基于CFD的離心泵浮動(dòng)葉輪平衡腔壓力數(shù)值分析與驗(yàn)證
平衡腔內(nèi)的壓力分布是浮動(dòng)葉輪實(shí)現(xiàn)軸向力自動(dòng)平衡的關(guān)鍵所在。引用加大后的葉輪后密封環(huán)直徑和葉輪平衡孔的面積這2個(gè)重要設(shè)計(jì)參數(shù),建立不同參數(shù)組合下的3BA-6單級(jí)單吸離心泵三維模型,運(yùn)用CFD理論對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬,得到平衡腔內(nèi)的壓力分布,并進(jìn)行軸向合力計(jì)算與平衡分析,同時(shí)在水泵開(kāi)式試驗(yàn)臺(tái)上實(shí)測(cè)平衡腔內(nèi)的壓力。結(jié)果表明:當(dāng)水泵工作流量位于0.002~0.006 m3/s這一區(qū)域時(shí),取k=1.2,A=7.07 mm2,水泵可以通過(guò)采用浮動(dòng)葉輪來(lái)實(shí)現(xiàn)其軸向力的平衡。平衡腔內(nèi)壓力p為相應(yīng)工況下?lián)P程的13%~20%。模擬值與實(shí)測(cè)值吻合較好,驗(yàn)證了數(shù)值方法的正確性。運(yùn)用CFD技術(shù),通過(guò)參數(shù)的改變,找到*設(shè)計(jì)方案,為其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供重要的實(shí)踐指導(dǎo)意義。
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(kāi)，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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