离心泵浮动叶轮泵腔内液体压力分布的实验研究

发布时间：2017-05-19 12:23

  本文关键词：离心泵浮动叶轮泵腔内液体压力分布的实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：对叶轮所受轴向力研究可归纳为泵腔液体流动特性的研究,其研究关系到泵轴向力的准确计算问题,也是泵行业的薄弱环节。过大的轴向力容易引发安全事故,消除或平衡轴向力既可以提高水泵的使用寿命和效率,又可使泵向高扬程化的方向发展。离心泵浮动叶轮平衡轴向力与常规平衡轴向力方法不同,它是将平衡孔与平衡盘集成在叶轮上来实现轴向力自动平衡的新技术。本文的主要内容如下： 1.以IS80-50-315型浮动叶轮离心泵为研究对象,采用在泵的前、后泵腔开取压孔和改变叶轮轴向位移的方法,研究叶轮的轴向位移量对泵性能和泵腔内液体压力的影响规律。为了保证前、后泵腔液体压力测量精度,采用稳压罐消除压力脉动,并用同一块压力表测量前、后泵腔压力。 2.在叶轮轴向位移s为0、2、4、6mm条件下,试验获取了泵的性能和前、后泵腔液体压力。实验研究表明,随着叶轮轴向位移的增加,泵扬程、效率降低,轴功率增加；泵腔液体压力随着半径增大而增加,压力与半径关系曲线几乎是直线：随着叶轮轴向位移的增加,后泵腔液体压力较前泵腔液体高,在流量为1.0Q条件下,半径为146,116,83mm,轴向位移s=0mm时后泵腔液体压力较前泵腔液体压力分别高1.03,0.56,2.52m,平均高1.37m；轴向位移s=6mm时后泵腔液体压力较前泵腔液体压力分别高1.02,0.21,2.40m,平均高1.21m。 3.将实验结果与理论计算结果进行了对比分析,泵腔液体压力实验值与理论公式计算值相差较大,而与文献[34]给出的理论修正公式计算值较为接近,此修正公式具有一定的使用价值。本文可为研究泵腔液体流动机理及泄漏量对压力影响规律,以及研究浮动叶轮轴向力特性提供可靠的实际测试数据。 4.以清水为介质,采用三种k-ε湍流模型对泵全流道进行定常不可压流体数值模拟,获得该泵的外特性的模拟值,通过比较分析得到与实验值相对误差较小的一种湍流模型；选取此湍流模型模拟泵在不同流量工况下的泵腔液体压力,绘制压力模拟值与实验值随扬程变化的关系曲线。结果表明实验曲线与模拟曲线较吻合,实验曲线在模拟曲线下方。为了更深刻的研究泵腔液体压力与过流部件粗糙度关系,模拟泵盖内表面粗糙度对前、后泵腔液体压力影响,结果表明前泵盖表面粗糙度对泵腔液体压力影响较大。
【关键词】：离心泵 叶轮 轴向位移量 性能 泵腔液体压力
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH311
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题名称及来源10
• 1.1.1 课题名称10
• 1.1.2 课题来源10
• 1.2 研究背景与意义10-11
• 1.3 国内外研究进展11-16
• 1.3.1 轴向力平衡方法11-12
• 1.3.2 泵腔内液体流动机理研究12-15
• 1.3.3 离心泵浮动叶轮平衡轴向力技术15-16
• 1.4 主要研究内容16-17
• 第2章 实验研究17-31
• 2.1 实验装置及参数测量17-23
• 2.1.1 离心栗浮动叶轮闭式实验台简介17-19
• 2.1.2 果腔内液体压力测量19
• 2.1.3 实验方法19-20
• 2.1.4 参数测量20-22
• 2.1.5 实验结果换算22-23
• 2.2 结果及分析23-28
• 2.3 无量纲分析28-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 泵腔液体压力分布理论分析31-37
• 3.1 泵腔液体流动分析31-32
• 3.2 泵腔内压力分布理论计算32-36
• 3.3 理论计算与实验结果对比分析36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 数值模拟37-51
• 4.1 研究方法的选择37
• 4.2 数学模型的建立37-43
• 4.2.1 控制方程37-39
• 4.2.2 湍流模型39-40
• 4.2.3 控制方程离散方法40
• 4.2.4 流场数值计算的求解方法40-42
• 4.2.5 动静耦合模型42-43
• 4.3 计算模型及网格划分43-45
• 4.3.1 三维几何建模43
• 4.3.2 网格的生成43-45
• 4.4 模型的求解45-47
• 4.4.1 边界条件45-46
• 4.4.2 性能预测模型46
• 4.4.3 求解与初始化46-47
• 4.5 模拟结果47-49
• 4.5.1 泵腔液体静压分布47-48
• 4.5.2 泵腔液体压力实验值与模拟值对比48-49
• 4.6 粗糙度的影响49-50
• 4.7 本章小结50-51
• 总结与展望51-53
• 总结51-52
• 展望52-53
• 参考文献53-57
• 致谢57-58
• 附录A 攻读学位期间发表的学术论文目录58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：378711