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肯富来水泵在运转过程的内部压力分布

[ 时间:2018-03-10 来源:http://www.kenflor.com 作者:佛山肯富来水泵厂 点击: ]

如下图所示为泵在运转过程的内部压力分布图,从图中可以看出泵的吸油区域在吸油过程中并没有出现负压,说明其并没有汽蚀。当柱塞处于压缩行程时高压柱塞腔通过配流副油膜将压力传至吸油区,吸油区的压力会有所提高。当柱塞结束排油行程开始吸油行程时,由于柱塞腔还位于配流盘腰型槽过渡区,柱塞腔的压力会急剧降低而产生一定的负压。

图1:水泵运转过程的内部压力

水泵运转过程的内部压力

泵在7000r/min的转速、斜盘倾角为19°的条件下的内部流场压力分布图,泵的运行方向为逆时针方向运行,红色区域为高压油区,柱塞从低压油区运行至高压油区。

 

叶轮泵(离心涡轮泵)是一种量大面广的机械设备。由于应用场合、性能参数、输送介质和使用要求的不同,佛山肯富来水泵厂的离心泵品种及规格繁多,结构形式多种多样,转速高。

图2:离心涡轮

离心涡轮

离心涡轮系是由叶轮、构成唳入室和压出室的泵壳等过流零部件,以及密封、轴向力平衡、转子支承和传动等辅助工作机构组成的,有的泵还设有叶轮叶片调节机构。

 

液压泵是系统中容易产生气穴的部位。因为泵的吸油口往往是系统中压力最低的部位,易使空气离散。液压泵产生气穴现象时,供油量显著减小,甚至会使供油中断,严重的气穴现象引起系出口压力的急剧变化而产生振动,还可能使接头松动脱落和出口导管破裂。

 

考虑到柱塞泵的特殊应用场合,为了实现减重、减小占用空间的要求,高转速柱塞泵设计时常在泵的吸油口设置一离心涡轮,离心涡轮集成到柱塞泵中,相当于把离心叶片泵嵌入到柱塞泵中,使其成为柱塞泵的一部分。离心涡轮由泵的主轴驱动,其增压的幅度随泵轴的转速变化而变化。

 

对于有限叶片数涡轮,计算理论扬程需要考虑出口滑移,对于不同的滑移系数cx定义其对应的理论扬程计算公式也不一样。对离心泵而言,现有的滑移系数计算公式主要包括斯托道拉公式、威斯奈公式、普夫莱德尔公式、斯基克钦公式,这里采用斯基克钦公式。

 

实线压力曲线为有离心叶片的柱塞泵吸油压力曲线,虚线压力曲线为无离心叶片的柱塞泵吸油压力曲线。由上图可看出,当柱塞泵增加离心叶片后,其吸油压力显著提高,当柱塞泵无离心叶片进行增压时,柱塞泵的吸油最低压力接近Obar,这时容易产生气穴,可见离心叶片对柱塞泵的吸油特性有显著改善。

 

在本文中,利用数值分析的方法对柱塞果内部流场进行了数理建模,确定了流场仿真的边界条件。使用Gambit对泵内部流场进行网格的划分,通过Fluent的UDF编程模拟泵的运动,得到了高速条件下泵内部流场压力分布随时间变化和泵出口压力、流量的压力脉动情况。从泵的内部流场压力分布可以看出泵内部是否有汽蚀出现,泵在运行过程中柱塞腔内会出现瞬间负压。值得注意的是,本模型中的流场模型添加了离心涡轮的模型,通过对有无离心涡轮的模型的仿真分析对比,得到了离心涡轮对泵吸排油特性的影响。柱塞泵的吸油口处增加离心涡轮后可提高泵的吸油压力,在油箱压力相同条件下,离心涡轮的增压效果随转速增大而提高;离心涡轮对泵的排油特性并没有影响。

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