海上平台离心泵运行管道力学模型及应用

研究管道阻力特性是计算海上平台离心泵汽蚀余量和防止汽蚀问题的前提,建立离心泵管道阻力损失的数学模型,依据理论分析和离心泵运行管道中井液流动特性仿真分析结果,给出减小管道阻力损失和减弱汽蚀发生的有效措施。结果表明,海上平台管道阻力损失对离心泵运行汽蚀余量有较大影响,离心泵管道阻力损失中,滤器所引起的局部阻力损失约占70%,井液在阀门进出口发生湍流并在弯头处出现旋涡,且管件所引发的局部阻力损失约占25%。     

航空离心泵高效抗汽蚀优化方法

针对航空增压离心泵汽蚀问题,给出了一种效率与汽蚀双目标优化设计方法。该方法首先建立离心泵的能量损失和汽蚀余量分目标函数;其次使用遗传算法对速度系数法所设计的离心泵性能参数进行寻优;最后以CFD仿真软件为平台建立离心泵的流道模型,对优化前后离心泵的压力和速度流场进行了仿真分析,并对优化前后离心泵的流量-效率、流量-汽蚀特性进行了对比研究。仿真结果表明:设计点流量下,优化后泵的效率提高了1.2%,必须汽蚀余量降低了12.51%,其他工况均优于优化前,说明该优化设计方法是可行、有效的。     

航空燃油离心泵抗汽蚀优化设计及仿真

针对航空燃油离心泵工作时出现的汽蚀问题,采用正交试验法对离心泵叶轮进行优化设计。选取叶轮出口直径D₂、叶轮出口宽度b₂、叶片数Z、叶片厚度H为正交试验的4个因素,完成了正交试验并对试验结果进行极差分析,得到了以泵汽蚀余量为优化指标的影响排序,并最终获得最优参数组合。通过流场仿真对现用离心泵和优化后离心泵的泵汽蚀余量和蒸汽质量分数进行对比,优化后的航空燃油离心泵泵汽蚀余量小于现用离心泵泵汽蚀余量,且蒸汽质量分数降低了19.98%,说明优化后的离心泵抗汽蚀性能显著提高。     

离心泵的叶片进口几何形状对泵汽蚀性能的影响

为了改善离心泵内的汽蚀性能,以ZA150 -315石油化工离心泵为研究对象,在离心叶轮基本外尺寸和设计转速相同的情况下,以3种不同厚度变化规律构造3种离心泵叶轮,运用FLUENT软件进行数值模拟计算,得到了汽蚀发生时泵内部气-液两相分布规律和压力分布规律.分析表明:叶片进口段的形状影响泵的汽蚀性能.叶片进口段形状越接近流线型泵的抗汽蚀性能越好,加大叶片进口段曲率半径可以降低泵的汽蚀余量,改善泵的汽蚀性能.     

诱导轮和离心泵叶轮内部空化流动数值分析

为了提高诱导轮离心泵的空化性能和运行稳定性,阐明诱导轮和离心泵叶轮几何参数对空化性能的影响规律,基于空泡可压缩性影响修正的RNG k-ε模型和改进的空化模型,对诱导轮和离心泵叶轮内部流场进行空化数值计算。数值结果表明:在小流量工况和额定工况下,空化性能曲线基本一致;在大流量工况下,空化特性曲线波动相对比较严重,空化性能较差。额定流量下泵蜗壳水力损失最小,小流量工况下蜗壳水力损失最大。临界汽蚀余量时,蜗壳水力损失突升。无空化条件下,随着前口环间隙值的增大,诱导轮扬程、效率和前口环间隙泄漏量增大,泵和叶轮的扬程、效率值降低,泵的空化特性曲线的稳定性变差,使诱导轮叶片出口液流角发生偏转,导致诱导轮和离心泵叶轮内部产生周期性的交变空化流。     

离心泵汽蚀防止措施的研究现状与发展

从离心泵汽蚀余量公式出发,结合汽蚀机理、抗汽蚀材料、CFD等最新的研究成果,分析总结了离心泵汽蚀防止措施的研究现状与发展。     

旋流泵内部流动及吸入性能试验研究

通过萝卜水流流动和气水混输观察试验，研究旋流泵流动原理，探讨旋流泵涡室流动模型。通过对液下旋流泵进口直径D0对性能影响的对比试验，确定D0/D2的最佳比值。对旋流泵汽蚀余量曲线及汽蚀对泵扬程的影响与同比转数离心泵进行对比分析，探讨旋流泵汽蚀性能特点。     

