贯流泵装置能量特性试验研究

结合淮河入海水道工程妇女河泵站，对贯流泵装置能量特性进行了试验研究。试验分别对前、后置灯泡贯流泵装置型式进行能量试验。试验表明，前置灯泡贯流泵装置型式比后置灯泡贯流泵装置型式有较好的水力性能，其最高效率比后者提高5％左右，最优装置效率达到72％。     

后置灯泡贯流泵三维紊流计算

通过计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)方法研究某一后置灯泡贯流泵内部的三维流场,采用RNG k-ε紊流模型和SIMPLE算法对泵叶轮、导叶和进出水流道内的流场进行数值模拟.分析最优工况下装置纵断面的流速和压力分布以及叶轮出口、导叶出口和灯泡体尾部的流速分布情况.着重研究小流量工况、最优工况和大流量工况等不同工况下叶片压力面、吸力面的静压分布以及各断面翼型附近的相对流速分布.同时还计算贯流泵装置各种构件的水力损失,发现导叶体和灯泡体段在水力损失中所占的比重较大.将数模计算结果与模型试验的泵装置性能数据进行对比,结果表明数模计算结果跟试验数据在高效区附近吻合较好,在小流量和大流量工况下存在偏差.采用CFD方法对灯泡贯流泵装置内部流场进行数值模拟可以为泵装置进一步设计优化提供依据.     

邳州泵站贯流泵装置模型试验研究

竖井式贯流泵结构简单、维修方便,电机和传动机构置于开敞的天井中,通风冷却条件好,近年国内成功用例日益增多。在优化设计的贯流泵模型装置中,对效率和抗汽蚀性能进行了详细试验,表明竖井式贯流泵的效率和汽蚀性能都很好,和灯泡式贯流泵相当,值得进一步推广应用。     

大型贯流泵内部流动数值模拟和特性分析

采用CFD软件对大型贯流泵装置模型(包括叶轮、导叶和进出水流道)内部三维流速场进行计算分析和装置性能研究,计算了过流部件的水力损失,分析了贯流泵内部流动特点及其与装置外特性的联系。在此基础上,对水泵装置结构和过流部件进行优化,提出了较为合理的改进方案,并通过泵装置模型试验进行实际验证,为大型贯流泵装置的设计、改进提供参考。     

轴伸式贯流泵装置全流场三维湍流数值模拟

为探讨轴伸式贯流泵装置双向运行时的内部流动结构并进行性能预测,应用三维湍流Navier-Stokes、Realizable 两方程湍流模型、壁面函数法和滑移网格技术,进行泵装置双向运行时的全流场三维湍流数值模拟研究。计算所采用的模型贯流泵具有特定的S形叶片及正向运行时的后置弯曲导叶。研究结果揭示了贯流泵装置正、反向运行时的全流道速度等值线、静压等值线、出水流道断面矢量及出水流道的流线形状特征,探讨在泵装置实际安装条件下泵与流道的相互影响,进行泵装置性能的数值模拟预测,并与试验结果进行比较分析。数值模拟结果表明,泵段的出口流态及导叶对流道的流动结构有很大的影响,扩散形流道对流道进口流态反映敏感,无导叶的直形泵装置出口扩散流道内的流动为轴向旋涡、环形旋涡、轴向流动的叠加,数值模拟计算预测泵装置性能的方法是有效、可行的,能够满足工程需要。     

双向贯流泵叶轮设计与装置模型试验

分析研究了双向贯流泵的特点，采用奇点分布法设计双向贯流“S”翼型叶片，并结合相应的流道进行装置模型试验。结果表明，与常规单向贯流泵相比，正向性能略低，但获得了较高的反向能量性能，且正反向效率差约2．5％。研究显示正反向性能相近的双向贯流泵非常适用于低扬程双向泵站。     

