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            高溫高壓泵葉輪的研究

            來源:未知作者:盛瑞高壓泵發表時間:2017年04月17日 13時33分39秒

            葉輪作為髙溫高壓泵的主要動力元件,其葉型、葉片數以及葉輪的強度等對泵的正常運行和性能起著至關重要的作用,因此對高溫高壓泵葉輪有必要深人研究。研究表明,壓水室一定時,適當增大葉輪出口寬度,可擴大泵的高效范圍。為了探知葉輪能量與葉片厚度的關系,楊敏官等㈣利用理論分析和數值模擬的方法進行分析,發現隨著葉輪葉片厚度減薄或者葉片最厚位置由進口向出口移動時,最高效率值有所增大且高效點向大流量工況偏移;當葉片最厚處在靠近進口邊約1/3處時,葉輪水力效率值最大。
            高溫高壓泵的軸向力問題也是不可忽視的。為了研究葉輪平衡孔對于髙溫高壓泵的作用效果.沙玉俊等利用數值模擬技術對泵葉輪有無平衡孔進行對比分析。根據壓力分布,可知平衡孔存在時由于減小了其周圍的壓力從而達到了減小軸向力的目的,但增加了容積損失和湍動能。通過流線分布(如圖)可知平衡孔對葉輪內流體的流態影響并不大。因此為平衡高溫高壓帶來的軸向力,平衡孔是有必要的。
            對葉輪進行優化設計的同時,葉輪的強度問題研究也不可小視。李穎以核主栗葉輪為模型進行應力分析,發現葉輪根部受到較大的應力作用,尤其是根部中間位置;溫度對于葉輪影響較小,但是高溫的長期作用將嚴重影響到葉輪材料的抗疲勞性能,降低葉輪的疲勞壽命。通過Fe-safe軟件對葉輪進行疲勞分析,驗證了結構上發生應力集中的部位通常是疲勞壽命值最低的部位這一理論。因此在進行結構設計時應對易發生應力集中的部位采取有效的預防措施。

            周溫局壓栗的壓水室
            高溫高壓泵的壓水室是主要承壓部件,其水力模型及結構對泵的性能影響至關重要,其承壓狀況對泵的安全運行息息相關。
            壓水室擴散管位置、截面形狀、擴散管形狀的不同對泵性能有著不同的影響。研究發現,相對于中心出口,側邊出口時泵的水力性能更好一點,但中心出口利于承壓和安全運行,基于核主泵的安全運行而選擇中心出口;隨著蝸殼喉部面積和進口寬度的增大,小流量區蝸殼中更易產生回流,使揚程降低,高效區向大流量偏移;分析發現半球形截面相對于扁球形截面流動損失更小,圓臺形擴散管的性能要優于圓柱形M。改變常規導葉使其旋轉些許度數(導葉非均布),可減少流動沖擊與損失,提高流動效率。
            導葉數與葉輪葉片數的匹配對泵的性能影響很大。為探究高溫高壓泵導葉與葉輪的匹配性對其水力性能的影響以及尋求最優匹配數,王文杰等基于CFX軟件對于導葉與葉輪的匹配進行了預測。研究發現導葉與葉輪的匹配性對余熱排出泵的水力性能影響很大且兩者相互影響,導葉對小流量和大流量工況下性能的影響比對設計工況的影響程度高,提議在設計時應仔細考慮兩者的匹配性楊從新等|2"利用Fluent軟件對以核主泵為原始模型的三個模型泵進行了葉輪與導葉數的匹配對比分析,結果表明最傳的導葉葉片數位于葉輪葉片數的2倍附近,t[兩數互質時泵的水力性能達到最優。
            謝蓉、張明柱等對泵的壓水室也進行了大ft的研究,并取得了一些成果。從強度方面對壓水室進行分析,董亮等針對冶金用高溫高壓泵的泵體強度,利用數值模擬得到泵體應力分布,各支承部位的應力較大,高溫高壓條件下,泵體溫度梯度較大位置應力較大。王巖等通過對余熱排出泵的泵體進行熱沖擊計算,發現不同區域的結構強度不同,提議對強度較弱處進行優化設計以延長其壽命。

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