低比转速离心泵动静干涉压力脉动特性研究
2021-11-17郭嘉陶仁和翟璐璐高峰
化工设备与管道 2021年3期
郭嘉,陶仁和,翟璐璐,高峰
(1. 浙江省机电设计研究院有限公司,杭州 310051;2. 浙江理工大学,杭州 310018)
低比转速(ns≤80)离心泵具有流量小、扬程高等特点,广泛应用于石油化工、煤化工、制药及航空航天等领域[1]。此类离心泵结构复杂,流道内压力脉动规律复杂,特别是由叶轮与导叶非定常时序干涉引起的压力脉动是作用于转动部件上周期性流体激振力的重要诱因,是影响此类泵转子系统振动特性及稳定运行的重要因素。随着计算流体技术及试验技术的发展,国内外开展了不同比转速离心泵叶轮流道、蜗壳流道及导叶流道内的压力脉动特性及相关流体激振力特性研究[2-9]。针对离心泵叶轮-隔舌动静干涉区域,Asim 等[10]与Chalghoum 等[11]基于数值计算方法,开展了不同离心泵动静干涉区域压力脉动及其对蜗壳内压力脉动的影响研究,揭示了靠近隔舌区域的二次流动对蜗壳内流动特性产生影响。然而,针对低比转速离心泵叶轮-导叶动静干涉区域内压力脉动特性的数值计算与试验研究较少,尚未揭示不同工况下此区域内压力脉动特性变化规律。
本文以某型号低比转速离心泵为研究对象,开展了不同流量及进口预旋工况下的离心泵非定常数值模拟,得到不同工况的离心泵内压力脉动时域与频域特性,并通过离心泵外特性与压力脉动试验,验证了数值计算的准确性。
1 计算模型与边界条件
本文的研究对象为低比转速离心泵,其设计参数为如表1。如图1a 所示,模型泵水力模型包括诱导轮、叶轮、导叶及蜗壳等主要流域及盖板间隙、环形密封间隙等间隙流域。……
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