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【论文精选】多级离心泵平衡鼓间隙大小影响泵运行稳定性

作者:卡卡  来源:www.kjpump.cn  更新时间:2020-03-17 17:27:47  点击次数:

  【论文精选】多级离心泵平衡鼓间隙大小影响泵运行稳定性

  《农业工程学报》2019年第35卷第2期刊载了兰州理工大学钱晨、杨从新、富友、张扬和侯凯文的论文——“平衡鼓间隙对首级叶轮前泵腔压力及多级泵轴向力的影响”。该研究由甘肃省自然科学基金项目(项目号:061707)等资助。

  多级离心泵轴向力过大直接影响其运行稳定性,平衡和减小轴向力是目前研究多级离心泵的重要课题之一。平衡鼓由于不与静止件直接接触,其运行可靠性较高,被广泛应用在节段式多级离心泵轴向力平衡机构中。在平衡鼓运行过程中,由于长期受到液体的碰撞或摩擦,平衡鼓产生磨损,间隙增大,使平衡鼓间隙泄漏量逐渐增大。而平衡鼓间隙泄漏流通过平衡腔底部的平衡管与吸水室相连,其间隙大小对首级叶轮前泵腔进口流量产生影响,引起首级叶轮前泵腔压力的改变。

  该文以兰州某石化公司助剂厂使用的高压双壳体11级节段式多级离心泵为研究对象,利用FLUENT流体计算软件,对0~0.5 mm平衡鼓间隙的多级泵进行了全流场数值计算,首先将模型泵的性能曲线、平衡管的压力和流量曲线与试验泵进行了对比,验证了数值方法的可靠性。

  其次研究了平衡鼓间隙对的首级叶轮和整个叶轮轴向力的影响;最后分析了无量纲化的残余轴向力(即止推轴承承受轴向力)与无量纲化的平衡鼓间隙面积的关系。此研究结果可为多级泵平衡鼓设计提供参考

  结果表明:首级叶轮前泵腔中的漩涡区是腔体内压力变化的主要原因。当平衡鼓间隙由0增大到0.5 mm时,首级叶轮的轴向力在间隙为0时最大,在间隙为0.3 mm时最小,其最小值为最大值的20.6%;整个叶轮所受轴向力随着平衡鼓间隙增大呈先减小后增大的趋势。无量纲化的平衡鼓间隙面积大于0.0066时,由于平衡鼓前后压差较小,已无法有效平衡轴向力,在此范围轴承发生断轴的风险较大。

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