平衡盘间隙流动的分析过程

　　基于对平衡盘间隙流动的分析，求得了平衡盘泄漏量、压力、平衡力和灵敏度等参数，并提出了平衡盘刚度的概念，探讨了平衡盘刚度与灵敏度的关系，得出了灵敏度的取值范围，为平衡盘设计提供了理论依据和有效的方法。节段式多级离心泵常采用平衡盘平衡轴向力，平衡盘是多级泵中的一个重要装置。传统的平衡盘设计计算方法采用经验数据和半经验公式，缺乏对间隙流动的理论分析，几何参数选取具有一定随意性，导致平衡盘出现研磨和泄漏量大，影响泵可靠工作。根据平板间隙流动理论，导出了平衡盘流量和平衡力的近似计算公式，该公式在平衡盘外圆和内圆半径比值较大时误差较大；在传统的平衡盘设计理论中，灵敏度作为反映轴向间隙变化所引起的平衡力变化的能力不够严密。笔者根据平衡盘径向和轴向间隙流动的分析，建立了径向和轴向间隙几何参数与泄漏量、压力、平衡力和灵敏度之间的函数关系；同时，提出了平衡盘刚度的概念，刚度能准确地反映轴向间隙变化所引起的平衡力变化的能力，通过对平衡盘刚度的分析，得出了灵敏度的取值范围。间隙流动的理论分析及泄漏量计算因平衡盘径向和轴向间隙很小，长度相对较长，假定液体在间隙中的流动属于层流运动。假定平衡盘径向和轴向间隙流动为层流运动，导出了平衡盘泄漏量、平衡力和灵敏度的计算公式，该公式可用于平衡盘的设计与校核。提出了平衡盘刚度的概念，刚度的大小表示了单位轴向间隙变化所引起的平衡力的变化，刚度较灵敏度更准确地反映了轴向间隙的变化所引起的平衡力变化。为提高平衡盘抵抗泵轴向力变化的能力，且确保平衡盘在工作中不发生研磨，在平衡盘设计中，灵敏度应在范围内选取。