双吸离心泵转子动态变形计算分析

以单级双吸离心泵为研究对象,分析计算叶轮口环间隙处的压降、主轴上的作用力、变形及其影响。与传统设计法的不同在于充分考虑了双吸离心泵蜗壳造成的轴向力,为防止水泵运行过程中因主轴挠度过大而发生叶轮口环磨损或口环咬死现象,在兼顾叶轮口环间隙和泵效率的情形下,在泵填料腔前设置水导轴承,并通过主轴挠度和临界转速计算,分析水泵运行状态和可靠性。     

煤矿井下排水系统离心泵叶轮口环间隙的优化研究

采用RNG k-ε湍流模型对不同口环间隙情况下的离心泵工作性能进行了分析,结果表明:叶轮的口环间隙能够对离心泵内流程的流态产生显著的影响,口环间隙越大其在工作时的泄露量越大,离心泵的工作效率越低,经济性越差。该研究结果可为优化离心泵的结构提供参考。     

高温热水循环泵设计研究及其应用

高温热水循环泵广泛应用于冶金、电力、轻纺、石油、化工、橡胶以及采暖采热等系统领域中,主要介绍了高温热水循环泵的具体结构、零件选材及应用效果。     

离心泵第二汽蚀区初探

讨论离心泵叶轮平衡孔和口环密封间隙的汽蚀过程和产生机理。通过实验证实了平衡孔及口环间隙的几何结构对汽蚀的影响。     

间隙汽蚀对高压多级离心泵的影响分析

针对高压多级离心泵日常运行过程中,在入口压力(装置汽蚀余量)足够的情况下,泵仍然出现汽蚀现象,引起一定的噪声和振动,严重时轴甚至抱死无法运行。同时在泵维修时经常发现导叶、蜗壳、口环表面等部位出现不同程度的汽蚀破坏现象。本文首先对间隙内产生汽蚀现象的原因及对泵部件的影响进行了初步分析,然后采用CFD计算模拟了间隙内汽蚀产生过程,最后提出了改善间隙汽蚀的解决措施,对高压多级离心泵长周期安全稳定运行具有重要意义。     

一种堆焊Ni60的离心泵叶轮口环与泵体密封环

一组用于离心泵中叶轮口环与泵体密封环之间间隙密封的结构,泵体密封环内孔和叶轮口环外径堆焊Ni60材料,并结合迷宫密封结构,使其具有润滑好、耐磨、耐蚀和抗氧化等优良性能,使叶轮口环、泵体密封环寿命提高了几倍乃至几十倍,有效地解决了泵在运行中泵体密封环和叶轮口环磨损快,更换频繁的问题。     

不同口环密封结构对离心泵叶轮受力特性的影响

为了揭示口环密封结构对离心泵叶轮受力特性的影响机理,选取环形密封、圆周槽道密封和螺旋密封三种口环密封结构和离心泵进行匹配。基于RNG k-ε湍流模型和结构化网格技术,考虑三种口环密封结构,研究离心泵内部流场及其叶轮轴向力和径向力的分布规律。结果表明：随流量逐渐增大,三种口环密封结构的离心泵轴向力和径向力的大小均显逐渐减小趋势。环形密封结构对离心泵轴向力和径向力的影响最为显著,相比螺旋密封结构,其最大轴向力值减小16%,最大径向力值显著减小62%;相比环形密封,螺旋密封显著降低口环泄漏量,额定工况下口环泄漏量下降15%,使叶轮前腔和叶轮出口端液体压力值显著增大,从而影响离心泵叶轮轴向力和径向力的分布规律。为离心泵叶轮口环密封结构的设计和选型提供理论依据。     

双螺杆多相混输泵转子变形的理论研究

双螺杆混输泵在输送高含气率介质时,泵内温升对泵内转子间隙造成影响,进而影响泵的容积效率,在极端情况下,甚至会造成转子卡死以及混输泵的损坏。本文建立转子模型对高含气率下双螺杆混输泵转子的热变形和力变形规律进行研究,结果表明转子的热变形是转子变形的主要因素,螺杆转子的变形量会随着介质含气率的增加而增加,当含气率大于90%后,变形量显著增大,当含气率为99%时,径向最大变形量发生在出口端面的齿顶,轴向最大变形量发生在螺杆转子的吸入口侧轴的右端面上。通过分析变形对各间隙的影响后发现,齿根间隙变化最大,其次是齿顶间隙,而齿侧间隙几乎不发生变化。     

