隙內(nèi)最大雷諾數(shù)為1700，絕大多數(shù)小于臨界雷諾數(shù)，可認為兩間隙內(nèi)流動為層流。
　　（2）在泵啟動階段，間隙內(nèi)流動受垂直于間隙方向的速度脈動影響較大，在泵運轉(zhuǎn)0.0052 s后，流動逐漸穩(wěn)定，垂直于間隙方向的速度脈動對間隙內(nèi)流動影

4、響很小，可以忽略不計。因此，可以認為兩間隙內(nèi)流動為層流。
　?。?）泵剛啟動時，末級葉輪出口壓力低于后腔壓力，故間隙中出現(xiàn)倒流現(xiàn)象；當泵運轉(zhuǎn)一段時間后，末級葉輪出口壓力增大，間隙中不再出現(xiàn)倒流；在泵運轉(zhuǎn)0.0052 s后，末級葉輪出口壓力達到了設計值，流動受平衡盤的動態(tài)擾動影響很小，可認為兩間隙內(nèi)流動為層流。
　?。?）本文在假設基礎上將動網(wǎng)格技術成功運用于平衡盤的動態(tài)平衡過程中，從而驗證了平衡盤兩間隙內(nèi)層流假設理論的可行性