通过对高温高压热水循环泵叶片结构的优化和对密封系统和冷却系统的创新设计,研制了一种新型的高温高压热水循环泵,提高了泵的工作效率和汽蚀性能。对该泵的相关水力性能进行试验研究,结果表明:设计工况下的效率高达82%,汽蚀余量为4.5m;且在进口水压p=6.4MPa,温度T=280℃的高温高压的条件下,无热水泄漏,密封使用寿命长(≥20000 h),具有良好的密封效果,有效地解决了传统密封高温高压工况下泄漏严重、使用寿命短的问题。 泵的结构及参数热水循环泵的结构如图1所示，此泵为单级单吸悬臂式离心泵，主要由泵体、叶轮、冷却室、密封部件、轴、轴承体、联轴器本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name、高温高压热水循环泵-电动液压滚圆机滚弧机折弯机张家港数控滚圆机滚弧机折弯机泵支架及底座等部件组成。为满足锅炉发电、冶金等工艺流程中高温高压热水强制循环要求，泵的性能参数如下:流量Q=450m3/h，扬程H=62m，转速n=最高使用温度Tmax=280℃。图1热水循环泵结构示意2．2泵叶轮的设计与优化已知泵的流量、扬程、转速，由泵的经验公式计算可得叶轮进口直径Dj=180mm，叶轮外径D2=450mm，叶片出口宽度b2=28mm，叶片安放角β1=25°，β2=35°，叶片数Z=6，叶片厚度S=6mm，泵的总效率η=76%，汽蚀余量NPSHr=4．5m。然而泵的效率不能满足设计要求，需要对泵的结构进行优化［6］。通过对叶轮叶片向吸入口前移并适当减薄，叶片进口边向后盖板方向移动8mm(如图2所示)，其中叶片厚度沿流线的变化关系如图3所示。图中M－Prime为半径归一化的子午面流线长度。如此，增加了叶道长度，减小叶片工作面和背面的压差，减少相对速度扩散，从而提高泵的效率。叶轮的三维水力模型和叶片的三维流道造型如图4，5所示。图2叶轮主要尺寸图3叶片厚度沿流线的变化关系图4叶轮的三维造型图5叶片的三维流道造型2．3叶轮内流场和压力分析采用CFX软件对改进后的叶轮内流场进行分析。边界条件设置如下:进口采用质量流量进口边界条件，流量为124．775kg/s;出口采用压力出口边界条件，压力设置为101．33kPa;对额定工况行CFD数值计算。远离隔舌中间层叶片进口附近速度矢量分布情况如图6所示。图6远离隔舌中间层叶片进口附近速度矢高温高压热水循环泵-电动液压滚圆机滚弧机折弯机张家港数控滚圆机滚弧机折弯机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name