多級(jí)離心泵軸向力測(cè)試與平衡改進(jìn)設(shè)計(jì)研究
多級(jí)小流量離心泵在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的軸向力,如不采取措施來平衡軸向力,則會(huì)影響泵的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性,降低壽命,造成嚴(yán)重的后果。若要平衡離心泵軸向力首先要確定軸向力的大小,理論經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法、實(shí)驗(yàn)測(cè)試法和數(shù)值模擬法是目前獲得軸向力的的主要方法。平衡盤是zui常見的一種平衡離心泵軸向力的結(jié)構(gòu)。本研究針對(duì)現(xiàn)有需要改進(jìn)三級(jí)小流量離心消防泵,首先利用傳統(tǒng)的理論計(jì)算方法計(jì)算泵的軸向力,并利用CFD數(shù)值模擬確定軸向力；其次,通過離心泵內(nèi)部機(jī)構(gòu)以及給定空間,設(shè)計(jì)出一個(gè)彈性元件（測(cè)力環(huán)）測(cè)量軸向力,對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析并改進(jìn)。在所設(shè)計(jì)測(cè)力環(huán)的基礎(chǔ)上,找到測(cè)試元件產(chǎn)生應(yīng)變的*位置,粘貼應(yīng)變片并完成測(cè)力彈性元件的靜態(tài)標(biāo)定,設(shè)計(jì)整個(gè)軸向力的測(cè)試方案；zui后,根據(jù)已有研究對(duì)平衡裝置數(shù)值模擬結(jié)果,設(shè)計(jì)改進(jìn)三級(jí)消防泵。在生產(chǎn)出樣機(jī)之后,實(shí)驗(yàn)測(cè)試該三級(jí)離心泵的效率、揚(yáng)程和流量等性能參數(shù),對(duì)原有三級(jí)離心泵的和帶有平衡機(jī)構(gòu)離心泵的進(jìn)行軸向力測(cè)試。根據(jù)測(cè)試結(jié)果探討了多級(jí)小流量離心泵的軸向力與流量、揚(yáng)程等參數(shù)的關(guān)系,證明了軸向力測(cè)試系統(tǒng)具有一定的有效性,平衡機(jī)構(gòu)減小了離心泵軸向力,并提高了泵的使用壽命。
離心泵有立式、臥式、單級(jí)、多級(jí)、單吸、雙吸、自吸式等多種形式。其主要的工作原理有：離心是物體慣性的表現(xiàn)。比如雨傘上的水滴，當(dāng)雨傘緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，水滴會(huì)跟隨雨傘轉(zhuǎn)動(dòng)，這是因?yàn)橛陚闩c水滴的摩擦力做為給水滴的向心力使然。但是如果雨傘轉(zhuǎn)動(dòng)加快，這個(gè)摩擦力不足以使水滴在做圓周運(yùn)動(dòng)，那么水滴將脫離雨傘向外緣運(yùn)動(dòng)。就象用一根繩子拉著石塊做圓周運(yùn)動(dòng)，如果速度太快，繩子將會(huì)斷開，石塊將會(huì)飛出。這個(gè)就是所謂的離心離心泵就是根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)的。高速旋轉(zhuǎn)的葉輪葉片帶動(dòng)水轉(zhuǎn)動(dòng)，將水甩出，從而達(dá)到輸送的目的。
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