基于CFD的离心泵浮动叶轮平衡腔压力数值分析与验证

平衡腔内的压力分布是浮动叶轮实现轴向力自动平衡的关键所在。引用加大后的叶轮后密封环直径和叶轮平衡孔的面积这2个重要设计参数，建立不同参数组合下的3BA-6单级单吸离心泵三维模型，运用CFD理论对其进行数值模拟，得到平衡腔内的压力分布，并进行轴向合力计算与平衡分析，同时在水泵开式试验台上实测平衡腔内的压力。结果表明：当水泵工作流量位于0.002~0.006m3/s这一区域时，取k=1.2，A=7.07mm2，水泵可以通过采用浮动叶轮来实现其轴向力的平衡。平衡腔内压力p为相应工况下扬程的13%~20%。模拟值与实测值吻合较好，验证了数值方法的正确性。运用CFD技术，通过参数的改变，找到最优设计方案，为其结构设计提供重要的实践指导意义。