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五级离心泵叶轮径向不平衡力

发布时间:2019-03-07 08:49
【摘要】:为探讨多级离心泵在侧向来流及高速旋转下叶轮之间的影响,针对某5级离心泵展开研究.基于标准k-ε紊流模型、雷诺时均N-S方程和Frozen交界面模型,运用大型商用CFD软件对1台5级离心泵装置进行了三维流动数值模拟研究.计算结果表明:同流量工况下除首级叶轮外随着叶轮级数的增加,叶轮室进口断面的涡量、径向不平衡力也随之增大,增幅变小;不同工况下随着流量的增大,各级叶轮进口涡量相应增大,叶轮径向不平衡力减小;侧向进水的吸入段影响了首级叶轮及后面各级叶轮的速度分布,进而影响到叶轮通道内部的压力分布,最终引起多级离心泵各通道内流场不对称,进一步引起各叶轮的受力不均;后面叶轮各叶片表面的压力分布之间差别大于前面叶轮叶片,这是径向不平衡力分布差异的主要原因.对比数值计算和试验结果,计算结果整体偏大,在设计工况下比小流量工况吻合要好,扬程误差最小值1.78%出现在设计工况下,最大值7.17%出现在小流量工况下.计算结果能为多级离心泵的设计与装配提供较好的指导意义.
[Abstract]:In order to investigate the influence of multi-stage centrifugal pump between lateral flow and high-speed rotating impeller, a 5-stage centrifugal pump was studied. Based on the standard k-蔚 turbulence model, Reynolds time averaged Navier-Stokes equation and Frozen interface model, a three-dimensional numerical simulation of a 5-stage centrifugal pump unit was carried out by using large-scale commercial CFD software. The calculation results show that with the increase of impeller series, the vorticity and radial unbalance force of the inlet section of the impeller chamber increase with the increase of the impeller series in the same flow condition, and the increase of the radial unbalance force becomes smaller. With the increase of flow rate in different working conditions, the inlet vorticity of the impeller increases correspondingly, and the radial unbalanced force of the impeller decreases. The suction section of the lateral inlet affects the velocity distribution of the first stage impeller and the rear stage impeller, and then affects the pressure distribution inside the impeller channel, and finally causes the asymmetry of the flow field in each channel of the multi-stage centrifugal pump. Further causes the force of each impeller to be uneven; The difference of pressure distribution between each blade surface of the rear impeller is greater than that of the front impeller, which is the main reason for the difference of radial unbalanced force distribution. Compared with the numerical results and the experimental results, the calculated results are larger than those of the small flow conditions. The minimum head error value of 1.78% appears in the design condition and the maximum value of 7.17% appears in the small flow condition, which is better than that of the small flow condition. The calculated results can provide a good guidance for the design and assembly of multi-stage centrifugal pump.
【作者单位】: 扬州大学水利与能源动力工程学院;浙江水利水电学院机械与汽车工程学院;大同市赛诚机车设备有限责任公司西安分公司;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51376155) 江苏省自然科学基金资助项目(BK20150457) 中国博士后科学基金资助项目(2016M591932) 浙江省水利厅科技项目(RB1718)
【分类号】:TH311

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本文编号:2435957

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