位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
不同叶片数下管道泵内部流动及振动特性的数值与试验研究
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:机械工程学报
  • 时间:2013.10.10
  • 页码:115-122
  • 分类:TG156[金属学及工艺—热处理;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]江苏大学流体机械工程技术研究中心,镇江212013, [2]格兰富水泵中国研发中心,苏州215126
  • 相关基金:国家自然科学基金(51009072)和江苏省博士刨新基金(CXZZ12_0677)资助项目.
  • 相关项目:带分流叶片离心泵流固耦合诱导振动特性研究
中文摘要:

为研究不同叶片数下管道泵内部的流动特性及振动特性,采用标准k-e湍流模型和滑移网格技术,在CFX数值计算软件中,分别对6叶片和7叶片的管道泵内部全流场进行三维非定常数值模拟,计算得到不同流量下叶轮内部流动特性、蜗壳内部静压特性以及叶轮转矩波动特性。对比0.1q,工况下两种叶片数下的数值计算结果,发现6叶片下的“射流-尾迹”效应及静压变化梯度均大于7叶片,6叶片下的转矩波动强度大于7叶片;不同叶片数下,叶轮内部的相对速度变化规律、静压变化规律以及蜗舌附近低压区的发展变化规律与蜗舌和叶轮的相对位置有关。采用振动试验测量不同叶片数下管道泵的振动水平,分析振动试验结果和数值计算结果表明,在不同流量下,6叶片的振动水平高于7叶片,主要在于6叶片具有较强的压力脉动和不稳定流体力的作用;叶频及其倍频是管道泵产生振动的主要激励频率。因此,可以通过优化叶片设计参数(Z,β2,β1)来改善管道泵内部的不稳定流动状态,进而降低振动水平。

英文摘要:

A study is presented to understand both the flow characteristics and the vibration characteristics of the in-line circulator pump with different blades numbers. The 3D unsteady flow numerical simulations are executed both on 6 blades and 7 blades of in-line circulator pumps for successfully capturing the flow characteristics inside the impeller, static pressure characteristics inside the volute and torque fluctuation characteristics of impeller, in the different flow rates conditions, which is based on the standard k-e turbulence model and sliding mesh technique provided by CFX. In comparison with numerical simulation results of both two different blades numbers in the condition of 0. lqv, the findings show that both the "jet-wake" effect and gradient of static pressure of 6 blades are higher than 7 blades', and the amplitude of torque fluctuation of 6 blades is higher than 7 blades'. Moreover, the laws of both relative velocity changes and static pressure changes inside the impeller and the law of low pressure region changes near the tongue of the volute, which are corresponding to the relative position changes between the tongue and the blade. Additionally, the experimental vibration tests are conducted to measure the vibration level of in-line circulation with different blades numbers. By analyzing the experimental results and simulation results, it is revealed that vibration amplitudes of 6 blades are higher than 7 blades' in different flow rates conditions because of stronger pressure pulsation and unsteady fluid forces, and blade passing frequency and its harmonic are the domain active frequencies for the pump vibration. Therefore, both the unsteadiness of flow and vibration level of in-line circulator pump can be reduced by means of optimizing the blade parameters(Z,β2, β1).

同期刊论文项目
期刊论文 48 会议论文 4 获奖 6 专利 3 著作 1
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603