《表2 首级叶轮数值计算轴向力结果对比》

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《平衡鼓间隙对首级叶轮前泵腔压力及多级泵轴向力的影响》

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为了进一步分析平衡鼓间隙与首级叶轮轴向力的关系，通过数值模拟得到不同间隙下多级泵首级叶轮前盖板轴向力F1、后盖板轴向力F2、轮毂端结构引起的轴向力F3、动反力[1]F4以及首级叶轮总的轴向力F的数值计算结果如表2所示。由表2可知，当平衡鼓间隙由0～0.5 mm增大时，首级叶轮前后盖板的盖板力F1和F2相比其他因素引起的轴向力取值始终较大，且后盖板力F2方向指向叶轮进口，是产生轴向力的主要因素。前盖板力F1和轮毂端结构引起的轴向力F3随着间隙的增大而逐渐增加，这是因为当平衡鼓间隙增大时，高压流体使吸水室及首级叶轮前盖板压力升高，其值随着间隙增大而逐渐增加。动反力F4则受进口速度变化的影响，其值稍有变化但不明显。首级叶轮总的轴向力随着平衡鼓间隙增大，总轴向力呈先减小后增大的趋势，在间隙为0时首级叶轮所受轴向力最大，在间隙为0.3 mm时所受轴向力最小，其最小值为最大值的20.6%，说明平衡鼓可有效减小首级叶轮所受轴向力。