多級(jí)泵平衡盤(pán)兩間隙內(nèi)速度與壓力分布.pdf

1、多級(jí)離心泵是一種通用水力機(jī)械，這種高揚(yáng)程的泵在冶金、熱能發(fā)電等部門(mén)具有不可替代的作用。在多級(jí)泵的應(yīng)用過(guò)程中，軸向力的大小是影響泵運(yùn)行穩(wěn)定性和使用壽命的重要因素。而多級(jí)泵的運(yùn)行特點(diǎn)是軸向力很大，有時(shí)可達(dá)十余噸，這是由于葉輪的軸向力同向疊加的結(jié)果。目前普遍采用的平衡機(jī)構(gòu)為平衡盤(pán)，依靠平衡盤(pán)徑向和軸向的兩個(gè)間隙產(chǎn)生的壓力差來(lái)平衡葉輪軸向力。當(dāng)前平衡盤(pán)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算都是用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和半經(jīng)驗(yàn)公式，缺乏對(duì)兩個(gè)間隙的流動(dòng)規(guī)律的理論分析和實(shí)驗(yàn)?zāi)M，對(duì)于出

2、現(xiàn)的多級(jí)泵平衡盤(pán)研磨等問(wèn)題不能進(jìn)行有效的理論分析，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出的平衡盤(pán)對(duì)軸向力的平衡效果不理想。 本文跟蹤水泵行業(yè)的這一難點(diǎn)問(wèn)題，以N-S方程為基礎(chǔ)，通過(guò)理論分析推導(dǎo)出兩間隙內(nèi)流動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，用數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)描述平衡盤(pán)兩間隙內(nèi)的流動(dòng)特點(diǎn)，為平衡盤(pán)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。 本課題利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）方法，分別選擇層流和湍流計(jì)算模型，通過(guò)Gambit軟件貼體坐標(biāo)和六面體網(wǎng)格系統(tǒng)，生成計(jì)算網(wǎng)格，最后用Fluent軟件進(jìn)行

3、三維內(nèi)部流場(chǎng)的數(shù)值模擬。 本文所講述的研究將分析這兩個(gè)間隙內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律，深入認(rèn)識(shí)兩間隙內(nèi)的流動(dòng)特點(diǎn)。本論文主要以理論（N-S方程）和模擬方法，確定多級(jí)泵軸向和徑向間隙內(nèi)的速度、壓力分布。首先，將多級(jí)泵軸向和徑向間隙中的流動(dòng)設(shè)置為層流，以N-S方程分別推導(dǎo)出在泵軸靜止且間隙進(jìn)出口存在壓差和泵軸旋轉(zhuǎn)且間隙進(jìn)出口無(wú)壓差狀態(tài)下間隙內(nèi)速度和壓力的數(shù)學(xué)表達(dá)式；其次，利用三維建模軟件分別對(duì)兩個(gè)間隙進(jìn)行建模，在Fluent軟件中分別設(shè)置為層流和