涡动下高速离心泵的内部流动特性研究

袁建平， 沈陈栋， 刘　君， 付燕霞， 周帮伦

(国家水泵及系统工程研究中心，江苏 镇江　212013)

涡动下高速离心泵的内部流动特性研究

袁建平， 沈陈栋， 刘君， 付燕霞， 周帮伦

(国家水泵及系统工程研究中心，江苏 镇江212013)

引起高速离心泵振动的原因很多，其中一种是由于流体作用力导致叶轮发生偏心转动，即“涡动”引起的高速离心泵的振动。为了探讨涡动情况下高速离心泵内部流场特性，以高速离心泵为研究对象，给定了三种流量、四种偏心距以及六种涡动频率比组成的不同方案，应用CFX软件对高速离心泵的内部流动进行定常数值模拟，研究了涡动频率比、偏心距对高速泵内部流动的影响。结果表明：在1.0Qd设计工况点，偏心距越小，叶片进口低压区面积越小；在0.6Qd小流量工况点，当涡动频率比小于0时，随着涡动频率比的减少，旋涡的个数逐渐增加，旋涡的面积增大；在1.7Qd大流量工况点，当涡动频率比小于0时，随着偏心距的增大，旋涡的个数增加，旋涡区面积增大；在1.0Qd设计工况点，切向力Ft受涡动频率比以及偏心距的影响很小，且随着流量的变化，它在x轴、y轴、z轴分力的方向均会发生变化。

高速离心泵;数值模拟;流场分析;流体力;涡动频率比

近年来，离心泵向着高速化、大型化、结构轻巧化的方向发展，其通用性强，使用量约占离心泵的20%。然而离心泵在高速旋转时，转子系统常常发生剧烈振动，振动会导致零件磨损，降低离心泵的效率以及使用寿命，产生噪声，严重时可能使转子失稳造成事故[1-2]。……