葉輪背葉片平衡軸向力方法的研究與探討.pdf

1、離心泵種類繁多，廣泛應用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活的各個領域，據(jù)不完全統(tǒng)計，每年我國發(fā)電量的20％左右要消耗在泵產(chǎn)品上。所以，提高離心泵產(chǎn)品的技術(shù)指標，對于我國實施節(jié)能減排政策以及提高國民經(jīng)濟效益都具有十分重要的意義。
　　 長期以來，離心泵運行的穩(wěn)定性是研究人員長期關(guān)注的一個難題，而過大的軸向力就是引發(fā)離心泵停車檢修的致命隱患之一。為此，工程研究人員研制出了一些適用于消除軸向力的平衡裝置，取得了一定的效果。由于背葉片結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，

2、故在平衡單級單吸離心泵的軸向力時較為常見。
　　 但是，通過查閱文獻資料發(fā)現(xiàn)，目前對背葉片平衡軸向力的規(guī)律研究一直是離心泵設計中的薄弱環(huán)節(jié)。本文為了探明背葉片結(jié)構(gòu)對離心泵總體外特性和軸向力性能的影響規(guī)律，采用CFD商用軟件Fluent對不同背葉片結(jié)構(gòu)下的IH100-65-250化工離心泵進行數(shù)值模擬，并制造樣機進行了試驗驗證，為指導背葉片的結(jié)構(gòu)設計提供了科學依據(jù)。本文主要工作及研究結(jié)論如下：
　　 (1)在查閱大量文獻的

3、基礎上，詳細介紹了國內(nèi)外一些計算軸向力的經(jīng)驗和半經(jīng)驗公式，并指出了軸向力理論計算公式在實際應用中的局限性。本文運用偏微分方程理論和流體力學知識，推導出適用性更廣的軸向力理論計算公式和背葉片平衡軸向力的計算公式。
　　 (2)應用Solidworks三維設計軟件構(gòu)建了不同背葉片結(jié)構(gòu)下的離心泵整機實體模型，利用Fluent前處理工具Gambit對建模完成的實體進行分塊網(wǎng)格劃分，并采用Fluent對網(wǎng)格模型進行數(shù)值模擬計算，分析離心泵

4、內(nèi)流場流動情況和速度及靜壓分布規(guī)律，計算揚程、效率和軸向力的大小。
　　 (3)對數(shù)值模擬計算結(jié)果進行比較分析，且尋找相互之間的內(nèi)在聯(lián)系。結(jié)果表明，背葉片結(jié)構(gòu)對離心泵外特性和軸向力的影響較大，設置背葉片后，離心泵后泵腔內(nèi)的流體壓力明顯下降，但是背葉片結(jié)構(gòu)會使泵的總體效率下降2-3％。
　　 (4)按背葉片外徑、背葉片葉片數(shù)、背葉片寬度和背葉片外端到泵蓋的間隙4個幾何參數(shù)設立4個研究方案組。通過對比分析后發(fā)現(xiàn)，背葉片幾何參