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。     

离心泵汽蚀现象分析及防汽蚀措施

主要介绍了离心泵汽蚀现象及形成机理,重点突出了两个主要概念:装置汽蚀余量(NPSHa)和必需汽蚀余量(NPSHr)。对吸上装置和倒灌装置,分别给出了装置汽蚀余量的计算公式。在此基础上,列出了提高离心泵抗汽蚀能力的方法。     

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。     

轴流泵必需汽蚀余量的优化方法

本文提出一种优化轴流泵必需汽蚀余量（NPSHr）的方法。首先,利用现有的叶栅实验数据确定一个使必需汽蚀余量出现最小值的叶轮直径。然后,调整叶轮出口流体速度矩使必需汽蚀余量出现最小值,进行第二次优化。叶轮出口流体速度矩由速度矩分布函数表示。速度矩分布函数是由两个参数确定的二次多项式。在第二次优化过程中,利用径向平衡方程和激盘理论确定叶片进出口角和叶片形状;采用二维涡元法计算叶片表面流体速度、压力分布和汽蚀余量;建立必需汽蚀余量与确定速度矩分布的两个参数的响应面。结果表明,在第一次优化基础上,第二次优化使必需汽蚀余量下降了37．5％,有较明显的效果。     

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。     

基于PumpLinx的余热排出泵汽蚀余量的仿真方法研究

阐述了汽蚀的原理与现象,提出了一种对核电厂用正常余热排出泵进行汽蚀余量仿真研究的数值模拟方法。对水力模型流体区域进行建模,并介绍了模型假设和简化、网格的生成方法、工作介质的物性以及数值模拟仿真计算方法。按ANSI/HI1.6离心泵试验要求进行仿真,通过对各流量点不同进口压力的扬程数据进行拟合计算,获得设计流量点、小流量点和大流量点扬程下降3%时的汽蚀余量NPSH3值。     

影响水泵必需汽蚀余量（NPSHr）换算关系的因素分析

泵转数变化时，其工作性能随之变化，本文通过水热力学性质、动力相似假设、水泵汽蚀性能测试标准对水泵影响的理论分析，揭示了泵在转速变化时的必需汽蚀余量（NPSHr）换算关系中存在的问题。     

双螺杆泵选型和必需汽蚀余量探讨

对比了德国鲍曼公司的双螺杆泵样本的计算必需汽蚀余量公式、ALLWEILER公司的双螺杆泵的必需汽蚀特性曲线,并与国内某泵业2G系列中NPSHr曲线示例进行了比对计算。文中指出由于螺杆泵输送的介质品质不同、粘度工况不同,计算误差可能很大,需根据实际情况作大量试验来修正计算公式。     

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。     

叶片进口修缘对离心泵汽蚀性能影响的数值计算与试验研究

为了改善离心泵的汽蚀性能,根据经验,确定了两种叶片进口修缘形式。首先通过原型泵的外特性试验,确定了能量性能和汽蚀性能曲线。基于完整空化模型和混合流体两相流模型,对原型泵运行工况下叶轮内空化流动进行全流道数值计算。预测得到原型泵能量性能和汽蚀性能曲线,与试验曲线吻合良好;同时得到汽蚀发生过程中叶轮流道内空化发展的静态特征,与理论相符。故采用相同的数值分析方法对两种叶片进口修缘后的叶轮进行分析,分析表明：进口修缘后泵的汽蚀性能得到了提高,叶片进口工作面修缘形状越接近流线型,泵的汽蚀性能越好。对较好修缘形式的泵进行试验,得到其能量性能曲线和汽蚀性能曲线,数值分析与试验研究的曲线吻合,修缘后泵的临界汽蚀余量得到改善。研究结果对离心泵汽蚀改善的方法具有一定的指导意义。     

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。     

基于Matlab的泵可用汽蚀余量曲线拟合方法探讨

泵可用汽蚀余量曲线的形状直接影响泵汽蚀性能的判断,因此需要尽可能地提高曲线的拟合精度。本文使用Matlab的曲线拟合功能,对泵可用汽蚀余量曲线采用了多项式和非线性拟合,并详细介绍了曲线拟合的原理及过程。经过比较分析得出5次多项式和指数函数拟合曲线较理想,并求出了相应NPSH3值。     

