任映霖 李 帅 王 威 李启行

（北京化工大学 高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室）

离心泵是一种以叶轮为核心部件的旋转式流体机械，是石油化工、航空航天及船舶等领域的重要组成设备。离心泵运行时产生振动的原因有多种，其中不平衡质量和流体激励是引起泵转子与壳体振动的主要因素。

在离心泵运行过程中，其非定常流动时刻存在，其中在叶轮与蜗壳之间的动静交界面处压力波动比较剧烈，易出现干涉现象，影响了内部压力脉动瞬态特性［1］，进而引发泵体的结构振动［2］。叶轮和导叶的匹配特性往往对压力脉动起主导作用，针对不同导叶型式的离心泵，在变流量和变转速实验中，可以验证离心泵内的压力脉动、作用在叶轮上的流体激振力、蜗壳内的压力值与泵轴的振动位移之间的相关性［3］。实验和仿真表明流体激振力主要来自叶轮表面的径向力。针对径向力产生的原因，黄思和吴玉林对单级蜗壳式离心泵全三维流场进行了数值计算，发现叶轮各通道的流量、流速及压力分布等表现出明显的非对称性，由于非对称的存在导致了较大的径向力［4］。JIANG W等对带导叶离心泵进行数值模拟和实验研究，得到作用在离心泵叶轮上呈周期性变化的流体激振力，结果表明，导叶越靠近蜗壳隔舌，叶轮上流体激振力越大［5］。在对激振力进行简化时，BARRIO R等通过仿真及实验验证了离心泵在非设计工况运行时，作用在叶轮上的流体激振力非定常分量约占平均量的40%～70%［6］。……