多級(jí)離心泵平衡裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬.pdf

1、多級(jí)離心泵是在動(dòng)力工業(yè)工程中常用的機(jī)械裝置，應(yīng)用十分廣泛。但多級(jí)離心泵軸向力較大，單獨(dú)依靠推力軸承不能保證泵運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和可靠性。目前，對(duì)多級(jí)離心泵軸向力的平衡大多仍采用單平衡鼓、平衡盤、雙平衡鼓、平衡鼓加平衡盤等四種傳統(tǒng)的平衡結(jié)構(gòu)。最近幾年對(duì)這一問(wèn)題的研究仍集中在改進(jìn)泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面，雖然取得了一些進(jìn)展，但實(shí)際效果并不理想，軸向力仍然是困擾多級(jí)離心泵設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題。針對(duì)多級(jí)離心泵存在的問(wèn)題，本文在分析離心泵受力的基礎(chǔ)上，研究了平衡裝置結(jié)

2、構(gòu)參數(shù)對(duì)泄漏的影響，提出了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行優(yōu)化，并應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，取得了良好的效果。 本文針對(duì)多級(jí)離心泵平衡裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題開(kāi)展了以下幾方面的研究工作： 1.分析了多級(jí)離心泵軸向力、徑向力以及泄漏問(wèn)題，并研究了平衡裝置各參數(shù)和它們之間的相互關(guān)系，以及對(duì)泄漏的影響。 2.在分析研究的基礎(chǔ)上，由平衡裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)和泄漏的影響關(guān)系建立了理論計(jì)算數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)有關(guān)資料和設(shè)計(jì)要求提出了相應(yīng)的約束條件。

3、 3.由理論計(jì)算數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用泄漏量最小的目標(biāo)函數(shù)法，編寫了計(jì)算程序，進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算，并與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了比較分析。 4.采用數(shù)值模擬分析即計(jì)算流體力學(xué)(CFD)的計(jì)算軟件FLUENT對(duì)平衡裝置內(nèi)壓力分布及液體流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，對(duì)結(jié)果進(jìn)行了可視化處理。并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析對(duì)比。 5.把優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果及數(shù)值模擬分析應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中，新設(shè)計(jì)的多級(jí)離心泵的性能得到了很大的提高。 研究結(jié)果表明：對(duì)平衡裝