排灌机械工程学报
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排灌机械工程学报  2017, Vol. 35 Issue (10): 842-848    DOI: 10.3969/j.issn.1674-8530.16.0182
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五级离心泵叶轮径向不平衡力
谢荣盛1,2, 汤方平1, 李帅领3, 石丽建1, 杨帆1
1.扬州大学水利与能源动力工程学院, 江苏 扬州 225009; 2.浙江水利水电学院机械与汽车工程学院, 浙江 杭州 310018; 3.大同市赛诚机车设备有限责任公司西安分公司, 陕西 西安 710045)
Crosssection unbalanced force amongimpellers of fivestage centrifugal pump
XIE Rongsheng1,2, TANG Fangping1, LI Shuailing3, SHI Lijian1, YANG Fan1
1.School of Hydraulic Energy and Power Engineering, Yangzhou University, Yangzhou, Jiangsu 225009, China; 2.School of Machine-ry and Automobile Engineering, Zhejiang University of Water Resources and Electric Power, Hangzhou, Zhejiang 310018, China; 3.Datong Saicheng Locomotive Equipment Co.Ltd., Xi′an Subsidiary, Xi′an, Shaanxi, 710045, China
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文章导读 null
摘要 为探讨多级离心泵在侧向来流及高速旋转下叶轮之间的影响,针对某5级离心泵展开研究.基于标准k-ε紊流模型、雷诺时均N-S方程和Frozen 交界面模型,运用大型商用CFD软件对1台5级离心泵装置进行了三维流动数值模拟研究.计算结果表明:同流量工况下除首级叶轮外随着叶轮级数的增加,叶轮室进口断面的涡量、径向不平衡力也随之增大,增幅变小;不同工况下随着流量的增大,各级叶轮进口涡量相应增大,叶轮径向不平衡力减小;侧向进水的吸入段影响了首级叶轮及后面各级叶轮的速度分布,进而影响到叶轮通道内部的压力分布,最终引起多级离心泵各通道内流场不对称,进一步引起各叶轮的受力不均;后面叶轮各叶片表面的压力分布之间差别大于前面叶轮叶片,这是径向不平衡力分布差异的主要原因.对比数值计算和试验结果,计算结果整体偏大,在设计工况下比小流量工况吻合要好,扬程误差最小值1.78%出现在设计工况下,最大值7.17%出现在小流量工况下.计算结果能为多级离心泵的设计与装配提供较好的指导意义.
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作者相关文章
谢荣盛
汤方平
李帅领
石丽建
杨帆
关键词多级离心泵   叶轮   数值模拟   涡量   流场     
Abstract: In order to research the effects among impellers under the lateral flow condition and high rotating speed of the multistage centrifugal pump,a fivestage centrifugal pump serves as the study object. Based on the standard k-ε turbulent model and Reynolds Averaged Navier-Stokes equation, the hydraulic performance of the multistage centrifugal pump is simulated with the commercial CFD software. The result shows that as the stage of blade increases, the vorticity at the inlet of the pump and the unbalanced force among impellers increase, and the growth rate decreases under the same flow condition. [JP2]As the flow rate increases and the vorticity increases and the radial force decreases. The suction casing with side inlet has an effect at the velocity distribution at the inlet of all the impellers, thus inducing the flow field and pressure distribution to be asymmetric, and causing the force of each impeller to be different. Comparing the model test with the simulation result, the simulation result is bigger than the model test. The simulation result matches the model test better under the design flow condition than under the low flow condition. The minimum deviation is 178% and the maximum is 717%. The result is of guidance significance for the design and assemble of multistage centrifugal pump.
Key words:   
收稿日期: 2016-08-07;
通讯作者: 汤方平(1964—),男,浙江金华人,教授,博士生导师(通信作者,tangfp@yzu.edu.cn),主要从事泵装置多学科优化设计及流体机械设计研究.   
作者简介: 谢荣盛(1987—),男,湖北荆州人,博士生研究生(xrszilan21@163.com),主要从事泵站工程的研究.
引用本文:   
谢荣盛,,汤方平等. 五级离心泵叶轮径向不平衡力[J]. 排灌机械工程学报, 2017, 35(10): 842-848.
XIE Rong-Sheng-,,TANG Fang-Ping- et al. Crosssection unbalanced force amongimpellers of fivestage centrifugal pump[J]. Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engin, 2017, 35(10): 842-848.
 
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