軸流泵機(jī)械式葉片全調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)特性分析及其應(yīng)用研究.pdf

1、軸流泵具有高效區(qū)窄、小流量區(qū)不穩(wěn)定的特點(diǎn)，當(dāng)泵站水位或揚(yáng)程變化幅度較大、偏離額定工況時(shí)，不僅泵裝置效率低、能耗大，且容易產(chǎn)生振動(dòng)、超載、汽蝕等現(xiàn)象，影響水泵機(jī)組可靠耐久性。工況調(diào)節(jié)是水泵機(jī)組適應(yīng)運(yùn)行條件、保證高效安全運(yùn)行的重要手段。軸流泵以立式為主，大中型軸流泵大多設(shè)置機(jī)械式葉片全調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，通過(guò)改變?nèi)~輪葉片角度改變水泵的運(yùn)行工況，達(dá)到高效安全運(yùn)行的目的。目前，機(jī)械式葉片全調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)受力與變形、角度調(diào)節(jié)誤差等情況還不清楚，時(shí)常發(fā)生故障。

2、r>　　本文分析了軸流泵機(jī)械式葉片全調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)受力組成及其影響因素，以某立式軸流泵作為案例，詳細(xì)計(jì)算分析了不同揚(yáng)程、不同葉片角度工況的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)受力與變形，計(jì)算了不同工況時(shí)葉片角度調(diào)節(jié)誤差，分析了調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)軸承失效原因，提出了減小調(diào)節(jié)力、提高調(diào)角精度和提高調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可靠耐久性的對(duì)策與措施。研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新性成果有:
　　(1)立式軸流泵葉片機(jī)械式全調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)力由葉片水力矩、葉片離心力矩、葉片根部密封摩擦力矩和調(diào)節(jié)桿重力形成。

3、　　(2)建立軸流泵及其前后延伸段的三維模型，應(yīng)用Turbogrid軟件對(duì)葉輪和導(dǎo)葉流體域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，應(yīng)用Gambit軟件對(duì)前后延伸段流體域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，應(yīng)用CFX軟件數(shù)值計(jì)算泵內(nèi)部流場(chǎng)，得到不同裝置揚(yáng)程、不同葉片角度多個(gè)工況的葉輪葉片的壓力分布和相對(duì)于葉片軸的水力矩，分析了不同工況的葉片壓力分布規(guī)律和水力矩變化規(guī)律。
　　(3)計(jì)算了不同葉片角度時(shí)葉片離心力矩和根部密封摩擦力矩，考慮葉片水力矩、離心力矩、根部密封摩擦力矩和調(diào)節(jié)

4、桿重力，對(duì)葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了受力分析，并進(jìn)行了強(qiáng)度校核，分析了調(diào)節(jié)力隨工況的變化規(guī)律?？紤]不同調(diào)節(jié)方向調(diào)節(jié)力的大小和脈動(dòng)，預(yù)測(cè)了調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上軸承和下軸承壽命，驗(yàn)證了實(shí)際運(yùn)行中調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)下軸承更容易失效。
　　(4)推導(dǎo)得出了葉片角度與調(diào)節(jié)桿和十字架行程的關(guān)系，計(jì)算了由于調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)部件變形和軸承間隙引起的葉片角度調(diào)節(jié)顯示誤差，分析了調(diào)節(jié)誤差對(duì)泵裝置性能的影響。
　　(5)提出并實(shí)現(xiàn)了通過(guò)優(yōu)化葉輪葉片軸位置，減小在水泵運(yùn)行范圍內(nèi)的單張