离心泵轴向力的计算

  多年来,轴向力计算一直是离心泵研究领域中的重要课题,而叶轮所受的轴向力是泵轴向力的最主要部分。国内外专家学者对此进行了大量研究,并总结出了多种叶轮轴向力计算公式,但这些公式基本上都是经验公式,且存在着许多问题:
    ①这些公式都是在特定形状和结构条件下试验总结出来的,不具有普遍性;且这些公式一般只能计算水泵额定工况点下的轴向力,无法得知其全工况下的轴向力情况。
    ②采用代数式,很难表达扭曲叶片工作面和背面压力不同产生的轴向力。
    ③对于叶轮盖板力的求解,盖板外表面的压力分布起决定性的作用。
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    为此,这些公式大多采用如下假设:
    ①叶轮密封环以外的高压腔内的液体以盖板角速度的一半旋转,离心泵压力沿径向按抛物线规律分布。
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    ②叶轮密封环以内的液体不旋转,其压力等于叶轮进口压力。
    ③磁力泵叶轮盖板两侧液体无泄漏流动。这些假设并不符合实际情况,因此由这些公式求解的盖板力跟实际情况也不一致。
    ④对于任意选择的一个离心泵,应用这些公式分别求解其叶轮轴向力大小,计算结果相差很大;至于采用哪个公式计算结果更准确,没有查到相关文献。
    因此,离心泵采用传统的经验公式,并不能准确地计算离心泵轴向力,必须创新计算方法。随着CFD在水泵中的应用逐渐成熟,基于CFD 来求解泵的轴向力,可以较好地解决上述问题。
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