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文档简介
第57卷第5期2015年10月汽轮机技术TURBINETECHN0LOGYV0157NO50CT2015汽轮机主油泵的稳流网几何形式对流场的影响张鲲羽,李少军,靳军中船重工第七。四研究所,上海200031摘要采用数值模拟方法对一汽轮机的离心式主油泵及其稳流网内的流动进行了研究,探究了稳流网的形式对其中流动的影响。计算结果表明在稳流网上开轴向孔可以抑制其后腔室内的涡流;而稳流网的径向孔深过小时不能有效稳流,流场在稳流网出口处仍未均匀。稳流网的孑L径和孔数均通过影响稳流网出121面积与主油泵出口面积的比值而影响其后的压力,针对具体的稳流网,应当通过计算和试验确定合适的孔径和孑L数。结论对于工程中选取稳流网的结构尺寸有一定参考价值。关键词主油泵;稳流网;数值模拟;流场分类号TP13241文献标识码A文章编号10015884201505032603THEEFFECTOFFLOWSTABLINGNETGEOMETRYOILFLOWFIELDINASTEAMTURBINEOILPUMPZHANGKUNYU,LISHAOJUN,JINJUNTHE704RESEARCHINSTITUTEOFCSIC,SHANGHAI200031,CHINAABSTRACTTHISPAPERFOCUSESONTHESTUDYOFFLOWINACENTRIFUGALOI1PUMPANDTHEFLOWSTABLINGNETINASTEAMTURBINETHEEFFECTOFFLOWSTABLINGNETGEOMETRYONTHEFLOWFIELDINSIDEITISRESEARCHEDTHECOMPUTATIONRESULTSSHOWTHATAXIALHOLESONTHEFLOWSTABLINGNETCANDEPRESSTHEVORTEXINTHECURVEBEHINDITANDTHEDEPTHOFTHERADIALHOLESHASEFFECTONTHEUNIFORMOFTHEFLOWINITITALSOSHOWSTHATTHERADIUSANDNUMBEROFHOLESAFFECTTHEOUTLETPRESSURETHROUGHAFFECTINGTHEVALUEOFFLOWSTABLINGNETOUTLETAREADIVIDEDBYPUMPOUTLETAREAIT,SPROPERTODEFINETHERADIUSANDNUMBEROFHOLESTHROUGHCALCULATIONANDEXPERIMENTFORSPECIFICFLOWSTABLINGNETKEYWORDSOILPUMP;FLOWSTABLINGNET;NUMERICALSIMULATION;FLOWFLIED0前言汽轮机主油泵承担着在汽轮发电机组运转期间为汽轮发电机组各部件及液压执行机构提供润滑油和动力油的任务。然而,根据离心泵的特点,其出口的能量由压力能和速度能组成,且速度能远大于压力能。因此,主油泵外侧往往布置稳流网,用于稳定油泵出口的流动,避免较大的压力波动。稳流网出口的油量和油压关系到汽轮发电机组能否完成电动油泵与主油泵的切换、油动机的动作、并为各部件提供足够压力和流量的润滑油。因此,合理设计稳流网的结构形式有助于提高汽轮发电机组运行的安全可靠性。本文对几种不同形式的稳流网内流场进行了对比分析。1几何造型及网格划分本文以某型汽轮发电机组的离心叶轮式主油泵及稳流网为研究对象,其结构形式如图1所示。主油泵将来油吸入后提升其压力,再经稳流网喷出以稳定油压。数值计算采用的主要参数如下油泵叶轮叶片数为8片,额定转速为6500RMIN。根据主油泵的流动特点。建模分为导流锥、叶轮、稳图1全流道机械部件模型纵剖面流网和稳流网后的腔室。为探究不同的稳流网形式对泵出I1流动的影响,采用UG建立模型,并采用CFX模拟泵和稳流网中的流动。为了模拟真实的流动状况,本次计算采用了整周计算的方式。采用三维设计软件UG,建立起整个流道内的流体模型,包括导流锥、泵叶轮、稳流网及一部分腔室。如图2一图4所示。将其几何通过CAD软件接口导入ANSYS;采用ICEM划分网格,用适应性较强的非结构四面体网格对流道进行网格划分,并对近壁面处进行局部加密,以保证计算精度。图4展示了导流锥及泵叶轮流体域的网格划分。整个流体域网格节点数共计20
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