多级多出口离心泵的数值模拟及试验验证

应用ANSYS-CFX软件及标准k-ε湍流模型,实现了对多级多出口离心泵整机全三维流场的数值模拟,通过分析不同出口设置下的泵内流场分布和压力分布,发现处在泵出口下游段的泵级流量为零,级内的液流处于自循环状态,伴随有较大的能量损耗,且产生较大的静压,对泵强度及可靠性产生一定影响。然后计算出泵的特性曲线,发现当泵出口设置在多级离心泵最后一级时,泵扬程及效率达到最高,泵出口位置越向前级移动,多级泵扬程和效率下降越多。最后通过与试验性能曲线进行对比,验证了计算方法及结果的准确性。     

射流泵混合的单位质量能量耗散率

推导出射流泵单位质量能量耗散率公式,涉及到射流泵轴向尺寸与能耗率,弥补了基本性能方程只涉及截面尺寸的不足。将射流泵的单位质量能量耗散率公式与搅拌器和静态混合器比较,进而分析得出射流泵有较强液一液混合性能的本质。虽然射流泵效率低,但将其用作混合时却强度高。     

泵控非对称液压缸系统能效特性对比研究

以现有对称泵控非对称缸系统和新型三油口泵控非对称缸系统为对象,对四象限工况下两种系统的能效特性进行了对比研究。介绍了两种系统的工作原理,对系统能效进行了理论分析,进一步在Simulation X软件中进行了仿真研究,并讨论了负载力大小对系统能效的影响。仿真结果表明,与对称泵控系统相比,三油口泵控系统第Ⅰ象限内,可提高系统能量效率7.6％,减少系统能量损失66％;第Ⅲ象限内,可提高系统能量效率21.2％,减少能量损失86.4％,因此具有更好的能效特性,节能效果显著。     

射流泵混合的单位质量能量耗散率

推导出射流泵单位质量能量耗散率公式，涉及到射流泵轴向尺寸与能耗率，弥补了基本性能方程只涉及截面尺寸的不足。将射流泵的单位质量能量耗散率公式与搅拌器和静态混合器比较，进而分析得出射流泵有较强液－液混合性能的本质。虽然射流泵效率低，但将其用作混合时却强度高。     

泵的能量损失及效率计算

当前,国家对节能问题十分重视。本文在分析泵的能量损失和效率计算的基础上,探讨如何合理地进行泵的设计、选用和运行。一、泵装置的能量损失及效率如图1所示,泵装置的能量损失主要分为电机、泵和管路系统的能量损失等三部分。     

立式双级自吸泵水力性能分析及内部结构改进

为改善立式双级无密封自吸泵效率低和噪声大的问题,在分析传统立式自吸泵结构和内部流动的基础上,提出一种改进型立式双级自吸泵,给出了新型自吸泵蜗壳结构和密封口环形式,在保证自吸性能的前提下,有效提升了效率。利用CFD分析软件对传统立式双级自吸泵结构和改进结构进行内部流动的数值模拟,对性能进行了对比分析,并研究了蜗室与气液分离室的匹配和不同密封口环形状和尺寸对泵效率的影响。数值模拟和试验结果吻合良好,能够说明自吸泵内部流动机理。结果显示,相比传统直边叶轮口环结构,采用L型密封口环后的自吸泵容积效率得到明显提高;采用改进的蜗室和储液室匹配,降低了过渡流道的水力损失,有效提高了自吸泵的效率和稳定性。     

螺旋离心泵的试验研究

分析了ＬＬＷ－８０螺旋离心泵吸入口段，螺旋形蜗室，出口段，多断面测试结果，论述了螺旋离心泵的流动特性，分析表明，加大叶片出口家放角β２以及抑制泵出口的预旋可提高泵的扬程及效率，最后介绍了该泵通过活生物试验的试验结果。     

