平衡鼓平衡軸向力方法的研究與探討.pdf

1、本文以多級離心泵的平衡鼓為研究對象，采用理論分析、數值模擬和試驗研究相結合的方法，分析了平衡鼓裝置內部的流動狀態(tài)，并深入探討了平衡鼓的間隙尺寸以及結構對多級離心泵軸向平衡能力的影響。主要開展的研究工作及成果如下：
　　 1．運用數學方法對泵軸靜止與旋轉狀態(tài)下平衡鼓裝置間隙內部速度及壓強的分布情況展開了理論分析。平衡鼓裝置的徑向間隙內速度和壓強分布，可視為在無壓差僅受泵軸旋轉作用，與泵軸靜止僅受平衡鼓兩側壓差作用兩種情況下，所產生

2、的速度和壓強的矢量和。
　　 2．通過對計算流體力學CFD及SolidWorks軟件的運用，確立了“SolidWorks建模、Gambit網格劃分、Fluent數值模擬”的適用于平衡裝置內部流場分析的仿真模擬技術方法。通過SolidWorks構建平衡鼓裝置的三維模型；利用Gambit優(yōu)秀的網格劃分功能，解決了平衡鼓裝置間隙過小，流體域網格較難劃分的問題；運用Fluent并行計算技術，完成平衡鼓兩側、間隙及凹槽內部的流場數值模擬分

3、析。
　　 3．研究分析了徑向間隙尺寸對傳統(tǒng)平衡鼓軸向平衡能力的影響，得出平衡鼓間隙與泄漏量及兩側壓差均為非線性關系，進而驗證現(xiàn)有平衡鼓間隙泄漏量公式的合理性。
　　 4．提出了一種帶凹槽結構的新型平衡鼓，并對比分析了帶凹槽新型平衡鼓與傳統(tǒng)平衡鼓的軸向平衡能力。結果表明，凹槽結構明顯改變了間隙處流體的流動狀態(tài)，增大了間隙處的阻力系數，降低了間隙泄漏量，增大了兩側壓差，使平衡鼓更有效的起到軸向平衡作用。
　　 5．

4、研究了凹槽結構的數量、長度和深度對新型平衡鼓軸向平衡能力的影響。凹槽數量、長度以及深度均是影響凹槽平衡鼓軸向平衡的因素，其中數量和長度的影響最為明顯；在滿足強度等要求前提下，凹槽數在一定范圍內越多越好，效果明顯；凹槽長度L占平衡鼓間隙長度的1/3時，新型平衡鼓間隙處具有最小泄漏量，此時軸向力平衡效果最為理想。
　　 6．通過改變DB80-82×7型多級泵的平衡鼓類型，完成了具有不同平衡鼓結構的多級泵軸向力平衡試驗研究。試驗采用穩(wěn)