多级离心泵轴向力的数值计算与平衡

发布时间：2018-10-17 17:03

【摘要】：轴向力的平衡与否对离心泵的可靠性及使用寿命具有重要影响,准确地计算轴向力的大小是轴向力平衡设计的关键。采用CFX软件对一立式多级泵首级和次级进行了全流场数值模拟,预测了叶轮所受轴向力的大小。采用Pro/E软件进行三维建模,并用ICEM软件进行网格划分;采用SIMPL正C算法和RNG k-ε湍流模型,通过求解三维N-S方程及能量方程,得到了多级泵的速度场、压力场及湍动能分布。对叶轮各过流表面进行面积积分,计算了叶轮所受轴向力,计算结果叶轮前后盖板不对称是轴向力产生的最主要原因。基于数值计算的结果,采用对称布置方式平衡轴向力:一组两级叶轮,另一组三级叶轮,中间采用交叉过渡流道来连接。计算结果表明采用对称布置该多级泵残余轴向力较小,实现了轴向力的平衡。采用数值模拟的方法可有效指导离心泵导轴向力的平衡设计。
[Abstract]:The balance of axial force has an important influence on the reliability and service life of centrifugal pump. The key of axial force balance design is to calculate the axial force accurately. The full flow field of a vertical multistage pump is simulated with CFX software, and the axial force of impeller is predicted. Pro/E software is used for 3D modeling, and ICEM software is used for mesh division. By using SIMPL positive C algorithm and RNG k- 蔚 turbulence model, the velocity field, pressure field and turbulent kinetic energy distribution of multi-stage pump are obtained by solving three-dimensional N-S equation and energy equation. The axial force of impeller is calculated by the area integral of each flow surface of impeller. The result shows that the asymmetry of front and rear cover plate of impeller is the main cause of axial force. Based on the results of numerical calculation, the axial force is balanced by symmetrical arrangement: one group of two stage impellers and the other group of three stage impellers are connected by cross transition channel. The calculation results show that the residual axial force of the multistage pump is small and the balance of the axial force is realized. The method of numerical simulation can effectively guide the balance design of axial force of centrifugal pump.
【作者单位】： 新界泵业集团股份有限公司;国家水泵及系统工程技术研究中心;
【分类号】：TH311

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本文编号：2277357