文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
大型双吸离心泵径向力数值计算
姓名:张亮
申请学位级别:硕士
专业:流体机械及工程
指导教师:赵万勇
20090420
摘要影响泵站的经济运行。上述问题在大型泵站时有发生,困扰泵站的安全正常运行,昂贵的专门测试装置,这样不利于泵的改进。本文提出了数值模拟计算离心泵径了三维稳态数值模拟,给出了叶轮出口静压和径向速度的分布规律,应用径向力流量下的内部流场进行了三维非稳态数值模拟,=大型单级双吸中开式离心泵使用范围较广,不论工厂、矿山、城市给水排水还是农田排灌均可使用。它与单吸泵相比,有较大的流量,较好的吸上性能。两个叶轮对称布置,可以平衡轴向力。这种泵的耐气蚀性能也比较好,但在运行中常出现一些问题,如泵轴与轴套接触表面以及轴套端面等处发生疲劳破坏,从泵启动到打开出口阀门之间密封环常发生抱轴现象,泵体密封环和叶轮密封环粘接,必须加大密封环间隙才能正常启动,而密封环间隙加大就会降低容积效率,需要从根本上加以解决。通过分析发现,目前大型离心泵发生上述问题的主要原因是单蜗壳泵在偏离设计工况和零流量下运行时形成的径向力过大所置。径向力对于转动轴是一个交变载荷,会造成泵轴的振动,增加泵的不稳定性。因此,研究离心泵径向力是非常有必要的。通过试验测定径向力的方法是最准确的方法,但大型离心泵由于受到试验条件限制,大多在使用现场进行试验或运行验证,而且需要建立一套费用向力的方法,建立了径向力的计算模型。以型泵为例,应用软件分别对单蜗壳、双蜗壳和长短叶片复合叶轮离心泵不同流量下的内部流场进行计算模型,计算了以上三种结构在不同流量下的径向力。又对单蜗壳泵在化的曲线,对由叶轮和泵轴组成的系统进行了振动分析。本文的主要研究成果如下:⒘思扑憷胄谋镁断蛄Φ氖P汀谛×髁抗た鍪保峡潜玫木断蛄闲。.浇钚 T谏杓工况流量附近时,单蜗壳泵的径向力较小,在时最小。在大流量工况时,长短复合叶片泵的径向力较小,在附近最小。峡潜镁断蛄λ媪髁勘浠奶荻缺冉闲。业途断蛄η冉峡恚此,以上三种结构中,双蜗壳结构最有利于减小离心泵径向力。似余弦、正弦曲线,系统的振动轨迹为椭圆。关键词:离心泵;内部流场;数值模拟;径向力;振动分析硕貉Ш温畚
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:,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名:月月期期,猣’
第绪论研究离心泵径向力的意义离心泵径向力的研究扬程都比较高,一般都超过,有些还是多级泵站,如甘肃景泰灌区的引黄入大提灌泵站,用的是痛笮偷ゼ端锌J嚼胄谋谩尽АR恍┐蟪鞘幸供水量大、管路长,也都选用大型双吸离心泵供水,如引松花江水入长春市的近些年来,随着国民经济的发展,大型离心泵得到了越来越广泛的应用,尤其是在农田提灌和城市供水中。在我国北方地区由于地形特点所需提灌泵站生活用水工程泵站所用的痛笮偷ゼ端锌J嚼胄谋谩】。这种泵耐气蚀与受力性能都较好,运行平稳,维修方便,但在运行中也常出现一些问题如泵轴与轴套接触的表面,以及轴套端面等处发生疲劳破坏,对轴进行了喷涂合金粉末修复才能继续使用,否则就要报废。另外有的泵站为了抗腐蚀的需要,将材质为铸铁的密封环换成了低碳钢板制成的密封环从泵启动到打开出口阀门之间常发生抱轴现象,泵体密封环和叶轮密封环粘接,必须加大密封环间隙才能正常启动,而密封环间隙加大就会降低容积效率,影响泵站的经济运行。上述问题在大型泵站时有发生,因而困扰泵站的安全正常运行,需要从根本上加以解决。通过分析发现,大型离心泵发生上述损坏的主要原因是单蜗壳泵在偏离设计工况下运行或零流量下启动时形成的径向力过大所置R虼耍岳胄谋径向力的研究是非常有必要的,为解决离