输送水时离心油泵不同出口角叶轮切割性能实验

选取常用的65Y60型离心油泵为研究对象,对叶片出口角分别为15°、25°、45°和60°的4个叶轮进行切割试验,研究了泵性能随叶片出口角和叶轮直径的变化规律。研究表明,扬程曲线和轴功率曲线随叶轮直径的减小而下移。当叶轮直径切割到205mm时,泵效率出现不降反而升高现象;以后,随直径的减小而迅速下降。最优工况流量、扬程和轴功率随叶轮直径的减小而下降。叶片出口角对滑移系数、水力效率和机械效率的影响较大,对容积效率的影响较小。叶轮直径对水力效率和机械效率的影响较大,对滑移系数和容积效率的影响较小。切割指数同时受叶轮直径和叶片出口角的影响。对小出口角叶轮,流量切割指数、扬程切割指数和轴功率切割指数随叶轮直径的减小而下降;对大出口角叶轮,流量切割指数、扬程切割指数和轴功率切割指数随叶轮直径的减小而升高。效率切割指数随叶轮直径的减小而升高,并趋向某个值。由实验结果得到的4个切割指数都与现有的理论值不同。     

输送粘油时离心油泵不同出口角叶轮切割性能试验

本文选取定型产品比转速为47的65Y60型离心油泵为研究对象,对叶片出口角分别为15°、25°、45°和60°的4个叶轮进行切割,研究了输送水和粘油时泵性能随叶片出口角、叶轮直径的变化规律。结果表明,在各种叶轮直径和液体粘度条件下,叶片出口角对扬程、轴功率曲线的斜率和效率曲线的形状都有较大影响。叶轮切割到某一直径,例如205mm时,泵效率非但不降,反而升高,最多升高6％。滑移系数、水力效率、容积效率和机械效率都与叶轮直径和液体粘度有关。受液体粘度的影响,最优工况切割指数与现有理论值都不同,粘度越大,差别越大。叶片出口角越大,切割指数曲线的变动范围越窄,其最优工况参数因叶轮切割而受到的影响越小。     

交错叶片对双吸离心泵性能特性影响分析

为了积极响应及实现国产化要求,对原进口泵进行整机国产化研制,通过数值模拟分析了叶轮叶片交错角度为0°、15°、30°时离心泵内的流态和压力脉动。结果表明:随着叶片交错角度的增大,小流量工况下,扬程值逐渐降低,效率值无明显变化;大流量工况下,扬程值和效率值逐渐增大;额定工况下,随着叶片交错角度的增大,压出室对称分布的两个单独流道同一位置处静压值逐渐增大,相对速度值逐渐减小,而叶片处的相对速度值无明显变化。压出室内压力脉动幅值随着叶片交错角度的增大出现明显的减弱现象。同一叶片交错角度下,随着压出室过流断面的增加,压力脉动幅值逐渐减小,隔舌位置处压力脉动幅值受动静干涉作用最大。站场运行结果表明,叶片交错角度为30°的国产泵较原进口泵振动值减小、耗能降低、泵运行平稳且效率高。     

基于CFD对旋喷泵两种叶片结构的数值模拟及性能比较

采用封闭式叶轮结构,设计了长短复合式S型叶片和矩形流道断面叶片两种不同叶片结构的旋喷泵水力模型;利用ANSYS-CFX软件对两种水力模型的流场进行三维数值模拟,分别得到两种模型的压力场、速度场。通过对设计方案扬程、效率、轴功率的计算,分析了两种旋喷泵水力模型的性能特征。模拟计算结果表明:对于小流量旋喷泵的叶轮结构,矩形流道断面叶片的性能优于长短复合式S型叶片。     

高低叶片对旋流泵性能影响的研究

通过对旋流泵内部流道进行三维造型,利用雷诺时均方程、双方程湍流模型并结合SIM-PLEC算法对旋流泵内部三维不可压缩湍流场进行数值模拟,得出旋流泵内部的压力分布。通过对三种不同高度差的弯曲叶片模拟结果进行对比,发现高低叶片能够改善旋流泵水力性能。在模拟的基础上进行了试验研究,结果表明：模拟结果是正确的;高低叶片能够减小水力损失,提高旋流泵的扬程和效率;3种叶轮中,2个对称分布叶片比其余4个叶片高的叶轮的水力性能最好,效率提高约3%。     

