离心泵变工况流场分析与叶轮流体激振力研究

"离心泵变工况流场及叶轮流体激振力研究 (2008年)" 本文是一篇工程技术领域的学术论文，主要探讨了离心泵在不同工作条件下流场特性和叶轮受到的流体激振力。离心泵在实际应用中往往需要在设计工况之外运行，这可能导致性能下降、振动加剧和噪声增加，因此对非设计工况下的流体力学特性进行研究至关重要。 作者刘占生、刘全忠和王洪杰运用先进的计算流体动力学（CFD）方法，对离心泵的三维流场进行了定常和非定常计算。他们特别关注了蜗壳内的压力分布，这是影响泵性能和稳定性的重要因素。通过这些计算，他们分析了叶轮在不同工况下的稳态和瞬态作用力。 研究表明，稳态作用力的计算值与实验数据有较好的吻合性。当离心泵偏离设计工况时，稳态作用力显著增加，这可能会导致叶轮和泵壳之间的应力增大，进而影响泵的寿命和效率。而瞬态作用力，即由叶轮和隔舌间的交互流动产生的周期性力，其变化频率与叶片通过频率一致，并且随着流量的增大，其幅值明显增加。这种瞬态作用力的增强可能加剧泵的振动和噪声问题。 为了更深入地理解这些作用力，研究人员还采用了滑移网格技术，这是一种先进的数值计算方法，能够更好地模拟流体与固体边界间的相对运动。通过对稳态和瞬态作用力的细致研究，可以为离心泵的流固耦合振动分析提供理论基础，从而有助于设计出更高效、更稳定的离心泵转子系统，实现减振降噪的目标。 这项研究为离心泵在变工况下的性能预测、优化设计和故障诊断提供了重要的理论依据。通过改进计算方法和深入研究流体动力学特性，有望提升离心泵的工作效率和可靠性，降低运行中的振动和噪声问题。这对于工业生产和环境保护具有重要意义。