基于CFD的离心泵浮动叶轮平衡腔压力数值分析与验证

平衡腔内的压力分布是浮动叶轮实现轴向力自动平衡的关键所在。引用加大后的叶轮后密封环直径和叶轮平衡孔的面积这2个重要设计参数,建立不同参数组合下的3BA-6单级单吸离心泵三维模型,运用CFD理论对其进行数值模拟,得到平衡腔内的压力分布,并进行轴向合力计算与平衡分析,同时在水泵开式试验台上实测平衡腔内的压力。结果表明:当水泵工作流量位于0.002~0.006 m3/s这一区域时,取k=1.2,A=7.07 mm2,水泵可以通过采用浮动叶轮来实现其轴向力的平衡。平衡腔内压力p为相应工况下扬程的13%~20%。模拟值与实测值吻合较好,验证了数值方法的正确性。运用CFD技术,通过参数的改变,找到*设计方案,为其结构设计提供重要的实践指导意义。

离心泵有立式、卧式、单级、多级、单吸、双吸、自吸式等多种形式。其主要的工作原理有：离心是物体惯性的表现。比如雨伞上的水滴，当雨伞缓慢转动时，水滴会跟随雨伞转动，这是因为雨伞与水滴的摩擦力做为给水滴的向心力使然。但是如果雨伞转动加快，这个摩擦力不足以使水滴在做圆周运动，那么水滴将脱离雨伞向外缘运动。就象用一根绳子拉着石块做圆周运动，如果速度太快，绳子将会断开，石块将会飞出。这个就是所谓的离心离心泵就是根据这个原理设计的。高速旋转的叶轮叶片带动水转动，将水甩出，从而达到输送的目的。