S形下卧式轴伸贯流泵装置叶片区压力脉动特性研究

为研究S形下卧式轴伸贯流泵装置叶片区压力脉动特性,采用非定常CFD方法对不同工况时泵装置进行了全流道三维非定常流场数值计算,通过在叶片区设置监测点以获得叶片区关键位置的压力脉动数据,并进行频谱分析。通过与实测泵装置扬程和效率对比,证明该方法能较准确地反映泵装置内部非定常流动特征。研究表明:高效工况和大流量工况时,转轮进口和出口的脉动幅值从轮缘向轮毂侧逐渐减小,小流量工况时未呈现该规律,各工况时转轮进口和出口脉动主频受叶频控制。流量系数KQ在(0.368~0.552)范围内转轮进口处同一监测点的压力脉动幅值随流量增大而降低,转轮与导叶体间的脉动幅值随流量的增加先减小后增大,在高效工况附近脉动相对最小。导叶体出口的压力脉动主频受叶频的影响较小,未与导叶体叶片数成规律。     

不同型式贯流泵装置模型特性试验研究

根据南水北调等工程建设的需要,对几种不同型式的贯流泵装置模型进行了试验研究。本文指出各种不同型式贯流泵装置的性能差别,对贯流泵的研究和选型有参考价值。     

后置灯泡式贯流泵装置水力模型成果简介

介绍南水北调工程用大型后置灯泡式贯流泵模型的试验研究成果。概述了模型试验的要求。     

相同比转速不同装置型式的水泵能量特性试验研究

以江苏某灯泡贯流式泵站和轴流式泵站为例，对两种不同装置型式、相同比转速(ns=1000)的水泵进行了能量特性试验研究。试验结果表明，灯泡贯流式水泵具有较好的水力性能，在低扬程(2-4m)范围内，其模型泵装置的效率比轴流泵装置效率高出2％-5％左右，最高效率为72％。该研究为今后贯流式水泵的进一步开发研究提供了一定的参考依据。     

离心泵汽蚀性能改善与基于CFD的汽蚀性能预测研究

针对石化装置中高温减压塔底泵工作环境苛刻、汽蚀性能要求高的问题,对泵进行提高汽蚀性能改进设计,设计出两种两组水力模型。用CFX对3种工况两种相位的内部流场进行了数值模拟。模拟结果表明第一组水力模型汽蚀性能较优,制作成实型泵,并对整机进行汽蚀试验。当Q=406m3/h时,临界汽蚀余量CFD预测值为3.74m,试验值为4.02m,误差相差不大,达到了设计要求。CFD技术能够较准确预测离心泵汽蚀性能。     

贯流泵机组结构形式与关键部件比较分析

从泵装置水力特性、机组结构形式与受力特性、关键部件、电机通风方式、泵机组工况调节方式、安装检修特性及可靠性等方面,分析比较了灯泡式、轴伸式和竖井式3种大型贯流泵机组,3种型式泵机组各有优缺点.结合实际泵站工程特点,提出了大型贯流泵机组结构形式的选用建议.成果对贯流泵机组的选用有参考价值.     

高温减压塔底泵水力性能设计探讨

高温减压塔底泵是炼油装置中的基础设备,该泵具有较高的汽蚀性能。本文以500万吨/年炼油装置用高温减压塔底泵为研究对象。采用速度系数法对首级叶轮进行设计,应用CFD软件对水力模型进行流场分析、性能预测,并对关键水力尺寸进行正交试验研究,最后通过样机试验实测数据的对比分析,探讨具有较高汽蚀性能和较高效率泵的设计模式。     

井筒式泵装置双泵模型进水特性

井筒式泵装置的双泵模型与单泵模型相比,能提供更大的抽排能力,在平时的运行或者维护中,2台泵可交替使用,可靠性较高。通过CFD软件对2种不同进水方向的井筒式泵装置双泵模型内部流动进行数值模拟,获得了泵装置内部三维流动特性,并预测了泵装置的性能。计算结果表明正向进水比侧向进水性能更好。通过分析速度云图和流线图,发现侧向进水时水流在整体上有顺时针旋转的态势,2台泵的进水状态有较大的区别。从喇叭管进口断面涡量云图中可以得到,涡量较高的区域主要是喇叭管下方,2个喇叭管下环形区域的涡量是由内到外逐渐增大,到超过喇叭管的范围外,又逐渐减小到0,而正向进水的环内一对漩涡以及侧向进水的环内单个漩涡,由外到内涡量逐渐增大。     