多级离心泵的全面性能预测

本文论述如何对多级离心泵进行整体性能预测。使用CFD(计算流体力学)软件STAR-CD对多级离心泵的叶轮、导叶、口环间隙、轴套间隙、平衡盘间隙进行分析,将数据进行综合,统计水力损失、容积损失、圆盘摩擦损失对泵的性能的影响。并将计算结果与真机实测结果进行比较,分析两者差别产生的原因。     

热水循环泵密封结构的改造

针对100R-57型热水循环泵原密封系统介质泄漏量大,水泵流量不足,压力不稳定的问题,把浮动环密封改为螺旋槽密封结构,满足了介质泄漏的技术要求.     

离心式液氢泵的动力特性与传热特性分析

对输运液氢的离心式液氢泵进行低温结构设计与动力单元分析,叶轮是速度能转变为压力能获得高压流体的重要部件,对离心泵的稳定输出特性有较大的影响。其中,转子(包括转轴和叶轮)是连动部件,也属于低温泵结构性传热部件。对应用于储运系统的某小流量高压头的离心式液氢泵的叶轮和转轴部件,进行功能分区,利用CFD内嵌模块对其进行数值计算。根据运行系统中输送载荷,对低温条件下的转子部件进行热-结构耦合瞬态应力应变分析,获得其动力特性;采用流固耦合方法,对叶轮区的流体域进行数值计算,分析不同流体载荷下叶轮表面应力分布;对低温离心泵轴-叶轮的传热区进行设计,分析低温-室温隔热效果,为离心式液氢泵的设计研发、结构优化和性能改进提供理论依据和参考。     

多级离心泵叶轮口环磨损监测方法研究

采用计算流体动力学理论对多级离心泵整机流场进行了建模,分析了多级离心泵口环间隙对整机流场的影响,得到了多级离心泵效率随口环磨损变化的曲线,引入了轴向振动指标,将效率与轴向振动相结合,提出一种口环磨损量实时监测评估方法。建立了多级离心泵实验台,将实验结果与模拟结果相对比,验证了所提出方法的可行性。通过实验分析了口环磨损故障与叶轮腐蚀以及堵塞故障的特点,排除了叶轮腐蚀及堵塞对口环磨损实时监测的影响,完善了所提出方法。     

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。     

水温对离心泵汽蚀影响的试验验证及测试系统的改进

介绍了一种集离心泵泵性能试验和汽蚀试验自动化运行的测试系统,包括其设备构成与测试方法;并通过具体试验,测试在不同水温下,离心泵NPSHr的变化趋势;验证介质温度对离心泵汽蚀的影响;对离心泵及汽蚀测试系统进行改进,减少介质温度对离心泵汽蚀测试的影响,提高试验精度。     

Numerical simulation and analysis of solid-liquid two-phase flow in centrifugal pump

The flow with solid-liquid two-phase media inside centrifugal pumps is very complicated and the relevant method for the hydraulic design is still immature so far.There exist two main problems in the operation of the two-phase flow pumps,i.e.,low overall efficiency and severe abrasion.In this study,the three-dimensional,steady,incompressible,and turbulent solid-liquid two-phase flows in a low-specific-speed centrifugal pump are numerically simulated and analyzed by using a computational fluid dynamics(CFD) code based on the mixture model of the two-phase flow and the RNG k-two-equation turbulence model,in which the influences of rotation and curvature are fully taken into account.The coupling between impeller and volute is implemented by means of the frozen rotor method.The simulation results predicted indicate that the solid phase properties in two-phase flow,especially the concentration,the particle diameter and the density,have strong effects on the hydraulic performance of the pump.Both the pump head and the efficiency are reduced with increasing particle diameter or concentration.However,the effect of particle density on the performance is relatively minor.An obvious jet-wake flow structure is presented near the volute tongue and becomes more remarkable with increasing solid phase concentration.The suction side of the blade is subject to much more severe abrasion than the pressure side.The obtained results preliminarily reveal the characteristics of solid-liquid two-phase flow in the centrifugal pump,and are helpful for improvement and empirical correction in the hydraulic design of centrifugal pumps.     

