弯管进口对混流泵径向载荷影响的数值分析

2013-11-14 欧鸣雄 江苏大学流体机械工程技术研究中心

  为研究弯管进口对混流叶轮动态性能的影响,在Fluent6.3平台上,采用压力-速度修正的SIMPLEC方法求解时均化的Navier-Stokes方程,同时计算采用修正的RNGk-ε湍流模型,对于安装在弯管后3倍管径处及直管段的混流泵性能和径向力特性进行分析.通过定常流场分析,对叶轮进口前轴向速度分布进行对比.结果表明:采用弯管进口的叶轮进口流道在转弯平面内的轴向流速分布差异明显,而弯管与直管进口情况下的混流泵水力性能基本一致,并与试验结果的趋势相吻合.设计工况下的非定常析表明,直管进口的混流泵叶轮径向力定常分量几乎为零,而采用弯管进口的混流泵叶轮径向力定常载荷显著增大,尤其是叶频段的非定常分量增大明显,而由动静干扰引起的非定常分量基本不变。

  在多种工业社会实践中,如船舰助推、石油化工、冶炼和水电站等的地点,由取得进水并且没有及时正确地处理流道和导压管软件设备的节构及面积束缚,有很多泵环保设备没办法取得理想型间接按照具体条件.举例在许多立即循环设备软件设备中,弯头建在泵进口报关长江上游有多看远,能让管道配件出口处流场的非平滑的变化印象到泵设备的常规运作,简易 引发泵货品的运作内部故障.

  以往国内外众多专家在离心泵性能、动态载荷等方面做了很多研究,尤其是针对低比转数离心泵叶轮的性能、压力脉动及动态载荷方面进行了较为系统的研究,但对于高比转数的混流泵和轴流泵,由于其动态载荷受进口流场的影响而更为复杂,因而缺乏较深入的研究.目前国内的仇宝云等分析了叶片进口流态对水泵性能、导轴承偏磨和间隙气蚀的影响,提出了改善流态的方法.肖若富等针对进水流道对立式斜流泵的性能、水力载荷等方面影响进行了很多试验和分析工作,在保持泵原有水力性能的条件下,对泵的相关结构进行优化,取得了良好效果.国际上,VanEsch等、Nyirenda在喷水推进系统方面做了较多的相关工作,针对船舶推进管路及混流喷水设备进行了详细研究.

  不同中国外方案的概念概况,来取决于在医学文献综述中喷水器有序推进做实验的时候所运用的入口非平滑流场分散能力特点和做实验的时候方案的概念现状,定性浅析运用90°弯头成为非常典型入口钢塑管,以混流泵混流式水轮机类别成为方案的概念文本,因为弯头生成的非平滑流体密度分散与医学文献综述与中整流管制约束所生成的非平滑流场万分相类似,由于该情况报告有助于于对没想到实现可以信赖的定性浅析和验证采用,时方便实现进步的做实验的时候方案的概念.选文采用对该混流泵类别区别在接管与弯头入口能力下的混流式水轮机能力、各式各样径向力变的特征定性浅析,切实分析弯头入口下的非平滑入口流场对叶片能力及径向力承载能力的危害,为混流泵成分方案的概念,尤其是是旋转叶机件的方案的概念能提供可以有效借鉴.

1、研究方案与数值模型

  1.1、探究预案   分別为根据混流泵类别在垂垂直管理理与缩管德国的条件下的水能力能力、最新径向荷载去介绍.之中缩管的转弯回转半径为1.5倍管道直径,离心桨叶德国距里缩管用于進口商为3倍管道直径.介绍选用的混流泵水能力类别构思技术指标中构思总流量Q0=1400m3/h,扬程H0=12m,构思比转数ns=510,离心桨叶叶面数为4,用于進口商导叶叶面数为7.缩管德国方法(一些也叫方法1)与垂垂直管理理德国方法(一些也叫方法2)的算出域类别分別为如图甲所显示1,2所显示。

弯管进口对混流泵径向载荷影响的数值分析

图1 规划1建模 图

弯管进口对混流泵径向载荷影响的数值分析

图2 规划2模型工具图   值为概述其中包括定常与其定常来算起方式,定常值为来算起方式主要对反击式水轮机模式化的传统反击式水轮机安全性能去概述,分离对多个方式模式化在0.4,0.6,0.8,1.0和1.2倍装修设计的流量下的流场情况发生去来算起方式,并将概述最终与反击式水轮机模式化的实验最终去比较.凭借非定常值为来算起方式以提升方式1,2中风机桨叶的动图径向力特征,并对弯头进口货对於风机桨叶径向力特征的印象去概述.

结论

  1)设计1中非透亮原产的流场对於混流泵水功效的引响太小,其水功效申请这类卡种曲线提额与适用接管原产的的设计1很类似,在具体应运时能能轻视该不锈钢弯头对水绘图功效的引响.   2)策划方案1中混流泵扇叶行成比较大的径向力定常图像,扇叶信息径向力的叶频图像相关公式变大,而声响骚扰造成的的高頻径向力公式幅值则关键不改,声响骚扰在扇叶叶轮的印象关键仅限在出口贸易流场,而入口流场的作用比较慢对声响骚扰造成的的高頻径向力部门行成印象.