新型圆盘泵叶轮设计及其性能预测

针对原有叶片圆盘泵扬程和效率较低的状况,在原有叶轮的基础上进行了结构改型,采用多重参考坐标系法模拟叶轮在泵内旋转。利用Eulerian多相流模型、标准κ-ε湍流模型与SIMPLEC算法对改型前、后叶片圆盘泵进行数值模拟,得出改型前、后叶片圆盘泵在清水介质条件下的效率和扬程水力性能曲线,分析不同圆弧过渡角度及轴向伸出长度对泵水力性能影响,对比分析改进前、后叶轮的抗气蚀性能;并得出改进前、后叶片圆盘泵在固液两相流条件下的固相颗粒体积分布云图。结果表明:改型后的叶片圆盘泵模型不仅具有改进前叶片圆盘泵的优点,且效率、扬程及抗气蚀性能均高于改型前叶片圆盘泵。     

新夏港抽水站水泵装置设计

根据新夏港抽水站扬程特别低,工程布置采用闸站结合的特点,进行了立轴,斜轴,臣轴三个结构形式泵型的比较选择,推荐采用３０°斜轴仲式泵型。介绍斜式轴流泵传动方式比选及流道和断流装置的设计。     

背叶片对离心料浆泵性能影响研究

背叶片经常被应用到特种离心泵设计中,它的设计影响了离心泵的扬程、效率等水力性能。文中针对背叶片的高度、形状等几何参数对离心泵的性能影响作了数值模拟研究,分别对设置有后弯式与直型背叶片的四种不同形状的离心泵内部流场作了三维湍流数值模拟,分析了因背叶片高度不同、型线不同对泵水力性能与内部流场的影响。结果表明,带后弯式背叶片的泵扬程和效率均较直型背叶片高。由不同高度背叶片中间截面压力分布图的对比分析发现,随着背叶片高度的减小,背叶片中间截面压力分布越来越均匀。后弯式背叶片中间截面压力分布较直型背叶片的均匀,直型背叶片相邻两叶片之间均存在非常强烈的回流与旋涡,后弯式背叶片随着高度的减小,相邻两叶片中间流道的流动越来越顺畅。随着背叶片高度的减小,其对泵性能的影响程度亦减小,实际上存在一个合理的背叶片高度的取值。本分析结果为离心料浆泵背叶片的设计提供了参考依据。     

轴流泵飞逸转速特性试验研究

介绍对立式和卧式两种轴流泵模型装置进行的飞逸转速特性试验研究,试验结果表明在-6°～+6°叶片角范围内,单位飞逸转速随叶片角度减小而增加,飞逸转速随扬程提高而增加,飞逸转速是额定转速的0.83～1.4倍。     

冲压泵叶轮叶片与盖板间间隙对泵性能的影响

采用CFD数值模拟和试验研究相结合的方法,对冲压泵叶轮叶片与盖板间焊接间隙与泵水力性能的关系进行了研究,针对五种不同焊接间隙值对叶轮内部流动特性及水力性能的影响开展了深入研究.研究结果表明:随着叶片与盖板间间隙值的增大,叶轮出口到导叶出口的整体静压值不断降低,叶轮增压作用下降,叶轮各流道间出现窜流和二次回流,泵的水力性能也不断下降.当间隙值δ=1mm时,扬程和效率下降最大,分别为2.13m和13.7％.研究结果对产品的设计与制造具有一定的指导意义.     

单流道泵内部非定常流动特性

将叶片和蜗室作为一个整体,对单流道泵内部三维非定常流动特性进行研究,经分析提出了单流道泵内部三维非定常势流流动和三维非定常湍流流动的数值模拟方法,分别计算了单流道泵内部的速度场、压力场和叶片表面的压力分布,对进一步研究单流道泵内部流动具有重要意义。在此基础上计算了叶轮所受的径向力及其变化趋势,为提高单流道泵运行稳定性提供了理论依据。此外还计算了扬程、平均水功率和效率,并与试验值作对比。尽管忽略粘性使得势流计算得到的速度场在蜗壳的局部区域出现反方向流动,从而导致叶片压力面压力沿展向波动变化,但其性能曲线与试验值变化趋势一致,粘性计算结果与试验值相比,精度较高。     

