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基于CFD的离心泵浮动叶轮平衡腔压力数值分析与验证
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:《中国电机工程学报》
  • 分类:TV136[水利工程—水力学及河流动力学]
  • 作者机构:[1]山西农业大学林学院,山西省太谷县030801, [2]兰州理工大学能源与动力工程学院,甘肃省兰州市730050
  • 相关基金:山西农业大学科技创新基金(2008034).
中文摘要:

平衡腔内的压力分布是浮动叶轮实现轴向力自动平衡的关键所在。引用加大后的叶轮后密封环直径和叶轮平衡孔的面积这2个重要设计参数,建立不同参数组合下的3BA一6单级单吸离心泵三维模型,运用CFD理论对其进行数值模拟,得到平衡腔内的压力分布,并进行轴向合力计算与平衡分析,同时在水泵开式试验台上实测平衡腔内的压力。结果表明:当水泵工作流量位于0.002~0.006m3/s这一区域时,取k=1.2,A=7.07mm2,水泵可以通过采用浮动叶轮来实现其轴向力的平衡。平衡腔内压力P为相应工况下扬程的13%~20%。模拟值与实测值吻合较好,验证了数值方法的正确性。运用CFD技术,通过参数的改变,找到最优设计方案,为其结构设计提供重要的实践指导意义。

英文摘要:

The pressure distribution in balance chamber is the key technology that centrifugal pump with floating impeller balances axial force automatically. Based on two important parameters, ring seal diameter of impeller and area of balancing hole, different combination groups were formed to construct the 3-D model of 3BA-6 single stage single suction centrifugal pump. Through the numerical simulation after the model by computational fluid dynamics (CFD) theory, the pressure distributions in balance chamber were obtained. Then axial compound stress was calculated and balance analysis was made. Simultaneously, the pressure in balance chamber was tested practically. The results show that axial force of centrifugal pump with floating impeller can be balanced under the condition that rate of flow amounted to 0.002-0.006m3/s, and when k=1.2, A=7.07 mm2. And the pressure in balance chamber is 13%-20% of lift corresponding operating condition. Simulated values are closely matched with the measured value, which proved the appropriateness of numerical simulation. The practical significance is supplied by using CFD technology and changing parameters to design the most proper structure.

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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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:98970