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叶轮切割实验

对65Y60型离心油泵进行了4次切剖。在8种输油粘度下对性能进行了试验研究。得到了最优工况和小流量工况的切剖指数以及最优工况的切剖曲线。将得到的切剖指数和现有切剖定律的切剖指数作了对比。研究表明，液体粘度和叶轮切剖直径对切剖指数有很大影响。不同切剖直径所对应的切剖指数随液体粘度的变化规律互不相同。在最优工况。现有切割定律的理论切割指数与试验得到的切剖指数有很大差别。泵的容积效率基本与液体粘度和叶轮直径无关。叶轮直径对滑移系数和水力效率影响很大。它们随叶轮切剖量的增大而下降。叶轮圆盘摩擦损失随叶轮直径变化的机理是复杂的。需要进一步研究。     

离心油泵叶轮切割后效率升高现象

对65Y60型离心油泵进行了一系列输送不同粘度液体的叶轮切割性能实验，实验发现了叶轮切割以后泵效率升高现象，利用水力效率比、容积效率比和机械效率随直径和粘度的变化曲线，分析了效率升高的原因。研究表明，在直径为205mm时，泵效率出现升高现象，效率高与液体粘度有关，较高的液体粘度有助于诱发效率升高。容积效率的升高和机械效率的增大是离心油泵叶轮切割后效率升高的原因。     

离心液压泵叶轮切割后效率分析

对65Y60型离心液压泵进行了一系列输送不同粘度液体的叶轮切割性能试验，发现了叶轮切割以后泵效率升高现象，并借助于滑移系数比、水力效率比、容积效率比和机械损失随直径和粘度的变化曲线，分析了效率升高的原因。     

离心油泵叶轮切割实验

本文选取65Y60型离心油泵为研究对象，利用著者自主开发的离心泵准三元叶片设计程序，设计了直径为φ223mm的三元轮。在不同粘度进行了叶轮切割实验。研究表明：对本文的比转速47的离心油泵，叶轮经切割后，泵效率反而经切割前提高。切割指数与被输送液体粘度有关，与选择的换算工况关系不大。显示离心油泵叶轮切割定律与普通肖水离心泵不同，需要进行深入研究。     

离心高粘油泵的性能试验

研究了同一蜗壳分别配带叶片出口角不同的两个叶轮时，泵性能随流体粘度的变化，分别讨论了流量，扬程、轴功率和效率修正系数与粘度的关系，考察了粘度对最优工况位置及最优工况点的比转速的影响。     

叶片出口角对离心油泵性能的影响

对65Y60型离心油泵输送粘油和清水时叶片出口角对泵性能的影响进行了实验研究。研究表明，出口角对扬程的影响与被输送液体的粘度纱大，改变出口角是调整离心油泵扬程的有效方法。输送粘度较低的液体时，出口角对泵效率的影响较小；输送粘度较高的液体时，出口角对泵效率的影响较大。出口角主要是通过减小理论扬的倾斜来提高扬程的。     

中比转速离心泵无过载优化设计

对D450-60-10型中比转速离心泵进行无过载优化设计,原始方案采用模型换算法设计模型泵进行试验并换算得到原型泵性能,同时利用Fluent模拟得到模型泵和原型泵性能,对泵性能分析后提出基于叶片出口角、叶轮出口直径和叶轮出口宽度等结构参数的3种原型泵优化方案。结果表明:当叶片出口角β2=10°时,与β2=15°相比,功率曲线的拐点更接近额定工况点,且最大功率下降了6.78%,但会牺牲部分扬程;3种优化方案下离心泵都达到了无过载的要求,功率备用系数K均小于1.2;最佳方案(叶轮出口直径D2=0.49m,叶轮出口宽度b2=0.03m,叶片出口角β2=10°)的功率备用系数最低,为1.09,与原始方案相比,扬程和效率分别提高了6.94%、1.95%,为中比转速离心泵无过载设计提供了参考。     