混流式核主泵叶轮叶片厚度分布规律对能量性能的影响

采用数值计算方法,开展混流式核主泵叶轮叶片自前盖板至后盖板方向厚度分布规律对能量性能影响的研究。通过对5种具有不同厚度分布规律叶片的叶轮进行比较分析,探索最佳叶片厚度比值和其对叶片表面静压力分布规律的影响。结果表明:当叶片后盖板处厚度与前盖板处厚度比值L=1.5时,叶轮的水力效率达到最高,当L=1.25时叶片做功能力低,叶轮内能量损失大,水力效率较低;在小流量工况下,随着比值L的增加,相同流量下扬程和水力效率都随之升高;在大流量工况下,扬程和水力效率都随着L的增大而降低;叶轮流道内压能沿着前盖板至后盖板方向增大并且最大压能位置向中间移动。     

大型斜流泵模型泵装置水力性能的研究

为了探讨斜流泵段与泵装置水力损失及空蚀试验的异同点,以河海大学多功能水力试验台为基础,通过试验测量和计算,对比分析斜流泵段和斜流泵装置的水力损失及有效空蚀余量。结果表明:斜流泵段在叶片安装角度较小时,其水力损失由叶片表面摩擦损失和出口混合损失决定,而当叶片安装角度增大时,其水力损失由进口撞击损失决定;泵装置较泵段水力损失变化稳定但变化幅度较大;斜流泵装置与泵段在设计扬程附近有效空蚀余量随叶片安装角度增大而增大,但在偏离设计工况时数据变化无明显规律,且斜流泵装置与泵段比较有效空蚀余量总体偏小。     

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。     

低扬程虹吸流道泵装置起动动态特性数学模型

从理论上分析了低扬程泵装置虹吸流道中空气动力学特性、泵机组暂态电气特性和动力学特性以及虹吸流道非恒定流、水泵动力性能，并结合水泵相似理论。提出了在低扬程虹吸流道泵装置起动过渡过程中泵机组动态特性以及虹吸流道内空气压力变化的数学模型。     

叶片形式对旋流泵性能的影响

旋流泵因其具有无堵塞的优点而在疏浚清淤工程得以广泛应用。叶片是旋流泵的关键部件,改变叶片形式会引起旋流泵内部流场发生截然不同的变化,从而改变旋流泵性能。本文针对直叶片、后弯叶片、前弯叶片和双向倾斜叶片4种叶片形式,通过数值模拟手段,研究了不同叶片形式对旋流泵扬程、功率和效率等性能参数的影响。研究表明,泵叶腔内流体由后弯叶片所获得的速度较小,向无叶腔流体传递的能量较少,而在这种传递过程中,后弯叶片所产生的漩涡强度和范围却远远高于其它3种叶轮,故采用后弯叶轮的旋流泵扬程、轴功率和效率均为最低。而采用直叶片形式可以使旋流泵获得最大效率。本文研究可以为旋流泵的叶片设计提供参考。     

叶轮流道宽度对泵性能的影响

用试验方式研究了改变叶轮流道宽度时泵的扬程,效率曲线的变化趋势,以及关死点扬程、最高效率点的变化规律。在此基础上提出了在离心泵设计中存在着一个最佳叶轮流道宽度的观点。     

冲压泵水力参数对性能的影响

在其他参数和测试条件相同的情况下,通过调整冲压泵叶轮和导叶的单个水力参数,验证其对泵性能的影响。测试分析让我们掌握了泵扬程和效率会随着叶轮叶片出口角β2、叶轮出口宽度b2、叶轮叶片数Z、叶轮叶片进口角β1以及导叶出口角的不同而产生变化的规律。在设计时合理的设计参数有益于泵扬程、效率的提高,可优化泵的整体性能,降低对电动机功率的要求。选用冲压泵产品来验证各项参数对泵性能的影响,主要是基于冲压焊接制作工艺快捷方便,试样模具费用低,有利于样机的快速成形。     

高速泵性能曲线驼峰现象分析

一、前言高速离心泵是部分流泵的一种,结构特点是叶轮为开式直叶片,泵的出口为在泵壳内沿圆周切线引出的锥形喷射孔。性能曲线有驼峰和陡降的特点,性能曲线的驼峰即在一个流量区域内会出现流量增加扬程上升,与常规的离心泵曲线相反,在这个区域外性能曲线又恢复正常,但很快又会出现流量过大时扬程迅速下降的特点。如果额定点流量在这样的区域就无法实现通过DCS与系统连锁进行自动控制。     

闭式旋涡泵性能试验研究及水力设计

通过分析旋涡泵叶轮叶片数、泵体流道面积对泵性能影响的对比试验，阐述泵的几何参数对泵性能影响的变化规律。利用数值分析方法拟合出叶轮直径D、叶片数Z及流道面积A的经验系数水力计算公式。