节段式多级离心泵平衡系统止推装置

介绍了一种使用平衡盘的节段式多级离心泵平衡系统止推装置,可有效控制多级离心泵转子轴向窜动量,从而将原填料密封多级离心泵改装为机械密封后的转子轴向窜动量减小并控制在适当的范围,满足机械密封工作要求,既准确又快捷。且在泵运行平衡盘有磨损、间隙增大后,亦可调节使转子轴向窜动量重新回到适当范围。     

对称布置型多级煤水泵的轴向力分析及结构改进

分析了对称布置型多级煤水泵轴向力产生的原因,给出了轴向力的计算公式,提出了平衡轴向力的措施－将首级叶轮（如级数多,则为低压侧末级叶轮）后盖板进行部分切削。采用上述措施的,多级离心泵的大修寿命提高５倍,推力轴承不再损坏。     

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。     

多级离心泵平衡装置的性能研究及结构优化

采用Fluent软件,对径向柱面间隙密封-平衡盘(GS-BD)、径向迷宫密封-平衡盘(LS-BD)2种平衡装置的内部流场进行数值计算。对比分析了2种平衡装置内部流场的压力分布规律、平衡装置的平衡性能和泵的容积效率。结果表明:与GS-BD相比较,LS-BD中平衡盘端面间的轴向间隙更小,泄漏率更小,泵的容积效率更高,在有轴向力波动的情况下,叶轮轴系可以更迅速地达到新的平衡状态。此外,进行了LS-BD平衡装置中迷宫密封参数优化分析,研究了迷宫径向间隙、密封腔深度、齿宽、齿数等结构参数对平衡性能的影响规律,得到了各参数的优选值。研究结果为多级离心泵平衡装置的优化设计提供了理论依据。     

D46-50X4型节段式多级离心泵轴向力研究

节段式多级离心泵是一种广泛应用于工农业等国民经济各个行业的机械装备,由于其结构的复杂性,对其水力性能优化和平衡轴向力一直是多级离心泵的研究重点。文中以型号为D46-50X4的节段式多级离心泵为研究对象,建立了叶轮和导叶对中、叶轮相对导叶左移1mm、左移2 mm、右移1 mm、右移2 mm五种装配关系的单级全流场水体模型,选取0.25Q、0.5Q、0.8Q、1.0Q、1.5Q、2.0Q六个工况点进行数值模拟计算,根据计算得到的单级扬程、效率和轴向力及其分力值,做出不同工况下相关受力曲线图,分析总结了多级离心泵轴向力及其分力、单级扬程和效率在不同工况、不同轴向间隙时的变化规律。     

离心泵后泵腔内液体压力数值分析与验证

离心泵轴向力的大小与泵腔内压力分布密切相关,而试验测量轴向力成本较高,因此采用数值模拟展开泵腔内压力分布规律研究,并提出简便的试验测量轴向力方法显得格外必要。利用数值模拟计算,在0.6 Q_(sp)~1.2Q_(sp)工况下,研究离心泵后泵腔压力沿轴向、径向、切向分布规律,绘制后泵腔压力在0°、90°、180°、270°及压力均值沿径向分布曲线,得出后泵腔轴向力大小,推导两种近似计算泵腔轴向力公式,提出简便的试验测量泵腔轴向力方法,并将后泵腔压力模拟结果与试验结果对比,验证模拟结果的真实可靠性。结果表明:同一流量工况点,后泵腔压力沿轴向保持不变,沿径向随半径增大而增大。流量越大,后泵腔压力沿切向分布越具有轴对称性,沿径向增大越均匀。后泵腔轴向力两种公式计算结果与数值计算结果相对误差极小,后泵腔区域压力均值与其径向几何中心处压力均值大小相等。在试验测量离心泵泵腔轴向力时,只需要测量泵腔沿180°径向中心处压力值,便可近似求得泵腔区域轴向力大小。     

LNG-FPSO用LNG潜液泵平衡机构研制

轴向力平衡是离心泵结构设计的重要环节,离心泵的结构不同,采用的轴向力平衡方法也不相同。研究了一套适用LNG潜液泵的平衡机构,此平衡机构能够完全平衡轴向力,使泵转子不会对轴承施加任何轴向力,显著增加轴承使用寿命,此平衡机构结构简单,安全可靠。在平衡机构设计时,可以精确地计算出平衡盘与耐磨板在泵运转时的间隙值,还可以计算出平衡机构的泄漏量,为泵整体结构设计提供理论支持。     