输送清水时离心油泵叶轮切割实验

在输送清水条件下对65Y60型离心油泵的原配叶轮进行了切割实验研究，与现有理论结果进行了对比，得出了新的叶轮切割定律，研究表明，叶轮切割后流量，扬程，轴功率和效率下降，最优工况向小流量方向转动，切割指数本身随叶轮直径切割量而发生变化，最优工况的切割指数与关死工况不同。     

离心泵S形叶片流动特性及水力性能分析

对离心泵而言，叶片出口角β₂是影响泵性能的一个重要参数。基于Fluent离心泵全流场数值模拟，对某型号低比转数离心泵进行了大出口角叶形的改形设计，研究了不同大出口角对离心泵水力性能的影响，并对比分析了原模型泵与S形叶片离心泵水力特性及流动特性。结果表明：离心泵扬程随着出口角的增大而增大，在出口角为90°时达到最大值。当出口角为90°时，S形叶片的水力性能最佳，在设计工况下及大流量工况泵扬程显著提升且效率有小幅度提升，但小流量工况下泵效率略有下降。S形叶片可以有效抑制离心泵叶轮内的边界层分离现象，且随着流量的增大抑制效果越明显。     

出口角对离心油泵性能影响的理论研究

利用流体力学基本理论，研究了不同粘度下出口角对65Y60型离心油泵性能的影响。结果表明，液体粘度增加使离心油泵性能下降的根本原因是泵水力效率和机械效率随粘度增大而大幅度下降造成的。当液体粘度较低时，叶轮对离心油泵性能的影响是主要的；当液体粘度较高时，蜗壳对离心油泵性能的影响是主要的。当液体粘度较高时，叶轮扩散损失、叶轮摩擦损失、蜗壳水力损失和叶轮圆盘摩擦损失是离心油泵的主要能量损失。计算得出的不同粘度下出口角对泵性能影响的规律与实验得出的变化规律基本一致。     

低比转速双吸泵叶轮的几何参数对外特性的影响

对某比转速为56的双吸离心泵叶轮进行改进,并利用CFD软件分析不同的改进方案对水泵外特性的影响。具体是通过改变叶轮进口直径Dj、出口直径D2、出口宽度b2、叶片出口角β2以及叶片数Z等参数设计了6个方案,采用SSTk-ω湍流模型对各方案进行不同工况下的定常数值模拟。模拟得到各方案的外特性曲线,并对扬程、效率进行比较分析,同时分析泵内部流场的压力和速度分布规律。     

叶片进口边位置对双吸离心泵性能的影响分析

针对一种国内生产的双吸泵,利用CFD软件对其内部流场进行数值模拟,依据一元理论对叶轮的水力设计进行检查。在不改变原叶轮设计的基础上分别将叶片进口边三次后移构造出三种叶型A1、A2、A3。数值计算结果表明:在任意工况下叶轮A2的效率比A1、A3的效率都高,且在最优工况下叶轮A2的最高效率比原叶轮的效率高5.8%,高效区也明显变宽。研究表明,在推荐值1～1.3以外时,叶片间有效进出口面积的比值并非越小,泵的性能越好;叶片进口边的位置对泵的性能有很大的影响,适当改变进口边位置可以有效地改善叶轮进口的流动状态。     

疏浚船用离心式泥泵叶轮改型研究及应用

针对绞吸挖泥船短排距施工工况,结合CFD数值模拟对泥泵叶轮进行叶片改型优化,在减少叶片数的同时,将圆柱叶片改型为三维扭曲叶片,模拟清水效率达到了83%,与切割叶轮相比,清水效率提高了18%。改型叶轮在福建莆田石门澳疏浚工程中得到应用,"新海鲲"轮泥泵更换改型叶轮后,可以在1.5 km排距下采用双泵串联的方式作业,而且排管无缩口,与采用直径600 mm的缩口施工相比,生产率提升约34.1%,提高了绞吸挖泥船在短排距工况下的生产率。     

