多級(jí)泵平衡盤動(dòng)態(tài)平衡過程數(shù)值研究.pdf

1、多級(jí)離心泵是一種應(yīng)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(jí)離心泵損壞的一個(gè)重要原因。平衡盤結(jié)構(gòu)簡單、自動(dòng)平衡性能好，故多級(jí)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(jié)構(gòu)參數(shù)。鑒于此，本文結(jié)合多級(jí)泵平衡盤-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程，在理論研究基礎(chǔ)上，使用MATLAB軟件對(duì)某多級(jí)泵平衡盤-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡規(guī)律做了計(jì)算機(jī)仿真，分析了平衡盤不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡規(guī)律的影響。根據(jù)仿真結(jié)果可知，平衡盤動(dòng)態(tài)平衡過

2、程中的平衡值由其結(jié)構(gòu)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(dòng)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(shí)流動(dòng)的研究是合理設(shè)計(jì)平衡盤的基礎(chǔ)，目前對(duì)平衡盤間隙內(nèi)的流動(dòng)大多集中在層流假設(shè)條件下的理論研究，對(duì)其內(nèi)部流動(dòng)的數(shù)值研究較少，為了更深入地認(rèn)識(shí)兩間隙內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)以及證明層流假設(shè)理論的可行性，

3、本文在理論研究基礎(chǔ)上，將FLUENT軟件中的動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)成功運(yùn)用于DG155-67×5型多級(jí)離心泵平衡盤動(dòng)態(tài)平衡過程的數(shù)值模擬中，并得到如下結(jié)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(rèn)為兩間隙內(nèi)流動(dòng)為層流。
　?。?）在泵啟動(dòng)階段，間隙內(nèi)流動(dòng)受垂直于間隙方向的速度脈動(dòng)影響較大，在泵運(yùn)轉(zhuǎn)0.0052 s后，流動(dòng)逐漸穩(wěn)定，垂直于間隙方向的速度脈動(dòng)對(duì)間隙內(nèi)流動(dòng)影

4、響很小，可以忽略不計(jì)。因此，可以認(rèn)為兩間隙內(nèi)流動(dòng)為層流。
　?。?）泵剛啟動(dòng)時(shí)，末級(jí)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(dāng)泵運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，末級(jí)葉輪出口壓力增大，間隙中不再出現(xiàn)倒流；在泵運(yùn)轉(zhuǎn)0.0052 s后，末級(jí)葉輪出口壓力達(dá)到了設(shè)計(jì)值，流動(dòng)受平衡盤的動(dòng)態(tài)擾動(dòng)影響很小，可認(rèn)為兩間隙內(nèi)流動(dòng)為層流。
　　（4）本文在假設(shè)基礎(chǔ)上將動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)成功運(yùn)用于平衡盤的動(dòng)態(tài)平衡過程中，從而驗(yàn)證了平衡盤兩間隙內(nèi)層流假設(shè)理論的可行性