磁力泵冷却循环回路的设计及数值模拟

为避免磁力泵温升过高导致永磁体退磁及隔离套损坏,该文对磁力泵冷却循环回路的设计方法进行了探讨,采用ANSYS-APDL软件计算出了隔离套的涡流发热,根据热平衡确定冷却循环流量并设计了冷却循环回路。基于SIMPLEC算法和标准k-ε湍流模型,通过求解三维N-S方程及能量方程,对冷却循环回路内部流场及温度场进行了数值分析。从数值模拟可以看出,冷却循环回路内部流动为圆周运动和直线运动合成的螺旋运动。对比内循环、外循环2种方式表明,内循环方式隔离套底部温升最高、压力较低;外循环方式温度场分布较均匀,最高温升小于10 K,满足设计要求。在冷却循环流量相同的情况下,轴孔孔径在设计尺寸一定范围内波动对外循环方式的冷却效果影响不大,轴孔分别为3、4、5 mm,其最高温升分别为9.2、9.3、9.4 K并且分布基本相同。通过分析不同转速下冷却循环回路的流场、温度场,发现当内磁转子不转动时,流场最高温度达到了386 K,而随着转速的增加最高温度逐步降低,表明增加泵的转速能够促进不同流体层间的热量交换,改善冷却循环回路的冷却效果。该研究可为磁力泵冷却循环回路的设计提供参考。     

离心泵水力诱导激振试验研究

离心泵的水力诱导激振影响泵的安全稳定运行。为了揭示离心泵水力诱导激振特性,以一台单叶片离心泵为试验对象,采用两个垂直布置的涡电流位移传感器测量离心泵空转及抽水时叶轮口环的瞬态位移,获得了叶轮口环瞬态位移的时域图、频域图以及口环位移轨迹图。基于霍尔感应器的键相信息,采用华科水力机械综合测试仪获得了离心泵在不同流量工况的水力诱导激振特性。试验结果表明,离心泵空转及抽水时时域图、频域图相似,波形均为周期性重复的畸变正弦曲线,主频均为叶轮转频,口环位移轨迹图均为畸变的椭圆形,但抽水时口环位移幅值有所减小。离心泵的水力诱导口环位移轨迹图在不同流量工况下均为畸变的椭圆形,在210°~300°之间出现一个突变区域,水力诱导激振在小流量工况显著增强,在额定工况及大流量工况水力诱导激振基本不变。