大出口角离心泵叶轮后方非定常流动

利用LDV(激光多普勒测速仪)测量了比转速为93的单级悬臂蜗壳式离心泵蜗壳3个断面内的非定常流动。叶片出口角为44°,实验液体为水。测量分别在最优工况和小流量工况下进行。结果表明,蜗壳内空间固定点处液体速度随叶轮转动呈周期性变化。随着测量点离叶轮出口距离的增加,速度度衰减较快,周期性趋弱。速度波动值随测量点与叶轮出口距离的增大而减小,其波动幅度占速度平均值的20％-70％。离隔舌越近,速度波动值越大。液流角波动值比速度波动值高1-2个数量级。平均速度随测量点到叶轮出口距离的增加而下降,平均液流角随距离的增加而出现最大值,而后再降低。蜗壳内液体角动量不守恒,流动沿叶轮圆周不是轴对称的。     

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。     

叶片包角对可逆式泵性能影响的数值研究

为了有效利用能源,将泵在透平工况下运行回收高压液体能量,是节能技术的研究方向之一。叶片包角是可逆式泵设计时的主要参数之一。以比转速72的离心泵为研究对象,分别对不同叶片包角的叶轮进行了泵和透平工况的全流场数值研究。研究结果表明:对于可逆式泵,存在最佳叶片包角使泵的效率最高。随着叶片包角的增大,泵工况下的流量扬程曲线更加陡峭,轴功率逐渐减小;透平工况下的扬程、轴功率逐渐增加,流量扬程,流量轴功率特性曲线越来越陡峭。流场分析结果表明,叶片包角的增加,有效的改善了叶轮内部流场分布,使泵内部的流场分布更加均匀,研究结果对于可逆式泵的设计具有一定的指导意义。     

黏度对混输泵内气相分布规律的影响

为了深入探究液相黏度对混输泵内气相分布规律的影响,基于两相流模型和标准的k-ε湍流模型,本文利用FLUENT软件以3种不同黏度的液体为液相介质对三级轴流螺旋式油气混输泵在设计工况、入口含气率30%条件下进行数值计算,总结了液相黏度对混输泵内气相分布规律的影响。结果表明:黏度越小对叶轮内和首级动叶轮叶片上气体分布影响越大,且当介质为重质油时混输泵内轴向方向上的气相体积分数基本保持不变。另外黏度对首级动叶轮叶片进口附近的气相体积分数的影响也较大。研究结果可为增强混输泵输送效率和水力稳定性提供参考。     

万向节——齿轮机构驱动的叶片差速泵

万向节机构当其输入轴与输出轴的轴交角不等于零的时候,具有把输入轴的匀速转动转换为输出轴的非匀速转动的特性。利用这一特性,把两个万向节机构和圆柱齿轮机构组合形成了叶片差速泵的驱动系统。该驱动系统使同轴安装于泵壳内的两个叶轮周期性不等速转动,从而,使两个叶轮的相邻叶片周期性张合,来实现密闭容积变化进而完成吸排液过程。万向节机构的输入轴和输出轴的夹角是影响泵性能的一个关键参数。该角越大,泵的排量也越大,但是,随着此角增大,泵的流量脉动加剧,万向节传动效率降低,使泵的工作性能下降。在实际设计中此角取35°~50°比较适宜。     

回流器出口角对离心风机叶轮性能的影响研究

基于离心风机叶轮的设计理论,根据叶轮叶片进口角、叶片进口气流角与回流器叶片出口角三者之间的关系,对比分析了不同参数的回流器叶片出口角对叶轮结构设计及叶轮性能的影响。结果发现,在相同工况下,当回流器叶片出口角为90°时,叶轮叶片最佳进口角最大,叶轮全压与功率也最大,当回流器叶片出口角小于90°时,叶轮全压及功率下降,但叶轮叶片最佳进口角增大。对于初始气流角过小的叶轮,回流器叶片出口角的减小,有助于使叶轮流道分布更加合理,从而获得更好的流场。本文对多级离心通风机的系列化设计具有参考价值。