消防泵軸承箱傳熱計(jì)算及溫控措施
2023-12-12 19:56
為找到消防泵軸承箱發(fā)熱反應(yīng)溫度變化不一的原因,通過對(duì)箱體傳熱的共軛熱傳遞(CHT)數(shù)值分析計(jì)算,得出有效容積損失是影響泵軸承箱體發(fā)熱嚴(yán)重程度的主要經(jīng)濟(jì)因素,從而對(duì)泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸問題進(jìn)行了研究改進(jìn)。柴油機(jī)消防泵根據(jù)不同的分類方式分為不同的種類 以它全密封、無泄漏、耐腐蝕之特點(diǎn),廣泛用于環(huán)保、水處理、消防等部門用來抽送各類液體,是創(chuàng)建無泄漏、無污染文明車間、文明工廠的理想用泵用與消防系統(tǒng)的泵類型都差不多的,只是揚(yáng)程和流量有不同。立式消防泵通常消防泵在檢修過程中,消防泵故障的診斷是一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié),以下給出幾種常見故障及消除措施,供大家有的放矢地進(jìn)行消防泵故障的診斷。消防泵自動(dòng)巡檢柜渦殼泵中葉輪出口中線即葉輪出口寬的中線應(yīng)與渦殼進(jìn)口中線對(duì)齊。如果對(duì)不齊時(shí),應(yīng)在葉輪輪彀與軸肩通過加設(shè)墊片調(diào)整。應(yīng)將兩中線控制在0.5毫米的范圍內(nèi)。對(duì)于比轉(zhuǎn)數(shù)大的泵稍差些對(duì)泵的性能影響不大,對(duì)于中低比速的泵由于葉輪出口很窄,例如葉輪出口寬僅10毫米,如果與渦殼中線偏1毫米,對(duì)消防泵的性能就有明顯的影響。建議調(diào)整后可將兩中線(葉輪及渦殼)誤差控制在葉輪出口寬的5%以內(nèi)為好。
在大型消防泵運(yùn)行過程中軸承箱經(jīng)常發(fā)熱,溫度可以達(dá)到70 °C 以上。高溫會(huì)影響潤(rùn)滑劑的性能。試驗(yàn)表明,即使是同批產(chǎn)品,也不能通過改變軸承類型和調(diào)整向心推力軸承的安裝間隙來控制箱體的最高溫度。因此,需要找到溫度不確定性的根本原因,并有效地控制。通過對(duì)共軛傳熱(CHT)的數(shù)值計(jì)算,找出了導(dǎo)致高溫的主要原因。共軛傳熱問題可以分為兩個(gè)區(qū)域: 充液區(qū)和固體區(qū)。能量流通過擴(kuò)散過程在兩個(gè)區(qū)域之間傳遞。有限元分析有限元法(FEM-RRB)非常適用于純固體傳熱問題,而基于有限元的有限體積法有限元法(fVM)更適用于包含流體的共軛傳熱問題。這篇文章很有有限體積法。
傳熱計(jì)算結(jié)果分析
網(wǎng)格模型計(jì)算,忽略箱內(nèi)潤(rùn)滑油的影響和空氣密度差對(duì)傳熱的影響。這個(gè)問題是軸對(duì)稱的,所以可以算出一個(gè)扇形的面積。a、B為軸承安裝位置,水在線框內(nèi),其余為箱和軸,箱和軸與空氣接觸部分為空氣對(duì)流傳熱邊界。計(jì)算結(jié)果:暖色是高溫,冷色是低溫。雖然計(jì)算機(jī)的計(jì)算分析能力很強(qiáng),但實(shí)際工程問題有時(shí)很復(fù)雜,相關(guān)計(jì)算參數(shù)在某種程度上是近似的。這對(duì)計(jì)算精度是有影響的,我們?cè)谟?jì)算時(shí)要充分理解這一點(diǎn)。在分析計(jì)算結(jié)果時(shí),應(yīng)注意邊界條件不確定性的影響。在軸承箱的傳熱計(jì)算中,水的對(duì)流傳熱是由水泵的容積損失引起的強(qiáng)制對(duì)流傳熱,其傳熱系數(shù)與水泵的容積損失有關(guān),設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加以控制。但制造中的尺寸偏差導(dǎo)致體積損失的不確定性,也導(dǎo)致水對(duì)流換熱系數(shù)的不確定性。計(jì)算表明,傳熱系數(shù)變化很大。對(duì)于比轉(zhuǎn)速ns=76的消防泵,當(dāng)容積效率為90%至98%時(shí),與其流量同價(jià)的傳熱系數(shù)通常在390 w\\u002Fm2c ~ 1240 w\\u002Fm2℃范圍內(nèi)變化??諝鈱?duì)流傳熱屬于自然對(duì)流傳熱,其傳熱系數(shù)與泵所處的環(huán)境有關(guān),因此也具有不確定性??紤]到消防泵通常安裝在室內(nèi),氣流速度不會(huì)有太大變化,所以傳熱系數(shù)不會(huì)有太大變化。如果風(fēng)速在0m \\ u 002 fs ~ 6.4 \\ u 002 fs之間變化,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,平均空氣傳熱系數(shù)在5w \\ u 002fm 2 . c ~ 25w \\ u 002fm 2℃之間變化。
水對(duì)流傳熱系數(shù)比空氣對(duì)流傳熱系數(shù)大得多,它是影響傳熱的主要因素,而強(qiáng)制對(duì)流傳熱可由設(shè)計(jì)人員控制。