液力透平增压泵轴向力数值计算与分析

液力透平增压泵轴向力数值计算与分析

论文摘要

针对用于合成氨脱碳工艺流程的余压能量回收液力透平增压泵的推力轴承设计缺乏数据支撑的问题,采用全流场数值模拟方法,得到了透平增压泵泵侧和透平侧的外特性及其总效率曲线,并给出了两侧中间面、叶片表面和轴向中间面压力分布情况,进而分析了两侧盖板力、叶片力和内表面力及透平增压泵总轴向力变化趋势。结果表明,泵侧轴向力随着流量的增大先减小后增大,透平侧轴向力则逐渐增大;在工况范围内,总轴向力的方向始终指向泵侧,与理论计算得到的趋势一致。研究结果验证了液力透平增压泵只需在透平侧安装推力轴承的可行性,可为液力透平增压泵的推力轴承结构设计提供轴向力数据参考。

论文目录

  • 1 透平泵轴向受力分析
  •   1.1 轴向推力产生原因
  •   1.2 轴向推力分析
  •     1) 泵侧叶轮受力计算
  •       ①盖板外侧受力F1p
  •       ②前盖板外侧受力F2p
  •       ③叶轮叶片表面受力F3p
  •       ④叶轮进口压力产生的力F4p
  •       ⑤泵侧进口工质动量变化所导致的轴向推力F5p
  •     2) 透平侧叶轮受力计算
  •       ①后盖板外侧受力F1t
  •       ②前盖板外侧受力F2t
  •       ③叶轮叶片表面受力F3t
  •       ④叶轮出口压力产生的轴向推力F4t
  •       ⑤透平侧进口工质动量变化产生的轴向推力F5t
  • 2 数值模拟
  •   2.1 数值模型及计算区域
  •   2.2 数值模拟计算方法
  •   2.3 流域网格划分
  •   2.4 求解控制参数及边界条件
  • 3 数值计算结果及分析
  •   3.1 液力透平增压泵外特性分析
  •   3.2 流场数值计算结果及分析
  •     3.2.1 内部流场压力分布结果及分析
  •     3.2.2 轴向力预测及分析
  •     3.2.3 液力透平增压泵总轴向力预测及分析
  • 4 结 论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 纪运广,李啸宇,陈勃同,崔洪斌,李洪涛,薛树旗

    关键词: 流体机械及流体动力工程,液力透平增压泵,轴向力,全流场,数值模拟

    来源: 河北工业科技 2019年03期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 无机化工

    单位: 河北科技大学机械工程学院

    基金: 河北省高层次人才资助项目(E2016100006),河北省留学人员科技活动择优资助项目(CL201607),2017年河北省引进国外智力项目,石家庄市重点研发计划项目(181260164A)

    分类号: TQ113.2;TQ051.21

    页码: 189-195

    总页数: 7

    文件大小: 3578K

    下载量: 111

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