離心泵副葉輪動(dòng)力密封的數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究.pdf

1、副葉輪動(dòng)力密封雖然在實(shí)際工程已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是其理論研究薄弱，內(nèi)部的流動(dòng)機(jī)理尚未為人們所掌握?；趯?shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬，研究副葉輪動(dòng)力密封的流動(dòng)規(guī)律和密封機(jī)理，完善其設(shè)計(jì)方法，提高效率和運(yùn)行可靠性，具有較重要的理論意義和工程應(yīng)用前景。本文是在國(guó)家自然科學(xué)基金“離心泵內(nèi)部非定常流動(dòng)誘導(dǎo)振動(dòng)和噪聲的理論研究(50979034)”的資助下，針對(duì)離心泵副葉輪動(dòng)力密封進(jìn)行了數(shù)值模擬及研究，主要的研究工作和成果有：
　　 1.總結(jié)了帶副葉

2、輪動(dòng)力密封的離心泵存在的主要問題，闡述了帶副葉輪動(dòng)力密封離心泵的研究進(jìn)展。
　　 2.介紹了流體數(shù)值計(jì)算基本理論與方法，建立了帶副葉輪動(dòng)力密封的離心泵的計(jì)算模型；并在此基礎(chǔ)上對(duì)副葉輪封壓能力(封壓值、封壓系數(shù))以及離心泵性能(揚(yáng)程、軸功率、效率)進(jìn)行了分析預(yù)測(cè)。
　　 3.首次對(duì)帶副葉輪動(dòng)力密封與不帶副葉輪動(dòng)力密封的離心泵進(jìn)行了整機(jī)數(shù)值計(jì)算，對(duì)比分析了三種不同流量工況下動(dòng)力密封內(nèi)部的速度和壓力分布；初步揭示了動(dòng)力密封對(duì)離

3、心泵內(nèi)部流場(chǎng)及性能的影響。分析結(jié)果表明：與不帶副葉輪動(dòng)力密封的離心泵相比，帶副葉輪動(dòng)力密封結(jié)構(gòu)的泵的揚(yáng)程略有提高，效率有明顯的下降；隨著流量的增加，揚(yáng)程提高逐漸增大，效率下降逐漸減小。
　　 4.首次利用L9(34)正交表設(shè)計(jì)了離心泵的副葉輪動(dòng)力密封方案，并對(duì)帶各方案的離心泵內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行三維湍流數(shù)值模擬，研究了副葉輪軸向間隙、副葉片寬度、副葉輪外徑和葉片數(shù)對(duì)副葉輪封壓能力及泵性能的影響，探討了副葉輪與背葉片的壓力分配比對(duì)泵外特性

4、的影響規(guī)律，研究結(jié)果表明：
　　 (1)影響副葉輪封壓值、離心泵效率、軸功率的最重要的因素是副葉輪外徑；影響副葉輪封壓系數(shù)的最重要因素是副葉片寬度；
　　 (2)設(shè)計(jì)時(shí)選用較大的理論封壓值的方案，其實(shí)際封壓值隨流量的變化較小，即在整個(gè)流量區(qū)域內(nèi)密封情況更穩(wěn)定。
　　 5.對(duì)各正交方案的副葉輪進(jìn)行了實(shí)物加工，并進(jìn)行外特性試驗(yàn)；對(duì)比分析了數(shù)值模擬正交試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際正交試驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了數(shù)值模擬正交試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的可行性。