一種新型離心泵徑向力平衡裝置的設計與研究.pdf

1、離心泵在偏離設計點工作時會產生很大的徑向力，雙蝸殼結構雖然能有效地平衡徑向力，但其流道狹長，鑄造困難。為了更有效地平衡徑向力，改善雙蝸殼結構鑄造難度，本文以IH200-150-400型雙蝸殼離心泵為模型。采用CFD數值模擬與試驗研究結合的方法對雙蝸殼結構進行優(yōu)化，并提出了一種新型徑向力平衡裝置。本文主要研究內容和成果如下:
　　 1.以IH200-150-400泵為原模型，運用Pro/e三維設計軟件設計了不同結構的離心泵整機流體

2、域模型，利用Fluent前處理工具Gambit對流體域模型進行分塊網格劃分;介紹了Fluent數值計算的基本方程，確定了適合離心泵內部流場數值計算的解算策略以及葉輪徑向力數值計算模型。
　　 2.模擬計算了單蝸殼泵和模型雙蝸殼泵在不同流量工況下的徑向力，并預測了其水力性能。通過對比分析，表明雙蝸殼在非設計工況下能很好地平衡徑向力，但相比于單蝸殼泵揚程和效率有所降低，揚程最大下降為1.6m，效率最大下降為2.1％。
　　

3、3.設計了3種不同隔板長度的雙蝸殼泵，研究了隔板長度對徑向力平衡的影響，結論表明:隨著隔板長度增加，徑向力平衡效果得到改善，但并不明顯;雙蝸殼泵采用較短的隔板時，徑向力平衡效果有所降低，但仍能較好地平衡徑向力;隔板延伸至隔舌附近時較為合理，隔板再延長對徑向力影響非常小，反而增加了鑄造難度。
　　 4.基于研究結論短隔板仍能較好地平衡徑向力，設計了一種新型多蝸殼結構的徑向力平衡裝置，并對其展開研究，得出結論:多蝸殼泵能很好地平衡徑

4、向力，在流量工況變化時，徑向力方向變化幅度小，能更平穩(wěn)、有效地平衡徑向力;揚程、效率和雙蝸殼泵非常接近。
　　 5.設計了矩形、梯形和圓形三種不同斷面形狀的單蝸殼泵和多蝸殼泵，研究了斷面形狀對徑向力平衡效果的影響，結論表明:斷面形狀對單蝸殼泵和多蝸殼泵徑向力平衡都有一定的影響，對泵的揚程和效率也有一定的影響，但影響較小。
　　 6.以IH200-150-400型雙蝸殼離心泵為試驗研究對象，測試了其徑向力大小和水力性能，結