基于CFD的离心泵三维内流场的数值模拟

为了研究离心泵内部流场的流动规律,基于CFD技术,应用雷诺时均N-S方程与标准k-ε湍流模型对不同工况下二级离心泵内部的三维湍流流动进行了数值模拟,并对其内部的流动状态进行了分析,得到了离心泵内部流场的压力分布规律。结果表明:随着出口流量不断增大,泵的整体压力逐渐减小,各级叶轮的压力逐渐减小,叶轮的速度值逐渐增大。在相同条件下,离心泵进口到出口的压力逐渐增大,各级叶轮中的静压值径向逐渐增大,且次级叶轮的压力值比首级叶轮的压力值大。     

水平中开式多级离心泵的轴向力平衡方式选用分析

水平中开式多级离心泵的应用日益广泛,在其运行工作过程中,液体会在其轴向产生较高的轴向力。若泵轴向力不能充分平衡,必将会引起转子的轴向窜动,导致离心泵无法正常运行。对几种不同平衡方式的原理及特点进行对比分析,总结了水平中开式多级离心泵的轴向力平衡方法。     

离心泵平衡孔面积对轴向力及外特性影响的研究

以IS100—65—250型离心泵为研究对象。利用CFD数值模拟与试验研究相结合的方法,对离心泵平衡孔进行了深入研究．探讨了平衡孔面积与平衡轴向力的效果、泵的外特性之间的关系。结果表明。在0≤K≤4范围内,轴向力F随K值的增大迅速减小：但在K〉4以后．随着K值的增大,轴向力减小的趋势变得非常缓慢。在密封环正常工作情况下,以轴向力减小85％为标准,对IS100—65—250型离心泵可选取K=6;如果考虑到密封环磨损后轴向力增大的因素,可适当增大K值到7．2,即平衡孔直径选取9～9．5mm。通过模拟得到的轴向力大小与利用公式计算值吻合度好,数值模拟结果与实验研究结果相一致。     

海水淡化用高压泵轴向力数值模拟计算与试验对比

为提高反渗透海水淡化高压泵轴向力计算的准确性,应用CFD技术对模型泵内部的流动进行数值模拟,得到不同流量下前后泵腔的静压分布.并对模型泵样机进行试验研究,实测出不同流量下前后泵腔在不同半径处的静压值.应用多项式拟合分别绘制出两种方法下的压力分布曲线,对盖板进行面积分,计算轴向力大小.与通过试验数据计算出的结果相比,数值模拟计算出来的轴向力相对误差在9%以内,而经验公式计算的轴向力相对误差为14%,采用数值模拟方法计算轴向力具有更高的精度,对多级离心泵轴向力平衡的研究具有指导意义.     

节段式多级渣浆泵的轴向力分析及平衡措施

分析多级渣浆泵在运行初、后期密封条件正常和不正常时导致轴向力产生的叶轮前后盖板外表面压力差的不同状况下的计算公式。提出平衡多级渣浆泵轴向力的措施:(1)改进平衡板、平衡盘结构尺寸;(2)由于叶轮密封环间隙与级间密封间隙的严重磨损破坏是多级渣浆泵轴向力急剧上升的关键,经在原叶轮、密封环、轴套、导叶套零件的相关表面喷焊镍基60粉末后,耐磨性比原高铬合金铸铁提高4.6倍。采用上两项措施后,煤泥泵平均大修寿命提高5～6倍,达3500～4000h。     

矿用抢险多级泵转子部件轴向力数值模拟及平衡方法研究

因对称布置的矿用抢险多级排水泵出口段的轴端水压力较大,无法平衡轴向力,本文采用非对称布置的叶轮导叶结构,其轴向力可达到平衡,本文进一步采用切割末级叶轮后盖板的方式来完全平衡整泵转子的轴向力。基于CFX软件,采用标准k-ε模型对装配了不同尺寸后盖板的叶轮、导叶、进出水段的矿用抢险多级排水泵的全流场模型进行了数值模拟,获得了整泵的外特性及转子部件的轴向力的结果,得到末级叶轮后盖板不同切割尺寸与轴向力的尺寸范围;预估了轴向力完全平衡时,末级叶轮后盖板的切割尺寸,通过数值模拟验证了预估结果。本文所采用的矿用抢险多级泵转子部件轴向力平衡措施以及模拟方法,可为类似的多级泵产品提供参考。     

