为了阐明不同末级密封间隙值变化对自平衡多级离心泵性能及其流动特性的影响,以某型号的自平衡多级离心泵为研究对象,基于泵的几何参数,建立4组不同末级密封间隙值的匹配方案,通过CFD软件对不同方案进行全流场数值模拟,并与试验结果进行对比分析。研究结果表明:随着末级密封间隙值的增加,不同工况下整泵的扬程和效率逐渐减小,泵高效点向小流量点偏移;同时在设计工况下,低压区从首级泵腔向次级泵腔移动,次级泵腔的压力梯度明显,而首级泵腔的压力梯度减弱,导致泵的首级轴向力不断增大,次级轴向力先减小后增大,总轴向力大小增加,方向指向首级叶轮进口。 布置的每一级结构均相同，为简化研究和突出重点，本文选取只包含对称布置的首级和次级在内的两级离心泵进行数值模拟研究和测试，且不予考虑叶轮前后口环的影响。根据泵的几何参数，如图1所示，在三维软件中进行泵过流水体部件的全流场建模，计算区域由首级和次级进水段、首级和次级叶轮、首级和次级泵腔、首级和次级导叶、过渡管、出水段及末级密封间隙11个水体组成。图1全流场计算模型为了研究不同末级密封间隙值对自平衡多级离心泵性能的影响，选取4种末级密封间隙值方案，分别为b=0.25，0.5，0.8，1mm本文由公司网站网站采  转摘采集转载中国知网整理!  http://www.kuoguanji168.com/，如图2所示。图2末级密封间隙结构示意2.2网格划分兼顾考虑计算资源和保证计算结果的精度可靠，将全流场三维模型导入ANSYSmeshing软件中，采用混合网格划分方案，即对末级密封间隙部位进行如图3所示的六面体结构网格划分。图3末级密封间隙结构化网格叶轮与泵腔间的交界面定义为动静耦合交界面，其余水体之间的交界面定义为相对静止耦合交界面，其中泵腔水体内表面与叶轮前后盖板接触面设置为旋转面，离心泵性能的影响-电动数控滚圆机滚弧机倒角机张家港全自动滚圆机滚弧机旋转速度大小与方向均与叶轮相同，采用高精度求解格式，收敛精度设置为10-5。在迭代计算的过程中，当泵进出口监测面上的总压差变化稳定后可认为计算达到收敛。4计算结果与分析4.1外特性试验验证为了验证数值计算方法的可靠性本文由公司网站网站采  转摘采集转载中国知网整理!  http://www.kuoguanji168.com/，在某公司的水泵开式试验台上进行两级模型泵的外特性测试，得到不同工况下流量-扬程、流量-效率计算和试验曲线的对比，如图4所示。在设计点流量46m3/h处，扬程计算值为116.8m，扬程试验值为111.4m，相对误差4.8%，效率计算值为60.4%，效率试验值为58.5%，相对误差3.2%，均在精度范围以内。虽然在个别小流量工况点下的扬程和效率计算值与测试值存在一定的偏差，主要是因为数值计算仅仅是考虑泵的水力损失，没有涉及泵支撑轴承等处的机械损失。但总体来说，在整个流量范围内数值计算的流量-扬程和流量-效率曲线变化趋势能够试验曲线较好地吻合，说明本文采用的数值计算方法能够对所研究的自平衡多级离心泵进行较准确的性能预测，为末级密封间隙变化对泵性能的影响提供准确可靠的研究方法。图4泵外特性计算值与试验值对比4.2末级密封间隙变化对泵外特性的影响图5为设计工况下不同末级间隙值b对泵外特性的影响。由图可以看出，设计工况下泵的效率随着间隙值的增大而减小，当间隙值增大到0.8mm时，此后的泵效率曲线下降趋势变缓；当间隙值达到1mm时，泵效率从最高点的59.7%下降到57.8%，减小了1.9%，泵扬程也随着间隙的增大而呈明显下降趋势，扬程从最高点的103.9下降到102.7，减少了1.2m，说明末级密封间隙对设计点工况?离心泵性能的影响-电动数控滚圆机滚弧机倒角机张家港全自动滚圆机滚弧机本文由公司网站网站采  转摘采集转载中国知网整理!  http://www.kuoguanji168.com/