油田用离心泵汽蚀性能的数值分析与试验

为了准确预测油田用离心泵的汽蚀性能,本文使用计算流体力学软件Fluent中的Mixture多相流模型与汽蚀模型相结合对离心泵内的汽蚀现象进行数值模拟,并通过油田用离心泵汽蚀性能试验对数值计算结果进行验证。在验证模拟结果可行的基础上,对离心泵结构及工作参数对其汽蚀性能的影响进行了数值分析,结果表明:叶轮采用6叶片较4和8叶片汽蚀性能更优;叶轮转速越小,离心泵抗汽蚀性能越好;离心泵进口流量越大,抗汽蚀性能越差。     

离心泵遗传算法多目标优化与压力脉动分析

为了改善离心泵在运行过程中存在的效率低、性能曲线有驼峰和抗汽蚀性能差的情况,以遗传算法和数值模拟相结合的方法对离心泵模型进行优化。建立以离心泵能量损失最小、抗汽蚀性能最强和性能曲线无驼峰为目标函数的数学模型,使用MATLAB遗传算法工具箱对叶轮7个主要变量进行优化,对优化后的模型进行流场分析,并在蜗壳流道内设置3个监测点,绘制出监测点处压力脉动时域图和频域图,同时对比了优化前后离心泵的效率变化。优化结果表明:遗传算法工具箱与传统优化方法相比,能够快速的达到收敛简化了优化程序,离心泵内部流场优化后压力脉动幅值降低。通过优化,能量损失降低了3.1%,汽蚀余量降低了0.22m,遗传算法对离心泵的优化具有很强的实用性,优化后离心泵流场稳定性提高。     

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.     

循环水泵汽蚀原因分析及改造方案

从吸水池尺寸形状、进水管、抽送介质的物理化学特性、泵必需的汽蚀余量和汽蚀比转速等方面，讨论了循环水泵汽蚀产生的原因，并提出了改造方案。     

低加疏水泵汽蚀原因分析及优化

济宁能源发展集团阳城电厂1#、2#超高压150MW机组低压加热器疏水泵经过多次调试,虽然能投入运行,但振动较大。分析认为,该低加疏水泵系统阻力较大,达不到必需的汽蚀余量,从而使疏水泵入口产生汽蚀,不能满足负荷连续运行的要求。为此,将低加疏水泵系统进行优化,优化后,低加疏水泵在各种负荷下汽蚀余量均大于泵的必需汽蚀余量,可连续运行,满足机组需要。     

比转速185的离心泵研制及平衡孔对泵性能影响的试验研究北大核心

通过对n_s=185水力模型进行优化设计,研制成功CB50-12.5-3型普通离心泵。在泵型式试验基础上,对叶轮去掉平衡孔及背口环进行了对比试验,发现平衡孔装置对泵扬程、效率和汽蚀余量都有较大影响,分析其原因主要是由于平衡孔破坏了叶轮进口区域的流场所致。建议高比转速离心泵可以采用圆锥滚子轴承代替平衡孔来平衡轴向力。     

基于空化模型的多级离心泵汽蚀性能分析

应用Rayle igh-P lesset气泡方程建立离心泵空化模型,并与气液两相湍流控制方程耦合求解,得到了多级离心泵内三维湍流场及气液相分布,捕捉到气泡的初生、发展及冷凝过程。计算了不同流量下的离心泵的必需汽蚀余量并与实测结果进行了对比分析。     

低汽蚀余量磁力泵的试验研究

为了获得良好的抗汽蚀性能,对磁力泵叶轮采取低汽蚀余量设计措施,同时配置变螺距诱导轮.在结构上利用永磁传动实现了无泄漏,解决了转子体轴向力平衡、导轴承结构与材料、循环回路润滑冷却等重要技术问题.经样机的试验检测表明,低汽蚀余量磁力泵的流量、扬程和必须汽蚀余量性能及其振动值均达到了设计要求.