立式自吸离心泵动密封影响因素研究

为了研究自吸泵副叶轮几何参数及平衡孔位置对副叶轮密封能力的影响，根据实际工程应用选取副叶轮不同结构叶片形式、叶片个数以及排气孔大小3个因素，每个因素选取3个水平变量，按L₉(3³)正交试验方案，设计了9组自吸泵副叶轮密封结构方案。通过CFD数值计算方法对自吸泵的全流场进行三维数值分析，采用RNG κ-ε湍流模型和多重参考系的雷诺时均N-S方程，获得影响副叶轮密封能力的3个因素的最优匹配关系，并结合试验结果进行分析。结果表明：在满足自吸泵动力密封的情况下，副叶轮叶片结构形式对自吸泵密封能力影响较大，其次是副叶轮叶片个数及排气孔大小。同时发现，在副叶轮密封腔上开设排气孔可以明显缩短自吸泵的自吸时间。通过正交试验方案对比，自吸泵副叶轮动力密封设计时采用径向型直叶片结构形式、选取合适的叶片数并配合密封腔排气孔，可以使动力密封结构具有良好的密封能力并有效提高自吸泵的性能。