离心泵叶轮密封环泄漏容积损失的研究

本文以离心泵的叶轮密封间隙为研究对象,采用理论分析、数值模拟和试验研究相结合的方法,分析了离心泵叶轮内部的流动状态,并深入探讨了叶轮密封的间隙尺寸以及结构对离心泵泄漏容积损失的影响。主要开展的研究工作及成果如下:1.建立数值分析模型。采用Pro/E三维建模软件,建立IS80-65-160单级单吸离心泵的几何模型;然后在ICEM CFD软件中划分网格;再借助CFD数值分析软件FLUENT以及CFX,选择离散化方法,进行IS80-65-160单级单吸离心泵的内部流场分析。2.叶轮密封环密封间隙大小的研究。结合已有的叶轮密封环径向尺寸间隙范围,本文将选取0.15、0.20、0.30、0.50、0.70mm这五个径向间隙值建立模型,运用网格划分软件细划模型网格,设置边界条件后,通过CFX模拟分析不同径向间隙时,两侧的压差情况以及间隙处的流体流动状态。根据间隙对离心泵容积损失所产生的影响,归纳出较为合理的径向间隙尺寸选择范围,使泄漏容积损失尽量减小。3.叶轮密封环密封间隙长度的研究。叶轮密封环间隙泄漏量计算方法受径向间隙、间隙长度以及间隙两侧压差等诸多因素影响,存在一定的量化关系。一般的口环长度选择范围为10~15mm左右,故对于密封环间隙长度暂时选择8、12、16、24、32mm这五个值进行建模。将对叶轮密封环及其两侧建立物理模型,并设置合理的边界条件及数学模型,再利用CFD软件分析密封环两侧的流动状态,进而了解两侧的压差情况,为叶轮密封环泄漏量计算方法的研究提供参考。4.新型密封环结构阶梯型的研究。为了得到更好的密封效果,选取阶梯型的密封结构进行数值模拟,设计了五种不同的方案,并与传统的模型泵进行比较,验证阶梯型方案的合理性。5.试验研究。简单的介绍了试验装置以及试验方法,在试验台对方案3进行了试验,将得到的结果与数值模拟的结果进行对比分析。通过分析说明CFD数值模拟具有较好的精确度和准确性,对课题的研究有很高的参考价值。同时得出了阶梯型叶轮密封环对提高泵效率有一定的作用,并用理论数据给出了解释。

离心泵; 叶轮密封环; 间隙; 数值模拟; 试验研究;

牟介刚; 郑水华;

TH311

157772287K
在线咨询 用户反馈