新型对角泵的结构特点与性能分析

本文介绍著者新近研发的全调节对角泵的结构特点和能量特性。对角泵采用叶片对角布置,能够适应贯流泵空间导叶体的结构特点;为适应叶片全调节的要求,采用球接头使之能够实现三维空间运动,保证叶片在任意调节角度范围内无死区,调节灵活。采用CFD技术对对角泵叶轮性能进行了初步分析,并与相同比转速的已有轴流泵叶轮进行了对比,结果表明对角泵在合适的对角范围内具有高效区宽、加权平均效率高的优点。     

硅片真空夹紧装置设计

设计了一套硅片专用真空夹紧装置，包括夹紧装置和微型无油真空抽气泵。为减少硅片在夹紧过程中变形，夹紧装置采用了多吸口、回旋槽的平面型结构；根据所需夹紧力大小，设计了抽速为0．3L／s的微型真空泵，泵内无油避免了对硅片的污染；对间隙返流进行了计算并分析了对泵性能的影响。     

船用冷却泵数值模拟与试验对比分析

对CB80-65-125型船用冷却泵建立三维物理模型, 采用FLUENT提供的标准k-ε模型,SIMPLEC算法,模拟分析了泵14个工况点的内部流场,预测出性能变化情况,与试验结果相比较,得出各个性能参数的误差值;分析了设计工况下叶片背面,工作面和z=0平面静压和相对速度分布情况.分析结果发现,CFD技术能够预测出扬程和效率的变化情况, 流量在0.38Q～Q时结果比较准确,最佳工况点在1.2Q,与试验结果误差较小.在0～0.38Q及Q～1.35Q时模拟结果的误差比较大,但0～Q内误差值在8%以内.静压和相对速度分布情况与理论相符.CFD技术在泵设计阶段初步预测其性能的优劣,为泵的设计提供理论依据.     

南水北调东线工程贯流泵机组选型与结构初探

贯流泵以其结构紧凑、装置效率高等优点被很多大型泵站选用，具有广阔的市场前景。本文针对南水北调东线工程贯流泵的具体参数，通过模型试验以及多方面的比较，对南水北调东线第一期工程中的淮安四站所选用的贯流泵的详细结构提出了初步的方案，可供水泵制造商及设计院参考。     

全金属单螺杆油泵的结构参数分析及优化

我国的稠油资源丰富,如何有效地开采稠油资源逐步成为人们的探究重点。目前,由于对热采环境优异的适应性,全金属螺杆泵在稠油开采中得到广泛应用。针对现阶段全金属单螺杆泵普遍效率低的问题,提出了基于CFD的优化策略。运用三维动网格技术对螺杆泵内部流场进行有限元建模;利用试验数据验证了该模型的正确性;基于该模型针对泵的间隙值,偏心距以及定子导程3个主要结构参数对油泵性能的影响规律进行分析并得到了这些参数对排量、漏失量、容积效率、泵效的相关影响规律;利用这些规律对该螺杆泵结构进行优化,使全金属单螺杆泵的系统效率约提升约30%。     

南水北调东线工程睢宁二站导叶式混流泵装置模型试验分析

根据南水北调东线一期工程睢宁二站的建设需要,为检验预测泵装置的水力性能,对睢宁二站立式导叶式混流泵装置进行了模型试验研究。研究结果表明,经优化水力设计的立式导叶式混流泵装置获得了十分优异的水力性能,设计工况点泵装置效率超过83.5%、临界空化余量小于6 m,最高效率达83.91%,为南水北调东线一期工程泵站中最高。该泵装置的研究成果对国内同类型泵站的设计建设具有一定参考价值。