双吸离心泵的流致振动特性分析

发布时间：2018-07-04 14:40

  本文选题：双吸泵 + 数值模拟　； 参考：《西华大学》2016年硕士论文

【摘要】：随着社会的发展,科学技术的进步,在很多生活、生产领域,简单的单级离心泵已不能满足日常的生活及生产需要,因此大型双吸离心泵应运而生。其具有流量大、扬程高的特点,被广泛的应用于农田灌溉、城市用水、工厂、矿山等各种水利工程领域。双吸离心泵具有两个叶轮对称布置的特点,可以很好的平衡轴向力。但是由于双吸离心泵螺旋形蜗壳的非对称布置及蜗壳隔舌的影响,使的离心泵在运转过程中呈现复杂的非定常特性,在偏离设计工况下,叶轮出口与蜗壳进口流场恶化,引起压力脉动和和叶轮径向力。泵内压力脉动尤其是蜗壳隔舌处的压力脉动是影响离心泵稳定运行的重要因素。周期性绕轴变化的径向力会引起泵轴的振动,诱发泵轴和密封环损坏。压力脉动和径向力都是引起离心泵振动的重要因素。本文通过对一型号DFES21-300双吸离心泵进行数值模拟,研究其不同工况下双吸离心泵径向力及压力脉动特性,并通过流固耦合的方法研究离心泵叶轮与泵轴的振动特性。本文的主要研究工作及成果如下:1.介绍了双吸离心泵流致振动的研究现状,并针对现如今存在的问题进行简要的分析,结合研究目的制定明确的研究路线及方法。2.应用UG三维建模软件对双吸离心泵实体及流道进行三维建模,采用ICEM网格划分工具对计算模型进行网格划分,并进行网格无关性验证。在吸入段、蜗壳周向、蜗壳径向和叶轮流道设定监测点,运用cfx流体仿真软件对双吸泵不同工况进行全流道三维数值模拟,分析其内部流场特性。3.分别对不同流量工况进行定常和非定常计算。通过定常计算结果对其内部流动特性进行研究。依据非定常计算结果,对各个监测点的压力脉动特性及叶轮所受径向力进行分析,得出蜗壳上各监测点的压力脉动以叶频为主,叶轮流道内的监测点脉动以轴频为主,在吸入段出口附近测点的脉动以轴频为主,其它测点脉动特性较复杂。叶轮径向力在设计流量工况下最小,且偏离设计工况越远,叶轮径向力越大。4.研究双吸离心泵的空化特性,分析空泡的分布及叶轮流道的内部流动特性,对比不同空化余量工况下的叶轮径向力,得出空化现象的发生增加了叶轮径向力,且随着空化现象的加剧,叶轮所受的径向力逐渐增大。5.研究固液两相流不同介质参数条件下的双吸泵内部流场特性,分析固相的分布及叶轮的磨蚀特性,对比不同工况下的叶轮径向力,在体积浓度不变的条件下,粒径增大径向力降低,粒径不变的条件下,体积浓度增大叶轮径向力增大,并得出固相体积浓度的变化对径向力的影响比粒径大。6.应用ANSYS Workbench软件,采用顺序耦合的方法,对双吸离心泵转子分别进行模态分析,静应力分析、预应力模态分析,得到上述不同工况下的转子动力特性。叶轮的最大变形均出现在叶轮出口与上盖板的交接处。对比转子的预应力模态特性,得出旋转离心力和不同流量、不同空化余量、不同介质参数工况下的水压力对转子的模态特性影响很小。
[Abstract]:In this paper , the dynamic characteristics of centrifugal pump impeller and pump shaft are analyzed by means of three - dimensional modeling software . Under the condition of constant particle size , the volume concentration increases the radial force of the impeller , and the influence of the change of the solid phase volume concentration on the radial force is larger than that of the particle size . 6 . The rotor power characteristics under different working conditions are obtained by using ANSYS Workbench software . The maximum deformation of the impeller is found at the intersection of the impeller outlet and the upper cover plate . The maximum deformation of the impeller is found at the intersection of the impeller outlet and the upper cover plate .
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH311

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 牟介刚,蒋训教,刘健;谈单级双吸中开离心泵的改造设计[J];水泵技术;2001年06期

2 ;双吸泵新产品简介[J];水泵技术;2004年01期

3 朱红霞;;1200S系列单级卧式、双吸式离心泵的检修与装配[J];甘肃农业;2006年10期

4 邵国辉;赖喜德;唐立新;;扭曲叶片双吸离心泵内部流场的三维数值模拟[J];水力发电;2007年06期

5 ;上海东方泵业集团推出新一代双吸泵[J];水泵技术;2008年05期

6 金亚飚;;浅议单级卧式双吸离心泵在工业循环冷却水系统中的应用[J];通用机械;2009年02期

7 樊世坤;;浅议单级双吸离心泵的技术改进想法[J];企业家天地(理论版);2010年08期

8 李竟恒;;影响卧式双吸式离心泵安全运行的原因与应对措施[J];农业科技与信息;2011年20期

9 陈铁军;郭鹏程;骆翼;吴玉林;;基于反转双吸泵的液力透平全特性的数值预测[J];排灌机械工程学报;2013年03期

10 王学福;冉渔;王媛;;基于数值模拟的双吸离心泵磨蚀预估[J];中国农村水利水电;2013年04期

相关会议论文 前1条

1 丛国辉;王福军;;双吸离心泵隔舌区压力脉动特性的数值研究[A];2009全国大型泵站更新改造研讨暨新技术、新产品交流大会论文集[C];2009年

相关重要报纸文章 前1条

1 程军;马钢二铁总厂泵房节能改造省电30%[N];中国冶金报;2011年

相关博士学位论文 前4条

1 张自超;双吸离心泵泥沙磨损特性研究[D];中国农业大学;2016年

2 冷洪飞;双吸离心泵叶片载荷特性及其应用研究[D];中国农业大学;2015年

3 白耀华;双吸离心泵内部流动模拟与输水管道系统安全问题研究[D];武汉大学;2011年

4 张宇;大型双吸式离心泵性能优化研究[D];华中科技大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘伟;24SH-19双吸中开离心泵优化设计[D];沈阳大学;2015年

2 原雯;双吸离心泵内部流场性能研究及优化设计[D];东北石油大学;2015年

3 陈凯;单级双吸离心泵优化设计与试验研究[D];江苏大学;2016年

4 李楠;双吸离心泵内部流场的PIV测量及数值模拟研究[D];中国计量学院;2016年

5 安满意;双吸离心泵的流致振动特性分析[D];西华大学;2016年

6 宋纯纯;双吸泵数值模拟及介质和结构参数变化对其振动的影响[D];华东理工大学;2015年

7 杨亚威;隔舌对双吸泵性能影响及其改型设计研究[D];兰州理工大学;2012年

8 许骁;基于流场分析技术的双吸泵性能优化研究[D];中国计量学院;2014年

9 陈奕文;双吸中开式离心泵的优化设计方法研究[D];华中科技大学;2013年

10 王s，

本文编号：2096394