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1、·信息技術(shù)·曹春建,等·大型貫流泵水潤(rùn)滑導(dǎo)軸承數(shù)值模擬大型貫流泵水潤(rùn)滑導(dǎo)軸承數(shù)值模擬曹春建,辛華榮,張德虎,吳忠。(1.河海大學(xué)能源與電氣學(xué)院,江蘇南京211100;2.江蘇省走馬塘張家港樞紐工程建設(shè)處,江蘇張家港215600)摘要:利用Fluent軟件對(duì)某大型貫流泵水潤(rùn)滑導(dǎo)軸承內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,研究了不同轉(zhuǎn)速下軸承水膜壓力場(chǎng)分布情況,并分析了相關(guān)參數(shù)對(duì)軸承潤(rùn)滑水量及其靜態(tài)性能的影響。結(jié)果表明:軸承水膜在高低轉(zhuǎn)速下壓力分布差異較大;動(dòng)壓效應(yīng)顯著時(shí),軸承內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生倒流現(xiàn)象從而降低潤(rùn)滑水量;降低半徑間隙、增大轉(zhuǎn)速及供水壓力能提高軸承承
2、載力及剛度;降低轉(zhuǎn)速、增大供水壓力及半徑間隙能提高軸承潤(rùn)滑水量。關(guān)鍵詞:水潤(rùn)滑;導(dǎo)軸承;壓力場(chǎng);計(jì)算流體力學(xué)中圖分類號(hào):THI33.3;TH3文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1671.5276(2013)01.0101.04Three-dimensionalCFDSimulationforWater-lubricatedGuide&ofLargeTubularCA0Chun—jian,XINHua.rongz,ZHANGDe—hu,WUZhong2(1.ColegeofEnergyandElectricEngineering,HohaiUni
3、versity,Nanjing211100,China;2.JiangsuZoumatangZhangjiagangProjectConstructionOfice,Zhangjiagang215600,China)Abstract:Anumericalsimulationforflowfieldinwater—lubricatedguidebearingoflargetubularpumpisconductedbysoftwareFlu·ent,whichshowsthepressuredistributionofwaterfilm
4、withdiferentrotatingspeedsandtheruleoftheinfluenceofrelevantparame—tersontheamountoflubricatingwater,dynamicandstaticcharacteristicsofguidebearing.Theresultshowsthatthepressuredistri·butionsofwaterfilmatlowandhighspeedsareverydiferent,andwiththeobviousdynamicpressureefe
5、ct,thebearinginnercarlbeinastateofrefluxandthewater—lubricatedamountandclearancearereduced.Theloadcapacandst~nessofguidebearingareincreasedalongwiththespeedandwaterpressureincreasemeanwhiletheamountofwaterisincreasedalongwiththespeedloweringandthewaterpressureandclearan
6、ceincrease.Keywords:water-lubrication;guidebearing;pressurefield;CFD-computationfluiddynamics導(dǎo)軸承是保證水泵穩(wěn)定運(yùn)行的重要部件,起著承受水泵軸承體和樹(shù)脂苯酚導(dǎo)軸瓦組成,導(dǎo)軸瓦為徑向整體式結(jié)徑向力、控制主軸擺度的作用。和油潤(rùn)滑導(dǎo)軸承相比,水潤(rùn)構(gòu)。供水系統(tǒng)采用恒壓式,清水通過(guò)金屬軟管壓入軸承供滑導(dǎo)軸承因密封簡(jiǎn)單、安全節(jié)能等優(yōu)點(diǎn),逐漸應(yīng)用于在大型水端,然后從另一端泄漏,其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示。臥式貫流泵中。由于貫流泵轉(zhuǎn)速低、載荷高,軸承潤(rùn)滑水膜不易形
7、成,使得軸承承載區(qū)磨損嚴(yán)重,直接影響到水泵運(yùn)行的可靠性。為解決上述問(wèn)題,除了選擇適合的軸承材料外,對(duì)軸承參數(shù)合理的選擇也至關(guān)重要。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì).滑動(dòng)軸承的研究大多采用有限差分法、有限元法等數(shù)值方法對(duì)簡(jiǎn)化的雷諾方程進(jìn)行求解。這些方法忽略了慣性項(xiàng)、徑向流場(chǎng)變化等因素的影響,當(dāng)軸承形狀較為復(fù)雜時(shí),其應(yīng)用范圍受到了限制。隨著計(jì)算流體力學(xué)(cFD)的發(fā)展,基于有限體積法的三維CFD技術(shù)以其簡(jiǎn)便、精確的優(yōu)點(diǎn)正逐漸應(yīng)用于滑動(dòng)軸承參數(shù)優(yōu)化中。本文針對(duì)江蘇省某大型貫流圖1水潤(rùn)滑導(dǎo)軸承結(jié)構(gòu)示意圖泵水潤(rùn)滑導(dǎo)軸承,利用Fluent軟件對(duì)不同轉(zhuǎn)速下軸承壓力
8、場(chǎng)進(jìn)行仿真分析,并得出相關(guān)參數(shù)對(duì)軸承潤(rùn)滑水量及其靜態(tài)性能的影響規(guī)律,為水泵導(dǎo)軸承的參數(shù)優(yōu)化提供一種新的方法表1導(dǎo)軸承設(shè)計(jì)參數(shù)和更全面的參考。導(dǎo)軸承模型的建立1.1導(dǎo)軸承三維模型及網(wǎng)格劃分水潤(rùn)滑導(dǎo)軸承的結(jié)構(gòu)如圖1所示。軸承