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。     

蜗壳对离心式潜水排污泵性能影响的研究

针对WQ100-18-7.5型潜水排污泵,研究了不同蜗壳对泵性能的影响。对初始设计的泵进行外特性试验,发现泵扬程不足,效率较低。又以数值模拟作为研究手段,分析了设计工况下泵内部的流动、速度矢量及静压分布,研究结果表明:叶轮压力面靠近进口处出现明显的脱流及旋涡,蜗壳出口堵塞严重,隔舌附近压力梯度大,导致叶轮出口液流角发生较大改变,泵内部流场不均匀,并发现蜗壳内部损失与叶轮做功大小的比值为61.5%。通过采取增大蜗壳扩散段的过流断面面积,提高蜗壳出口距离中心的高度等优化措施后,再以同样的方法进行数值模拟,结果发现优化后的泵内部流场获得明显改善,叶片压力面上的旋涡程度减弱,蜗壳内部压力分布均匀,出水顺畅。将优化后的蜗壳经加工制作后进行外特性试验,扬程提高12.46 m以上,机组效率增加约40%。     

矿用自卸车转向系统节能技术研究

针对矿用自卸车转向液压系统能量损耗偏高、发热较严重的现象,提出利用负载敏感变量泵取代普通泵的方案。根据系统负载来调节转向泵出口的流量,使泵的流量在车辆直线行驶或怠速状态下维持很小的状态,并在极限转角位置时泵处于小流量低压卸荷状态,从而降低系统的能耗损失。建立转向系统的AMESim模型对其进行研究,数据表明:采用改进后的负载敏感变量转向系统在车辆直线行驶或怠速工况时可有效减少90%以上的能量损失。     

某医院住院楼地源热泵热水系统性能测试与研究

简单介绍了某医疗建筑的能耗情况和医院的工程概况,并对本医院的供热水系统——地源热泵系统的运行情况进行测试和性能研究,包括对机组冷冻水的进/出温度的测试、土壤换热器吸热效率的测试、机组的能效测试等,并分析冷冻水的进/出温度、流量及其他因素对系统能耗产生影响情况,并得出系统冷冻水流量在4.3～4.8kg/s范围内为最佳流量段,此时土壤换热器的吸热效率较高,土壤换热器单位管长换热量在35.5W/m左右,机组的能效比值达4.0及以上,系统的能效比达3.7及以上;最后对本系统进行了节能计算及效益分析,可看出此系统节能效益非常可观。     

液压混合动力汽车自动怠速系统控制策略

为使串联式液压混合动力汽车在自动怠速时节能减耗,提出一种采用电液泵结合蓄能器的自动怠速系统。介绍了该混合动力汽车及电液泵的结构与原理,且分析了电液泵在油温48 ℃、转速4000 r/min、压力30 MPa时的油隙损耗和总效率,结果证明,该泵比发动机-泵组有更低的机械损耗和更高的总效率。通过建立分段控制策略,充分利用蓄能器作为应急能源可在短时提供动力的特点,并结合所搭建试验平台进行节能试验研究,结果表明,采用电液泵结合蓄能器的自动怠速系统,在分段控制策略下,比发动机-泵组自动怠速系统的效率提高了5%左右。     

基于变频调节的快锻液压系统节能与控制研究

针对快锻时不足5%的传动效率造成的液压传动系统高能耗问题,提出由变频直驱泵与蓄能器结合起来而构成的新型泵-蓄能器复合动力源系统,并以泵口压力为控制目标,通过模糊自整定压力闭环控制策略,实现低装机功率下动力源的无溢流稳压输出,也为锻造液压机电液比例控制系统提供了稳定的动力输入。为减少节流损失,压下时利用差动回路。建立了泵头单元的数学模型,给出了确定蓄能器工作参数的基本原则。实验研究表明,基于变频调节的快锻液压系统位置误差可达0.2mm,较电液比例阀控系统总能耗降低65.3%,传动效率提高13.4%。     

模糊PID进出口独立控制装载机摇臂液压系统

传统装载机常采用四边联动滑阀的多路阀控制液压缸运动,致使进出液压油口节流损失大,尤其对于负载复杂多变工况的摇臂液压缸,能耗损失更为明显。为改进这些不足,提出了一种基于模糊PID泵阀协同进出口独立控制的装载机摇臂液压系统。采用AMESim,LMS Virtual.Lab Motion仿真软件建立了原机的机液联合仿真模型,并通过试验验证了所搭建模型的准确性。在原模型的基础上,构建了基于模糊自适应PID泵阀协同进出口独立控制的装载机摇臂液压系统仿真模型,并进行了动力性、能效特性的研究。结果表明,采用进出口独立模糊PID控制方法可显著降低阀口节流损失,在保持摇臂机构动力性不变的前提下,泵功率峰值在摇臂油缸阻抗和超越工况下分别降低了13.6%和46.8%。     

