核安全三级离心泵数值模拟与试验验证

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会产生一个对叶轮的径 向力 。通过仿真计算可以很方便
地得 出轴 向力与径 向力 。如 图１ ０ 、图１ ｌ 所示为轴 向力与
５
径 向力随流量变化的 曲线 。从 曲线可以看 出轴 向力和径 向力在额定工况附近最小 ，这与设计理念和实际情况都 是相符 的。
２ ． 扬程及效率试验
Ｃ Ｆ Ｄ 效率 曲线 已经考虑容积损失与圆盘摩擦损失 ，可见 Ｃ Ｆ Ｄ 分析性能预测与试验数据整体有较好的吻合度。但
办
试 验标准采用 Ｇ Ｂ ３ ２ １ ６ —２ ０ ０ ５ 回转动 力泵水力性 能 验收试验 １ 级和２ 级 １ 级试验规 范 ；开式试验 台 ，水
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电力通用机械 锄
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预测 了流量一扬程 曲线 ， 流 量一 效率 曲线预测结果 与实 际试验结果吻合度很高 。这 表明 ，基于三维雷诺时均 的
参考文献
［ １ 】 关醒 凡． 现代泵 技术手册 ［ Ｍ】 ． 北京 ：中国宇航 出版
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计提供了依据，在产品设计中占有重要地位。
（ 上接 第５ ３ 页）
表２ 大功率机泵轴承温度对比
设备编号 设备名称 电动机功率 改油雾润滑前推力 改ห้องสมุดไป่ตู้雾润滑后推力
瓜Ｗ Ｐ １ ５ ０ １ ／ １ 脱丙烷塔
进料 泵 Ｐ １ ５ ０ １ ／ ２ 脱丙 烷塔 １ ３ ２ ４ ７ ３ ８
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六 ，结语
１ ）利用Ｃ Ｆ Ｄ 计算流体动力学方法对大连深蓝泵业 有限公司核安全三级离心泵Ｈ Ｂ ４ ５ ０ －５ ７ ０ 的内部流动状
况附近最小 ，这与设计理念和 实际情况都是相符的 ，这 ； 【 ４ 】 李人宪 ． 有限体积 法基础 【 Ｍ］ ． 北京 ：国防工业 出版
表明基于Ｃ Ｆ Ｄ 的流体仿真分析具有多种功能，能为工程 ：
技 术人员提供基础设计数据 ，为 进一步的结构分析和设
社 ，２ ０ ０ ５ ．
［ ５ ］ 王福军． 计算流体动力学分析［ Ｍ】 ． 北京：清华大学出 版社，２ ０ ０ ４ ． ＧＭ （ 收稿 日 期： ２ ０ １ ２ ／ １ ０ ／ ２ ５ ）
示。
４ ． 受力分析
表２ 测试设备
泵 在运 转过程 中由于叶轮 前后 盖板 不对 称会产 生
一
名称 流量计 吸人压力计 出 口压力计 转速计 功率表
规 格 ＤＮ ９ ｏ ｏ Ｏ ． １ ＭＰ ａ １ ＭＰ ａ
０ ． ４
个轴 向力 ，由于螺旋形压水室在径向方向的不对称 ，
【 ３ 】 袁寿其 ，刘 厚林． 泵类流 体机械研 究进 展与展望 ［ Ｊ 】 ．
理论基础，在工程应用中的应用前景广阔。 ３ ）最后还通过Ｃ Ｆ Ｄ 仿真分析，预测了离心泵轴向
力与径向力 ，从 曲线可 以看 出轴 向力和径向力在额定工
排灌机械，２ ０ ０ ７ ， ２ ５（ ６ ）：４ ６ — ５ １ ．
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态进行了数值模拟，通过计算结果分析和与试验结果的 比较，揭示了离心泵内部流动现象和规律。这表明，计
算流 体动 力学方 法验证 离心 泵 内部 流动 状态 的方法 实 用 、方便 、快捷 ，作为一个很重要的辅助设计手段 ，可 以广泛应用干产品设计中 。
是软件在仿真计算小流量点时由于流动太紊乱，计算收
敛性不好 ，导致 扬程预测曲线 在小 流量 点时 与试验曲线 偏 差有所加 大。
温１ ５ ℃，进口管路Ｄ Ｎ ５ ０ ０ ，出口管路Ｄ Ｎ ４ ０ ０ ，测试设
备 见表 ２ 。试 验 电动机 ：３ ７ ５ ｋ Ｗ一 ４ ，试验 现场如 图７ 所
２２ ００
３００ ０
３７ ５ ０
流 照 （ ｍ ， ｈ ）
图１ ０ Ｈ Ｂ ４ ５ ０ —５ ７ ０ 流量一 径向力 曲线
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图７ Ｈ Ｂ ４ ５ ０ —５ ７ ０ 试 验现场
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３ ． 泵的性能曲线预测及误差分析
泵的预 测与试 验性 能 曲线如 图８ 、图９ 所 示 。其 中
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ｌ ３ ２ ０ ２ ２ ０ ０ ２ ６ ４ ０ ３ ０ ｏ ｏ ３ ３ ０ ０ ３ ７ ５ ０ ４ ｏ ｏ ０
流 ￣Ｑ／ （ ｍ ／ ｈ ）
Ｈ Ｂ ４ ５ ０ — ５ ７ ０ 流量—效率 曲线
２ ）在数值模拟离心泵内部流动状态的基础上，还
７ ２伽 Ｗ Ｗ Ｗ
社 ，１ ９ ９ ５ ． ‘
Ｎ —ｓ 方程和标准的湍流模型预测离心泵的性能具有很 １
高的计算精度 ，能够为 离心 泵结 构优化和性能预测提供
［ ２ 】 牟介刚，张生昌． Ｃ Ｆ Ｄ 技术在离心泵设计工作中的应 用［ Ｊ ］ ． 水泵技术 ， ２ ０ ０ ６（ ２ ）：２ ９ — ３ １ ．