诱导轮叶片参数对大流量离心泵汽蚀性能的影响

诱导轮作为离心泵的重要辅助部件之一,对水泵汽蚀性能的改善有重要作用。针对某大流量离心泵汽蚀性能不佳的问题,采用响应面分析和数值模拟的方式,对该离心泵的诱导轮叶片参数进行了优化,探究了诱导轮导程、叶片厚度和叶片数对大流量离心泵汽蚀性能的影响规律。首先,构建了大流量离心泵的仿真模型,对其进行了外特性计算,将计算结果与试验结果进行了对比,对仿真结果的可靠性进行了验证;然后,根据诱导轮扬程与泵汽蚀性能呈正相关的规律,以诱导轮的叶片参数(导程L、厚度T、叶片数Z)为变量因素,以诱导轮扬程最大为优化目标,对诱导轮进行了响应面计算分析,得到了响应面优化后的诱导轮叶片参数,并对比分析了优化前后诱导轮的扬程;最后,针对诱导轮优化前后的离心泵,在不同工况下进行了叶轮汽蚀情况和临界汽蚀余量对比分析。研究结果表明：叶片导程对诱导轮扬程的影响不大,而减小叶片厚度、增加叶片数可以大幅提高诱导轮扬程;额定工况下,经响应面优化后的诱导轮扬程提高了0.6 m,泵的临界汽蚀余量相比原型泵降低了0.15 m。该结果可以为大流量离心泵诱导轮的优化设计提供理论参考。     

离心泵的汽蚀及预防措施

汽蚀是离心泵失效的重要方面,对离心泵有相当大的影响。本文简要介绍了离心泵图中发生水泵汽蚀的各种原因、汽蚀发生现象的各种分类、汽蚀可能产生的各种危害,提出了实际工业生产中用于预防发生汽蚀的各种措施,如尽量降低离心泵的整体安装量和高度,减少空气吸入泵和管道的空气阻力等等该方法可用来有效抑制高压离心泵的发生汽蚀。     

离心泵吸入性能的试验和试验结果计算

本文根据对离心泵进行汽蚀试验,介绍了离心泵吸人性能试验和试验结果的计算及其应注意的事项;通过泵的吸入性能试验来确定泵的吸入真空高度或汽蚀余量。     

全空化模型预测离心泵汽蚀性能的准确度

文献[2]采用两相流全空化模型计算了离心油泵输送粘油的汽蚀性能,但因缺乏试验数据,故无从知道计算的必需汽蚀余量与其试验值的差别。另外,目前还没有关于利用空化模型预测泵初生空化方面的研究;同时,全空化模型预测离心泵汽蚀性能准确度的评估目前还不多见。因此,本文采用全空化模型预测文献[3,4]的试验离心泵输送水时的汽蚀性能,获得了初生空化系数-流量曲线和扬程-有效汽蚀余量曲线,探讨了泵扬程与叶轮内部汽液体积比的关系以及非凝结气体浓度、紊流模型对扬程-有效汽蚀余量关系曲线的影响。本文的计算方法、经验和结果对实际工程中的离心泵汽蚀性能的预测和流动模型的选择有借鉴作用。     

喉部面积对泵汽蚀性能的影响研究

在产品研发中发现,喉部面积不光对泵水力性能有很大影响,而且会影响泵的汽蚀性能。应用CFD仿真手段对一离心泵水力模型进行分析,同一个叶轮配三种不同喉部面积的蜗壳。计算结果表明,过分缩减喉部面积会降低泵的汽蚀性能,而适当增加喉部面积可以提高泵的汽蚀性能,并给出了针对实际设计的一些指导性建议。     

低装置汽蚀余量下原油外输泵的选型

通过实际工程案例，详细介绍了如何在设计过程中合理地调整影响泵汽蚀余量的几个因素，从而达到合理选择原油外输泵的目的。在海洋石油工程中，基本上每个项目都会应用到原油外输泵（或凝析油外输泵），然而每个项目的工作条件又不尽相同。本文简要介绍了低装置汽蚀余量条件下，原油外输泵选型时出现的问题，在工程实施中采取了一些预防措施，从而实现其成功应用。     

