離心泵內(nèi)部非定常流動(dòng)及其激勵(lì)特性研究.pdf

1、離心泵運(yùn)行時(shí)普遍存在著內(nèi)部非定常流動(dòng)現(xiàn)象，這是導(dǎo)致離心泵不穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素之一，非定常流動(dòng)結(jié)構(gòu)主要包含湍流，二次流，空化和葉輪-隔舌間的動(dòng)靜干涉現(xiàn)象等，這些均使得對(duì)離心泵內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行分析變得復(fù)雜，其中葉輪與蝸殼間的動(dòng)靜干涉作用產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)，并由此引發(fā)的水力激勵(lì)力是誘發(fā)離心泵產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲等現(xiàn)象的主要因素。因此開展離心泵內(nèi)部非定常流動(dòng)及其激勵(lì)特性的研究可為非定常流動(dòng)誘發(fā)振動(dòng)機(jī)理的研究提供可靠的參考信息，將有助于提高整個(gè)離心泵系統(tǒng)的運(yùn)行

2、平穩(wěn)性。本文以自行設(shè)計(jì)的中低比轉(zhuǎn)速離心式模型泵為研究對(duì)象，將數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)研究相結(jié)合，在相同條件下對(duì)解耦前后的模型泵進(jìn)行測(cè)試分析，試圖找到單方面水力因素誘發(fā)振動(dòng)的某些特性，本文開展的主要工作和得到的結(jié)論如下:
　　1、采用標(biāo)準(zhǔn)k-ω湍流模型對(duì)模型泵內(nèi)部進(jìn)行定常及非定常流動(dòng)的數(shù)值計(jì)算，揭示了模型泵的非定常壓力脈動(dòng)特性、徑向力特性隨流量的變化情況，得到泵內(nèi)蝸殼周圍的靜壓分布規(guī)律及葉輪和單個(gè)葉片所受非定常徑向力所表現(xiàn)出的變化規(guī)律，并分析

3、了葉輪流道內(nèi)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)與葉輪所受非定常徑向力之間存在的關(guān)聯(lián)。
　　2、通過試驗(yàn)與模擬的方法獲得不同工況下試驗(yàn)泵各測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng)特性，并將部分測(cè)點(diǎn)所得壓力脈動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果與非定常的數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，數(shù)值模擬得到的壓力絕對(duì)波動(dòng)值與試驗(yàn)測(cè)得的壓力波動(dòng)值整體具有較為一致的變化規(guī)律，測(cè)點(diǎn)的壓力脈動(dòng)很大程度取決于流量和所處位置，不同測(cè)點(diǎn)受到蝸殼非對(duì)稱結(jié)構(gòu)及動(dòng)靜干涉作用影響的程度不同。
　　3、為找到單方面水力因素誘發(fā)離心泵振動(dòng)的某些特

4、性，提出了泵體解耦方案。在相同的試驗(yàn)條件下對(duì)解耦前后的模型泵分別進(jìn)行了振動(dòng)特性的測(cè)試，由此認(rèn)為機(jī)械因素誘發(fā)振動(dòng)的傳播途徑發(fā)生改變對(duì)離心泵整體的振動(dòng)情況具有一定的影響，尤其對(duì)誘發(fā)的高頻振動(dòng)影響較大。展開相關(guān)解耦試驗(yàn)確實(shí)在一定程度上減弱了離心泵的機(jī)械振動(dòng)誘因。
　　4、采用LMS測(cè)試系統(tǒng)得到了不同工況下模型泵的振動(dòng)特性，并劃分不同頻域段進(jìn)行對(duì)比分析，得到了模型泵解耦前后振動(dòng)的頻域特性及模型泵解耦前后各測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)能量隨流量的變化情況，認(rèn)