货油泵反转扭矩及其内部流场的研究

发布时间：2020-06-30 21:28

【摘要】： 为了保证船用货油泵的安全运行,需要防止泵系统突然发生故障或者液体抽完时返回导致水泵反转,这是因为驱动货油泵的液压马达是不允许反转的,这就需要研究泵反转时反转扭矩的大小以确定泵的逆止器的型号。目前关于这方面的研究几乎没有相关报道,所以研究其反转扭矩的大小有着重要的理论意义和良好的应用前景。本文利用FLUENT6.1软件,采用标准κ-ε方程紊流模型和SIMPLEC算法,以型号为YQB-80-70货油泵为研究对象,对该泵不同工况下的内部流场做了数值模拟。针对货油泵在断电瞬间液体倒流时会产生很大的力矩的实际情况,将不同流量下的反转工况进行了内部流场模拟,求解出了货油泵扭矩的最大值。最后对货油泵不同工况点的径向力做了计算。研究得到的主要结论如下： 1.分析数值模拟的内部流场可得：在各个工况下,其压力和速度的分布规律和趋势基本一致。在设计工况下,叶轮流道位于隔舌处的静压和总压相对较高,小流量下尤为明显；蜗壳流道靠近叶轮出口处的速度与蜗壳内其他区域相比明显较高,说明在叶轮旋转过程中,各流道的水流流动随着在蜗壳中相对位置的不同而发生变化。 2.为了方便计算设定泵的出水高度为10m,则水泵开始反转的瞬间承受10m高水柱的重力与管道内压力之和.本文选择不同流量的工况点,以流量速度关系公式v=Q/(πR2)计算出一组不同工况点的进口速度,进行反转模拟并计算得到货油泵在各个工况点的M值。并将模拟得到的各工况点的正转扭矩、反转扭矩与设计时的扭矩值进行比较,得到正反转时相应流量点的扭矩值近似,其变化趋势基本一致；在工况点1.8Q时,反转扭矩值M=61.304Nm是最大扭矩值,针对本研究对象建议取1.8Q的反转扭矩来选择逆止器的型号最为合适；找到了正反转最大扭矩之间的关系(Mmax反转)/(Mmax正转)≈1.1,此结论证实是合理适用的,所以对于水泵来说可以取1.1倍的正转最大扭矩来确定逆止器的型号。 3.通过分析径向力原理,数值模拟计算出了五个工况点的径向力,进行比较并绘制了其随流量变化的曲线,得出在设计工况下即流量为1.0Q时径向力为最小值。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH311
【图文】：

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气体)能够通过涡流进入泵的吸入端。为了减少气蚀和涡流的形成，在货物排放后期，货油泵排除液体的流速可以通过手动控制或机动摇控的排出阀来降低。货油泵的重点研究目标—液压马达驱动的潜水货油泵〔幻，如图1.1所示。用于处理海上货物的不同类型的泵中，对于液压马达驱动的潜水货油泵的研究和开发很少见报研究就很有实际意义。随着造船工业的长足发展，对货油泵的需求呈现出多样化的趋势，它的发展趋势和特点:一，标准化、系列化、通用化。目前日本、德国、俄罗斯、美国等泵制造大国都将泵的设计制造与标准化、系列化工作紧密结合在一起，当推出一种型夕

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挠?0的90” 9765208431刁刁巧币刁拍竹扭禅图3.2压出室的l~IX断面图(比例4:1)图3.3压出室水力图3.2三维实体模型的建立要进行泵的流场分析，对计算对象的实体建模是基础。模型建立的好坏直接影响网格划分，进而影响后面的计算结果。因此这一步对CFD计算来说是至关重要的，是所有计算、分析的关键。

【参考文献】