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广一泵丨核主泵数值计算结果与分析

更新时间:2016-08-08 13:55:56 浏览次数:36次
区域: 东莞 > 其他 > 其他周边
来源:商家
供求:转让
类别:化工
成色:全新
价格:1000 元
为了便于后处理,更好的分析两种方案核主泵过流部件流场的特点,建立两个垂直于旋转轴的等值面A-A和B-B。其中A-A截面贯穿叶轮、导叶和泵壳,用来分析泵内流体能量变化和静布规律。B-B截面是类球形压水室的中心断面,用来观察压水室内流体的流动状况。
图1是方案1和2的A-A断面总布图。总压的分布反映了泵内能量的变化。图中可见,两方案总布有一定相似性。从叶轮轮毂到叶轮轮缘,泵内总压不断升高,这是因为叶轮是高速转动部件,其旋转产生的离心力对泵内流体做功,且离心力随着半径的增加而增大,广一泵内总压值在叶轮出口处达到大值。流体经过导叶流道时泵的总压值有所下降,这是因为导叶是静止部件,由于流体在导叶流道中的冲击及摩擦损失,致使总压(能量)降低,流体流经泵壳时,由于等截面球形压水室不利于流动,球壳内部的回流,冲击,摩擦导致进一步的能量损失。
图1和图2(方案1)中,在出流管尾部形成了一个较大范围的低压区(圈注处)。因为叶轮逆时针旋转且出流管中心设在轴线,不可避免的导致了圈注区的脱流现象。由于脱流现象产生的局部低压,导致高压流体向低压区流动,产生了回流。图3(方案1)中可以清楚的看到出流管内的漩涡(回流)。而采用锥形出流管,出流管处的回流得到了明显的抑制,图1和图2(方案2)中可以看到锥形出流管处压力分布更加均匀,图3(方案2)中可以看到出流管尾段速度矢量分布相对于方案1更为均匀。
图2是方案1和2的A-A断面静布图。静压的分布反映了泵内流体能量形式的变化。由图可见,两种核主泵的静布也有一定相似性。随着半径的增大,广一水泵内静压值也逐渐增大,这是因为从叶轮到压水室流道逐渐扩张,泵内的速度能不断转化为高品质的压力能。因此虽然压水室致使主泵总能头有所损失,但速度能的降低减少了后续流动的速度损失,提髙了整机的性能。
图3是方案1和2的B-B断面(类球形压水室中心断面)出流管与压水室连接处速度矢量分布图。图中可见,两种方案流体流动在隔舌处都有一定的冲击现象发生,局部出现回流,这是等截面压水室的弊端。实际上,因泵壳耐压及制造、加工要求,核主泵出流管中心设在轴线对流体流动是不利的。与圆锥形出流管相比,圆柱形出流管对流体的约束能力较差。图中除了隔舌处的冲击现象外,压水室出口处(见图3方案1)有一个巨大的漩涡,回流现象十分明显,采用圆柱形出流管结构会导致流体流出压水室时的能量损失,使得泵扬程降低,效率下降。而采用圆锥形出流管时,压水室出口回流现象得到了明显的抑制。从速度矢量分布图可以看出圆锥形出流管出口处速度矢量方向变化相对平顺,冲击和漩涡较小,泵效率提高。
广一泵业从CFD数值模拟结果不难看出,尽管核主泵采用类球形等截面轴线中心出流压水室结构不利于泵内流体流动,但采用圆锥形出流管后可以部分改善泵内流体流动,使核主泵运行性能有所提高,也是现有核主泵压水室所采用的结构方案。
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