三元流技术在循环水泵节能技术改造中的应用实践

针对某大型化工企业循环水系统存在的"大马拉小车"现象和水泵长期处于"大流量、超扬程"的偏设计工况运行的特点,提出采用"三元流技术"对水泵进行纠偏节能技术改造,通过更换高效三元流叶轮达到提高水泵运行效率及降低能耗的目标。实施改造后,水泵效率提高近10%,单台水泵每年节约电能76.8万kW·h,节能效果显著。     

直燃型溴化锂吸收式机组与风冷热泵机组在变工况下运行的一次能耗及环境影响比较

对直燃型溴化锂吸收式机组和电动风冷热泵机组在变工况下的一次能源利用率PER作了比较。在不考虑冷却系统能耗的条件下 ,直燃机的一次能源利用率比风冷热泵高。而在冷却系统水泵扬程较大时 ,直燃机的综合能耗高于风冷热泵。提高直燃机的冷水出水温度可以提高直燃机运行经济性。同时指出了火电厂调峰情况下风冷热泵的能耗更高 ,而在我国以煤为主的能源结构及供电效率较低的现状下风冷热泵机组的环境影响也是不可忽视的。     

Performance study based on inner flow field numerical simulation of magnetic drive pumps with different rotate speeds

Magnetic drive pump has gotten great achievement and has been widely used in some special fields.Currently,the researches on magnetic drive pump have focused on hydraulic design,bearing,axial force in China,and a new magnetic drive pump with low flow and high head have been developed overseas.However,low efficiency and large size are the common disadvantages for the magnetic drive pump.In order to study the performance of high-speed magnetic drive pump,FLUENT was used to simulate the inner flow field of magnetic drive pumps with different rotate speeds,and get velocity and pressure distributions of inner flow field.According to analysis the changes of velocity and pressure to ensure the stable operation of pump and avoid cavitation.Based on the analysis of velocity and pressure,this paper presents the pump efficiency of magnetic drive pumps with different rotated speeds by calculating the power loss in impeller and volute,hydraulic loss,volumetric loss,mechanical loss and discussing the different reasons of power loss between the magnetic drive pumps with different rotated speeds.In addition,the magnetic drive pumps were tested in a closed testing system.Pressure sensors were set in inlet and outlet of magnetic drive pumps to get the pressure and the head,while the pump efficiency could be got by calculating the power loss between the input power and the outlet power.The results of simulation and test were similar,which shows that the method of simulation is feasible.The proposed research provides the instruction to design high-speed magnetic drive pump.     

泵阀并联进出口独立系统特性

为结合阀控系统响应快和泵控系统能效高的优点,并减少传统四边联动阀带来的节流损失,提出一种泵阀并联进出口独立控制系统方案,应用于某6 t液压挖掘机动臂及斗杆系统。建立多学科联合仿真模型,设计泵阀协同驱动控制策略,研究了阀控单元与泵控单元输出功率比对系统特性的影响,并应用泵控单元消除了多执行器载荷差异带来的节流损失,对比分析传统进出口独立控制系统与所提系统的运行特性和能耗特性。仿真结果表明,增大阀控单元输出功率占比,可提高系统动态响应;增大泵控单元输出功率占比,可有效减少系统能耗。与传统进出口独立控制系统相比,该系统可减小节流损失90%,降低系统能耗41%,并改善重载执行器响应滞后现象。     

循环加热污水源热泵热水器运行性能的试验研究

针对目前能源紧缺及热泵热水器的发展现状,搭建了循环加热污水源热泵热水器实验台,维持蒸发侧污水源进水温度、冷凝侧和蒸发侧水流量恒定,测量记录保温水箱水温从15℃升高到55℃过程中的加热区间能耗、进出水温差、压缩机吸排气压力、电功率等参数。数据分析得出,系统平均能效比达到3.73,具有较好的节能性。