多级泵平衡盘动态平衡的理论研究.pdf

《多级泵平衡盘动态平衡的理论研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2012年第40卷第9期流体机械35文章编号：1005—0329(2012)09—0035—04多级泵平衡盘动态平衡的理论研究赵万勇，王钊，杨登峰，赵爽，王磊(兰州理工大学，甘肃兰州730050)摘要：基于多级泵平衡盘的结构特点和工作原理，分析了平衡盘运动平衡的过程。利用连续方程和动量方程对平衡盘问隙流动进行了研究，推导出了平衡盘动态平衡力的函数表达式。进而，根据作用在平衡盘一转子系统上力的动态平衡建立了该系统的运动方程，理论上得到了多级泵平衡盘轴向位移与时间的关系，为研究平衡盘．转子系统的动态性能和轴向振动提供了理论基础。关键词：平衡盘；平衡力；轴向力；动态平衡；轴向位移中图分类号：TH31

2、1文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2012．09．008TheoreticalStudyonDynamicEquilibriumofBalanceDiscinMulti-stagePumpZHAOWan—yong，WANGZhao，YANGDeng—feng，ZHAOShuang，WANGLei(LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，China)Abstract：Basedonthestructurecharacteristicandworkingprincipleofthebalancedisc，the

3、processofbalancediscmovementequilibriumhasbeenanalyzed．Theclearanceflowinbalancediscstudiedbyusingthecontinuityequationandmomentumequa-tions，thefunctionexpressionofdynamicbalanceforcehasbeendeduced．Andthenaecrodingtothedynamicbalanceofforceexertedonthebalancedisc—rotorsystem，motionequationaboutthe~s

4、temhasbeenestablishedandtherelationshipbetweenaxi-aldisplacementofbalancediscandtimecanbegotintheoty，whichprovidesthetheoreticalbasisforresearchingbalancedishdynamicperformanceandaxialvibration．Keywords：balancedisc；balanceforce；axialforce；dynamicequilibrium；axialdisplacement1前言简化的雷诺方程，推导出了平衡盘动态平衡力的表

5、达式，对研究平衡盘的动态性能具有一定意义。多级泵在运行过程中，转子上作用着轴向力，但是没有给出平衡盘轴向间隙随时间变化的关该力使转子产生轴向移动，与固定零件接触，造成系，对平衡盘运动平衡的过程还有待做进一步的泵零件的损坏以至不能工作。因此，轴向力平衡研究。的好坏直接影响泵运行的可靠性。然而，多级泵本文基于多级泵平衡盘的结构特点和工作原轴向力计算不准确或其平衡装置设计不合理，运用简化的连续方程和动量方程对平衡盘一转理_1』，会使泵转子在轴向力作用下发生窜动，从子系统的动态性能进行研究，推导出动态平衡力而影响泵运行的稳定性。在分段式多级泵中，通的函数表达式，并建立描述平衡盘轴向位移与时常采用平衡盘

6、来平衡转子上的轴向力。文献[6]间关系的运动方程。提出平衡盘两间隙流体流动为层流的假设，运用简化了的N—S方程推导出了两个间隙的几何参2平衡盘的工作原理数与泄漏量和静态平衡力之间的函数关系。但是，没有结合平衡盘运动平衡的过程进行分析。如图1所示，平衡盘平衡系统是由径向间隙文献[7]考虑到多级泵平衡盘的挤压作用，通过b。和轴向间隙b：构成的。P。为末级叶轮后泵腔的收稿日期：2011—12—06修稿日期：2012—04—3O36FLUIDMACHINERYVo1．40，No．9，2012压力，P为平衡盘前面的压力，P为平衡盘后面对于定常流动不可压缩流体，忽略质量力时，的压力，且P，、P一般是不变的

7、。由于两个间隙N—S方程简化为：的存在而引起泄漏，使平衡盘两面产生压差，此压一赛～差作用在平衡盘上形成平衡力，该平衡力与轴向力方向相反，以平衡叶轮上的轴向力。l业：0a式中——动力粘度系数根据边界条件解方程组(2)，得流体沿层流方向的流速为：Ux：一—(‘P3一P4)’(L3j)从而，径向间隙b的泄漏量为：。q。：2盯rdy=(4)图1平衡盘装置结构示意3．2轴向间隙流动分析当泵在工作过程中，由于