高温热油泵机械密封的热特性数值分析

针对高温热油泵机械密封的失效问题,研究其在不同工况和结构参数下的热特性。通过ANSYS建立由机械密封动环、静环和静环座组成的三维热-结构耦合模型,并使用MATLAB计算端面热流密度插值函数;采用UDF函数对插值函数进行加载,求出每一个单元的热流密度,进而分析高温热油泵机械密封在不同转速、材料和相关结构参数下的传热特性和端面温升。分析结果表明：高温热油泵机械密封运转过程中,接触端面处温度最高;端面热量主要是通过动环传导出去,改变O形圈的支撑位置可以优化端面温升;随着端面宽度的增加及载荷系数的增大,端面温升均增大;机械密封在稳态运转的情况下,端面不会发生相变。     

基于湍流猝发结构的离心泵内沙粒运动规律研究

离心泵内的沙粒磨蚀问题是一个国内外尚处于探讨阶段的复杂现象。多年来许多学者们从试验、理论、计算等多方面对这一问题进行了大量的研究与探讨。本文尝试从近壁区湍流的猝发结构出发,研究离心泵内的泥沙磨蚀问题。文中首先从BBO方程出发得出了沙粒近壁区法向运动速度upy,然后基于湍流的猝发结构导出了沙粒"扫掠"情况下的流向速度upx。最后用两个速度得到了基于壁湍流猝发结构的离心泵内的沙粒对叶轮壁面的冲击角。上述研究表明离心泵内正是由于猝发时的"扫掠"作用造成了沙粒对叶轮壁面的小角度切削,这与前人的试验观测结果相吻合。     

地源热泵供热水-空调冷热联供综合系统的实验研究

介绍了作者自主设计实施的地源热泵热水-空调冷热联供系统,运用单因素方法,研究地埋管总深度、地埋管及空调的循环介质流量等对热泵系统运行特性的影响,提出土壤源制热水和冷热联供两种工况下的合理运行方式。研究结果表明土壤源制热水间歇运行时既满足生活热水需求,又避免土壤源长期过度取热;夏季采用空调冷凝热为建筑制冷的同时制取生活热水,机组综合能效比达1:7以上,使热水系统全年运行成本大大降低。     

汽轮机复水泵国产化改型

乙烯装置裂解气压缩机组是乙烯行业最核心的设备,其汽轮机复水器凝渡泵对抗汽蚀能力要求很高。目前乙烯行业基本采用热井泵,由于结构缺陷和工艺波动的影响,故障偏多.中原乙烯装置裂解气压缩机组GB／T201凝液泵为热井泵,该设备的不稳定性长期困扰生产。经过充分技术分析与论证,从经济性和稳定性出发,将超汽蚀叶形的诱导轮技术应用于单级离心泵,进行设备改型.经与北京巡航高科技有限公司合作,按照满足GB3215—82和API两个标准的要求,对设备结构、材料、密封等进行设计、制造,确定了工艺性能,并对现场工艺流程进行了重新布局。该泵于2003年12月单机试运完毕后成为备用泵,至今已间断运行四个阶段,累计165天。从运行统计数据分析,此泵的机械状态和工艺性能良好,完全能够满足生产需要。对比两种型式复水泵的运行情况,可以得出结论：新增卧式复水泵的稳定性要远好于热井泵因此,此次复水泵国产化改型是成功的,消除了生产隐患,为装置长周期运行打下了良好的基础,同时也为今后新建乙烯裂解装置复水泵的选型提供了新路.     

离心式压缩机叶轮口圈密封间隙设计程序开发

本文以Visual Basic编程语言为开发工具,以近年来离心式压缩机闭式叶轮口圈变形规律为理论基础,开发出一款叶轮口圈密封间隙设计程序。程序中集成了＂输入参数＂、＂计算结果＂、＂结果比较＂等主要框架,操作简便、界面整洁,使用者可通过该程序快速获得容许密封最小直径间隙值,以及原设计规范取值。