前置轴流叶轮对离心泵汽蚀性能的影响

随着离心泵向高转速化发展,离心泵的汽蚀性能成为其稳定运行的重要因素。本研究在离心轮前安装一种特殊的轴流式叶轮以提高离心泵的抗汽蚀性能。轴流式叶轮的水力设计采用升力法,设计完成后用PUMPLINX软件对装有轴流式叶轮的离心泵进行数值模拟,模拟结果表明:装有轴流式叶轮的离心泵其性能参数符合设计要求,且临界汽蚀余量显著降低到安全范围内。最后对此泵做性能试验和汽蚀试验,试验后把试验结果与装有常规诱导轮的离心泵的试验结果进行对比,结果表明,在此次研究中,装有轴流式叶轮做诱导轮的离心泵其性能与汽蚀特性均符合设计要求,并且很好地改善了装有常规诱导轮的离心泵此前在结构上的问题。     

离心泵汽蚀特性与调节工况的理论研究

根据汽蚀基本方程,导出了离心泵必需汽蚀余量表达式,研究了变阀调节和变速调节与离心泵汽蚀特性之间的理论关系,并对这两种调节方法在减轻和防止水泵汽蚀的应用方面进行了分析,研究结果可用于指导实际工程。     

螺旋离心泵的汽蚀性能分析

以150×100LN-32型螺旋离心泵为研究对象,对其汽蚀过程和汽蚀条件进行了分析.使用经验计算公式对其汽蚀余量进行了计算,并通过试验验证了计算值.采用Fluent软件,选用标准k-ε模型和汽蚀模型,对螺旋离心泵的汽蚀过程进行了模拟,找出了其最容易发生汽蚀的部位.从泵汽蚀基本方程出发,通过对螺旋心泵的结构进行分析,指出其汽蚀部位最容易发生汽蚀的原因、具有多级加能的作用和其具有优良的抗蚀性能.     

屏蔽泵在液化石油气汽车罐车上的应用

针对屏蔽泵在液化石油气汽车罐车上应用的特点和要求 ,提出了泵的有效汽蚀余量NPSHR 的计算方法和降低泵的必须汽蚀余量NPSHA 的有效措施 ,并简单介绍了输送液化石油气屏蔽泵的结构特点     

基于fluent数值模拟的离心泵汽蚀问题研究

管路结构及离心泵内部流场直接影响泵的汽蚀性能,为了进一步明确汽蚀现象和防治措施,以某电厂开式泵为研究对象,通过理论求解与数值模拟相结合的方法,研究了泵前管路对泵汽蚀性能的影响。研究结果表明,泵前管路系统结构对泵汽蚀性能有较大的影响,且进行回流调节可以一定程度上防止汽蚀;离心泵在流量过大过小时均存在较大的低速区,后方高速流体撞击低速区带来较大的压损,易引起汽蚀。     

基于Excel的离心泵NPSH3预测研究

泵类产品检验机构承担大量政府监督抽查任务,为了满足对同种型号的离心泵的汽蚀余量数据分析处理的需要,提出了一种基于Excel的离心泵NPSH3的预测方法。Excel具有强大的函数和曲线处理能力,首先在Excel中实现NPSH的计算功能,然后根据试验数据,在Excel中生成所需要的曲线,最后同型号离心泵生成的试验数据和曲线进行对比分析,预测该型号离心泵的NPSH3值。能够有效解决测试软件对同型号离心泵汽蚀余量分析不足和人为过度依赖测试软件分析试验数据的问题,对提高离心泵汽蚀余量数据分析有一定的指导意义。     

离心泵汽蚀性能改善与基于CFD的汽蚀性能预测研究

针对石化装置中高温减压塔底泵工作环境苛刻、汽蚀性能要求高的问题,对泵进行提高汽蚀性能改进设计,设计出两种两组水力模型。用CFX对3种工况两种相位的内部流场进行了数值模拟。模拟结果表明第一组水力模型汽蚀性能较优,制作成实型泵,并对整机进行汽蚀试验。当Q=406m3/h时,临界汽蚀余量CFD预测值为3.74m,试验值为4.02m,误差相差不大,达到了设计要求。CFD技术能够较准确预测离心泵汽蚀性能。