双吸离心泵输送低温热水的温度分布及变形数值分析.pdfVIP

ISSN 1672-2841 广东水利电力职业技术学院学报2015年 14第卷 2第期 CN 44-1587 / Z 2015，Vol.14， 双吸离心泵输送低温热水的温度分布 及变形数值分析 1 2 1 3 余学军 ,陶艳 ,张翮辉 ,曾永忠 （1.湖南山水节能科技有限公司，湖南 长沙 410116汨罗市建筑勘察设计院，湖南；2. 汨罗 414400西华大；3. 学，四川 成都 610039） 摘 要：基于ANSYS Workbench有限元分析软件，以某中开面支撑的双吸离心泵为研究对象， 建立热-固顺序耦合模型对热载荷作用下的泵壳温度与变形分布进行三维仿真研究。计算结果 表明，壳体外壁主体区域温度接近流体介质温度，中开面附近温度较低且温度梯度较大；中开 面和轴承安放面出现了不规则的位移，其中竖直方向的抬高效应可能破坏转子部件的对中性。 研究为选用常温清水泵输送低温热水及结构和安装工艺的改变提供了参考。 关键词：双吸离心泵 ; 低温热水；热固耦合; 有限元分析 中图分类号：TH311文献标志码 : A文章编号：1672-2841 （2015）02-0027-04 中开式双吸离心泵因为其效率高的性能优势 计依据 [7-8] 。但这些研究都是针对高温热水泵而言， 和安装维护方便结构优势，常常受到用户的青睐， 目前对水泵输送低温热水还鲜有研究。 是 80℃以下常温离心泵最主要的结构型式之一。 本文对一台中开面支撑的常温清水泵输送 对于高温热水泵，为了水泵能够长期稳定的运行， 130℃低温热水进行了热变形的数值分析，通过分 一般都采用了很复杂的结构，对水泵的支撑、机 析的结果得到泵壳整体和中开面的变形量，根据 械密封和轴承位置都采用循环冷却装置，水泵的 变形量的大小来判断该泵能否作为低温热水泵使 成本相对较高，且常见的热水泵一般额定流量都 用，为常温清水泵输送低温热水的选用提供了一 不太大。经常有一些用户需要水泵流量较大、温 定的参考作用。 度不太高（≤ 130℃）的的水泵。采用一般热水泵 1 模型及数值分析方法 成本太高，有的因流量参数太大选不到合适的水 泵，采用一般清水离心泵又担心其不能满足其高 1.1主要设计参数及几何和网格模型 温介质的要求。不少专家学者对高温热水泵进行 本文研究的中开双吸离心泵，输送介质的最 了研究，惠怀明、于兆峰、宋伟华、洪志刚等对 高温度 130℃，设计的主要结构参数和性能参数如 热水泵的泄漏和密封问题的分析认为高温可以引 表 1 所示，泵壳的三维结构见图 1 所示。 起转子部件跳动值的增加，加剧水泵的泄漏 [1-4] ； 表1 泵的主要设计参数 谭德超、曹国华等对热水泵振动问题的分析认为 高温引起转子轴系标高的变化改变了转子对中状 结构参数 性能参数 态，从而引发强迫振动 [5-6] ；曹卫东、谬德良等人 进口流道直径 350mm 额定流量 1728m3/h 出口流道直径 400mm 额定扬程 33m 基于热固耦合的方法对高温热水泵的口环形变进 标准叶轮直径 360mm 配套功率 200kW 行了有限元分析