螺旋离心泵叶轮背叶片对轴向力影响的数值分析

基于相对坐标系下的雷诺时均N-S方程和RNG k-湍流模型,采用非结构化混合网格技术和SIMPLEC算法,以清水为介质,对带有叶轮背叶片的80LN-6型螺旋离心泵进行全三维数值模拟。通过改变叶轮背叶片数目和宽度设计出6种不同螺旋离心泵叶轮方案,对各种方案下泵内流动进行数值模拟,获得螺旋离心泵叶轮无背叶片和不同背叶片数目及宽度下轴向力的变化趋势和规律。通过对外特性试验数据和CFD数值模拟数据对比,间接地验证了数值模拟方法的可靠性。并对6种不同螺旋离心泵叶轮方案模拟数据进行分析,结果表明,螺旋离心泵添加叶轮背叶片之后,轴向力大小发生变化,同时在不同方案中不同工况下轴向力方向也发生改变;背叶片数目、背叶片宽度对于平衡轴向力均存在最优值且对后腔及蜗壳内的压力分布有较大影响。     

超低比转速复合式离心泵内部流动特性分析

为研究超低比转速复合式离心泵内部流动特性,以一台比转速为16、半开式复合叶轮离心泵为研究对象,应用ANSYS-Fluent19R1软件对模型泵进行三维全流场数值模拟计算,得出泵内部流场及作用在叶轮、蜗壳上的径向力分布规律。结果表明:在不同流量工况下,随着流量的增加,在隔舌附近出现较大的压力梯度;在长叶片与短叶片相间隔流道内低速区面积较大、叶轮出口处分布较多的旋涡;当流量从0.2倍增加至1.8倍额定流量时,作用在蜗壳上的径向力幅值逐渐减小,作用在叶轮上的径向力幅值先减小后增加,在1.0倍额定流量时径向力幅值达到最小,而后增大。为超低比转速复合式离心泵的设计优化提供参考。     

浅谈单级泵密封腔负压现象与改进

单级离心泵在运行过程中,流场对于叶轮前后盖板的压差与作用面积的乘积不等同,故而产生轴向力,因此在平衡叶轮轴向力方面一直是技术设计人员需要解决的课题。但在解决叶轮过大轴向力的同时,引申出另一存在隐患——对于密封腔压力场的忽视。基于单级离心泵ISO的叶轮轴向力平衡方式及其工作原理,结合在用现场出现的机封寿命较短的售后问题,探讨密封腔内压力场对于机械密封的影响与叶轮轴向力平衡间的关联,对泵盖上的内循环孔冲洗方案的确立与研究分析。     

300LDTN-200型立式多级筒袋式冷凝泵的研制

通过新设计高汽蚀性能、高效率的首级叶轮和诱导轮的水力模型,创新结构设计了300LDTN-200型立式多级筒袋冷凝泵的吸入装置、轴向力平衡装置和轴封装置的结构,必需汽蚀余量减少至0.91米,提高了泵的效率和运行可靠性,并缩短了泵的筒袋高度,降低了制造成本和安装成本。该泵具有轴向力平衡调控直观方便、机械密封可靠有效、推力轴承使用寿命长等特点。     

多级离心泵扬程预测及内部流场数值模拟

为了研究多级离心泵的性能及其内部流场分布,采用SST k-ε湍流模型对原型泵的首级、第二级及第三级叶轮进行定常和非定常数值模拟计算,分析其外特性、内部流场和压力脉动。研究表明,通过前三级叶轮的扬程能较准确地预测原型泵的扬程。不同流量工况下隔舌处均易出现低压区域,大流量工况蜗壳出口近隔舌处也易出现局部低压区和高压区,隔舌处压力梯度较大。小流量下首级叶轮近隔舌区域的压力脉动不稳定,周期性较差,频域幅值主要集中在低频率区域;对于设计流量和大流量工况,首级叶轮近隔舌区域和远离隔舌区域的压力脉动较为稳定,呈现出较明显的周期性,主频在1倍和2倍叶片通过频率处,频域幅值主要集中在叶片通过频率及其高次谐波频率处。     

节段式多级离心泵的轴向力平衡

目前国内多级离心泵大多采用平衡盘平衡轴向力，在泵运行后期，随着泵叶轮、密封环、导叶的磨损，叶轮流道中心与导叶不对中使转子产生较大的轴向力，从而导致平衡盘原可平衡的轴向力无法平衡，影响机组的安全运行，介绍了一种新的轴向力平衡方法，采用平面推力球轴承来平衡轴向力。     

八级蜗壳式煤制油泵的水力设计

介绍煤制油泵用途以及研究开发背景。分析了煤制油泵的总体设计思路和结构设计方案。给出了八级水平中开蜗壳式多级煤制油泵的首级叶轮、中间级和末级叶轮、首级和中间级蜗壳以及末级蜗壳水力设计的主要过程及其三维实体造型。应用Pro／E软件对设计结果进行了流道的三维造型与装配,更加清晰地显示了多级煤制油泵的复杂结构。本泵测试结果表明...