低溫潛液泵軸向力平衡裝置特性研究.pdf

1、低溫潛液泵作為低溫深冷液體的新型輸送泵，憑借特殊的結(jié)構(gòu)和工作方式，具有安全、無(wú)泄漏、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在液化天然氣等產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用廣泛。軸向力平衡裝置作為低溫潛液泵中的重要部件，用于平衡葉輪軸系上作用的軸向力，提高軸和軸承等關(guān)鍵零部件的使用壽命，確保泵在苛刻的環(huán)境中有較強(qiáng)的工作可靠性。低溫潛液泵平衡裝置的設(shè)計(jì)比普通離心泵平衡裝置需要考慮更多因素，如內(nèi)部流體的溫升、平衡裝置軸向剛度等。本文對(duì)平衡裝置特性進(jìn)行了深入研究，為解決低溫潛液泵的軸向力平

2、衡問(wèn)題提供依據(jù)。
　　本文針對(duì)所研究的低溫潛液泵進(jìn)行了軸向力的分析與計(jì)算，并提出改進(jìn)的平衡裝置結(jié)構(gòu)，得到了徑向間隙-平衡盤(pán)(GS-BD)、徑向迷宮-平衡盤(pán)(LS-BD)和徑向迷宮-端面加工動(dòng)壓槽平衡盤(pán)(LS-SGBD)三種平衡裝置。應(yīng)用Fluent軟件，對(duì)不同平衡裝置內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，得到流場(chǎng)壓力、速度和溫度分布等物理參數(shù)，及平衡力、軸向穩(wěn)態(tài)剛度、剩余有效平衡力、泄漏率等平衡裝置性能參數(shù)的變化規(guī)律。對(duì)比分析可知LS-BD平衡

3、裝置和LS-SGBD平衡裝置具有軸向剛度大、泄漏率小等優(yōu)點(diǎn)，并且LS-SGBD平衡裝置可以在軸向間隙減小至一定值后，產(chǎn)生較大動(dòng)壓力大幅提高平衡力及軸向剛度，能夠顯著提高平衡裝置的可靠性。
　　研究了平衡裝置的主體結(jié)構(gòu)參數(shù)、迷宮結(jié)構(gòu)參數(shù)及動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)平衡性能的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)正常工作時(shí)的平衡裝置性能影響最大，迷宮結(jié)構(gòu)參數(shù)可以?xún)?yōu)化平衡裝置性能，動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)小軸向間隙下的動(dòng)壓效應(yīng)有決定作用。
　　設(shè)計(jì)和制造了試