基于数值模拟的多级离心泵轴向力平衡研究

【目的】多级离心泵在运行过程中易产生较大的轴向力，严重影响泵的稳定运行，亟需探究切除部分后盖板以平衡轴向力方法的可行性。【方法】基于修正的SST k-ω湍流模型，利用CFX软件对不同流量工况下多级离心泵的内部流动进行了数值模拟分析，得到了在不同流量工况下离心泵的各级前后盖板压力云图。【结果】1）在所研究的流量工况范围内，多级离心泵由于水力损失严重，一开始的效率和功率整体偏低，随着流量不断增大，效率呈先增后减趋势，功率不断增大，扬程曲线为陡降曲线。2）多级离心泵各级前后盖板所受压力从首级开始呈逐级递增趋势，级数越大盖板所承受的轴向力越大，且轴向力的方向均由前盖板指向后盖板。【结论】选择合适的流量工况对于提升多级离心泵的工作效率十分重要。切除部分后盖板，使前盖板与后盖板的面积相近，受力时更加均匀，能够达到平衡轴向力的效果，证明了设计方法的可行性。