多级副叶轮密封的性能分析与应用

为了分析低功耗的副叶轮密封结构并将其应用在立式自吸泵上,采用CFD数值模拟方法对副叶轮功耗和封压能力的主要影响因素进行了分析.建立了基于叶片形式、叶片数量、阻旋片、径向间距以及平衡出口位置的多种数值模型,采用RNG k-ε湍流模式行定常数值模拟进行水力性能预测.预测分析的结果表明,采用后弯型叶片和提高叶片的个数可以增大副叶轮4.9%的封压能力,但是消耗功率增大40%,致使封压功率比降低;阻旋片的存在,可以消除叶轮背侧液体旋转,增大副叶轮5.7%的封压能力,但其宽度对副叶轮封压能力的提高影响不大;叶轮与壁之间的径向距离越小,副叶轮封压效果越好;平衡出口的存在可提高副叶轮3.5%的封压能力,但平衡出口的位置对副叶轮的封压效果具有较大影响.提出了两级副叶轮密封结构,分析了其功率消耗和封压性能.分析和工程应用的结果表明,采用后弯形叶片并配合阻旋片的多级副叶轮密封结构具有良好的密封性能,且功耗为单级结构功耗的55%左右.