论文部分内容阅读
离心泵运行时普遍存在着内部非定常流动现象,这是导致离心泵不稳定运行的重要因素之一,非定常流动结构主要包含湍流,二次流,空化和叶轮-隔舌间的动静干涉现象等,这些均使得对离心泵内部流场进行分析变得复杂,其中叶轮与蜗壳间的动静干涉作用产生的压力脉动,并由此引发的水力激励力是诱发离心泵产生振动、噪声等现象的主要因素。因此开展离心泵内部非定常流动及其激励特性的研究可为非定常流动诱发振动机理的研究提供可靠的参考信息,将有助于提高整个离心泵系统的运行平稳性。本文以自行设计的中低比转速离心式模型泵为研究对象,将数值计算与试验研究相结合,在相同条件下对解耦前后的模型泵进行测试分析,试图找到单方面水力因素诱发振动的某些特性,本文开展的主要工作和得到的结论如下: 1、采用标准k-ω湍流模型对模型泵内部进行定常及非定常流动的数值计算,揭示了模型泵的非定常压力脉动特性、径向力特性随流量的变化情况,得到泵内蜗壳周围的静压分布规律及叶轮和单个叶片所受非定常径向力所表现出的变化规律,并分析了叶轮流道内流场结构与叶轮所受非定常径向力之间存在的关联。 2、通过试验与模拟的方法获得不同工况下试验泵各测点的压力脉动特性,并将部分测点所得压力脉动试验结果与非定常的数值计算结果进行对比分析,数值模拟得到的压力绝对波动值与试验测得的压力波动值整体具有较为一致的变化规律,测点的压力脉动很大程度取决于流量和所处位置,不同测点受到蜗壳非对称结构及动静干涉作用影响的程度不同。 3、为找到单方面水力因素诱发离心泵振动的某些特性,提出了泵体解耦方案。在相同的试验条件下对解耦前后的模型泵分别进行了振动特性的测试,由此认为机械因素诱发振动的传播途径发生改变对离心泵整体的振动情况具有一定的影响,尤其对诱发的高频振动影响较大。展开相关解耦试验确实在一定程度上减弱了离心泵的机械振动诱因。 4、采用LMS测试系统得到了不同工况下模型泵的振动特性,并划分不同频域段进行对比分析,得到了模型泵解耦前后振动的频域特性及模型泵解耦前后各测点的振动能量随流量的变化情况,认为泵体解耦前后各测点的振动能量差值可用于表征该测点处由机械因素引发的振动能量的组成部分。