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不同方案下水泵原理应用

无论正交优化方案还是优化公式设计方案,模型泵在额定工况点均达到设计要求,与原始设计方案相比,扬程曲线斜率变大;正交优化方案和优化公式设计方案的扬程-流量曲线和效率-流量曲线在全流量范围内趋势相近,相差不大;但与正交优化方案相比,优化公式设计方案的模型泵最大功率值降低了2.64%,并且功率达到极大值后迅速下降,无过载特性非常显著,ca88手机版厂根据模型泵参数进行对比发现,包角对实现无过载性能发挥主要作用,与正交试验极差分析结果相一致。确定优化公式设计方案是模型泵最终优化方案。

图1:原型泵D450-60-10性能曲线

原型泵D450-60-10性能曲线

平衡装置的合理设计可以确保叶轮轴系在工作中总的轴向力为零,对应的平衡装置工作状态与所需平衡轴向力的大小直接相关。因此在进行低温潜液泵轴向力平衡装置的设计时,必须先确定所需要平衡的轴向力。

将作用在平衡装置旋转件表面的方向沿轴向的合力定义为平衡装置产生的平衡力,叶轮轴系上其余方向沿轴向的合力定义为需要平衡的轴向力。

ca88手机版厂所研究的低温潜液泵的基本结构及各级静压分布如图2所示。

图2:低温潜液泵结构及静压分布示意图

低温潜液泵结构及静压分布示意图

表1:低温潜液泵设计参数

理论流量 (m3.s-1)

转速AI (rmin1)

泵入口压力P, (MPa)

设计扬程 (m)

泵级数

叶轮轴系重 力 G(N)

0.0262

2970

0.4

300

3

700

低温潜液泵为立式泵,三级叶轮串联在转轴上且与转轴固定连接,前两级叶轮结构相同,末级叶轮为平衡装置的组成部分,特点为后密封环半径n大于前口环半径r。固定平衡盘端面外径和内径,将末级叶轮背面半径范围为的环形表面作用的轴向力定义为平衡力,ca88手机版叶轮轴系上其余方向沿轴向的合力定义为需要平衡的轴向力Fz。


在工作过程中,需要平衡的轴向力可以划分为以下几个分力:叶轮前后盖板外表面压力分布不相同产生的轴向力K、动反力F2、轴肩和轴端等结构因素引起的轴向力、转子重力G。


通过可变的轴向间隙调节平衡腔内流体压力,从而改变平衡力使轴向力达到平衡状态。低温潜液泵的整体结构设计与普通离心泵不完全相同,平衡装置结构设计需要考虑的问题也更多。杲轴相当于外伸悬臂梁,应减小其外伸长度,来增大转动的稳定性,因此需要尽量减小平衡装置的轴向尺寸。


普通平衡装置虽然可以正常平衡叶轮轴系的轴向力,但是仍然有可以改进的地方,比如通过平衡装置的泄漏率较大,受扰动时平衡盘存在贴合的可能。


在普通离心泵平衡装置的基础上,对低温ca88手机版的平衡装置提出以下几点设计及优化目标:

1、有可靠的轴向力平衡能力,且当轴向力发生变化时,能快速达到新的平衡状态;

2、内部流体流动状态稳定,不能出现温度、压力的变化导致介质出现气化;

3、在满足润滑轴承、冷却电机的前提下,平衡装置的泄漏率应控制在低水平,以提高泵的效率;

4、工作时,平衡装置有较大的轴向刚度,保证稳定性高。


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点击次数:  更新时间:2018-03-14 11:33:17  【打印此页】  【关闭