高扬程大功率离心泵浑水模型试验研究北大核心

磨损与空蚀(汽蚀)是水力机械在含沙水流条件下运行时的主要破坏方式。对于高扬程大功率的离心泵而言,该种破坏方式更为突出,但如何在离心泵使用前就确定其运行条件及运行表现,既是研究的重点又是难点。因而在(云南)牛栏江-滇池补水工程高扬程大功率离心泵的研制或使用之前,本文通过模型试验来观察水泵模型在含沙水流条件下的运行表现,掌握其运行性能、规律,从而为真机的制造和运行提供有力的参考借鉴。对高扬程大功率离心水泵在清、浑水条件下的能量性能、空化(汽蚀)性能、压力脉动等性能进行了对比,分析出了其在不同运行条件下的性能及规律,从而为真机的制造和运行奠定基础。文中针对高扬程大功率离心水泵在浑水条件下的试验方法及对技术难点的处理,给今后相关工作提供有益的参考。     

黄河二号离心泵抗磨蚀措施初探

本文简述泥沙对水力机械过流表面磨蚀的影响。指出泥沙藉助水流相对速度和汽蚀两种作用产生磨蚀破坏。针对“黄河2号”离心泵在多泥沙运行条件下磨蚀破坏的基本形式和主要磨蚀部位的分析，结合多年抗磨蚀研究成果，提出了“避”、“抗”结合的综合防治措施，其中包括：降低叶轮单级扬程，以减小相对水流速度；增加副叶片，降低密封间隙处水流速度；采用抗磨材质和抗磨涂层等。     

采用长短叶片改善水泵转轮汽蚀和磨损性能的试验研究

在含沙水流中运行的水力机械转轮叶片往往遭受汽蚀与泥沙磨损的双重破坏，如何改善转轮的汽蚀、磨损性能成为水力机械行业中的一个突出课题。本文简要介绍为万家寨引黄工程所研制的长短叶片组合的离心泵转轮水力模型的试验研究成果。     

一种低扬程离心泵叶轮切割的研究北大核心

某核电站项目立式单级海水循环离心泵,按照客户的运行参数要求,叶轮需要切割。通过该项目3台泵叶轮切割前后的试验数据,来研究流量-扬程的变化规律。对于不同的流量点,扬程的变化规律有所不同,切割后泵的流量-扬程曲线变得更加陡峭。切割改变了叶轮直径,但没有改变与其相配合的进水流道和出水流道。切割后叶轮扬程的计算,对于不同流量点,不适用同一公式,建议区别对待。     

实验用离心泵叶轮内流场的PIV测量

离心泵叶轮内流场的流动规律直接影响泵的扬程、效率等外特性指标,利用PIV测试技术可以在不干扰流场的情况下,进行高精度的测量。在实验中,使用PIV测量技术测量了离心泵内部流场,得到了离心泵内的速度分布,初步掌握了离心泵在不同工作条件下内部的流动特性。     

管路受力诱发高扬程离心泵振动加剧原因分析

通过对某型号较高扬程离心泵运行过程中出现振动偏大问题进行根本原因分析,确认泵出口管路受力过大是诱发泵振动大的根本原因。为避免泵振动超标,提出对于高扬程离心泵,必须关注泵出口管路的合理配置。     

离心泵变速状态下动力特性[Q—N]曲线分析

本文对离心泵在变速条件下,从定扬程角度构成泵的另一类特性曲线[Q-N]进行了分析,并在对离心泵常规特性曲线（Q-H）、（Q-N）数学拟合的基础上,对[Q-N]进行了数学解析,推证出了其数学表达式：N=[（H SxQ^2)/Hx]^3/2A [H SxQ^2/Hx]^(3-C)/2BQ^c。     

恒压离心泵的开发与应用

HY型恒压离心泵的最大特点是无需调速,流量-扬程曲线平坦,即泵流量在工作范围内变化时,其扬程几乎保持恒定不变;采用了经改进的叶轮,可以达到效率不低于同参数的普通离心泵;可以通用普通离心泵的泵体,制造成本低,可靠性高,使用维护十分方便。概述了HY型恒压离心泵的结构及原理,主要介绍过流部件——叶轮水力模型的研发状况。最后,总结出恒压离心泵叶轮的设计方法,列出扬程计算公式。     

离心泵变速状态下动力特性〔Q-N〕曲线分析

本文对离心泵在变速条件下，从定扬程角度构成泵的另一类特性曲线〔Ｑ一Ｎ〕进行了分析，并在对离心泵常规特性曲线（Ｑ－Ｈ）、（Ｑ－Ｎ）数学拟合的基础上，对〔Ｑ－Ｎ〕进行了数学解析，推证出了其数学表达式： Ｎ＝〔（ Ｈ＋ ＳｘＱ２）／ Ｈｘ）３／２Ａ＋〔 Ｈ＋ ＳｘＱ２／ Ｈｘ〕（３－ｃ）／２ＢＱｃ。     

螺旋离心泵不同工况下流固耦合受力分析

螺旋离心泵叶轮结构不对称性，在运行过程中所受一定的轴向力和径向力，对运行效率具有较大影响。对螺旋离心泵进行了全流道固液两相流计算，对叶轮表面压力分布、叶轮表面应力分布进行了分析，得出随着工况不断向大流量方向偏移，叶轮表面的压强逐渐增大，但叶片工作面和背面之间的压差却越来越小。流量和扬程呈负相关的关系，即流量越大，扬程越低。螺旋离心泵在运行过程中存在极大的轴向力，还受到一定的径向力。轴向力随着流量的增大而增大，扬程的增大而减小。螺旋离心泵在设计工况下运行最为稳定，越是偏离设计工况，内部流动情况越为紊乱，螺旋离心泵运行越不稳定，叶轮表面应力分布同样呈现出与流量负相关，即流量增大，叶片的应力和应变变小，在进行叶轮设计时，应在小流量工况下进行强度校核。     

高扬程自吸离心泵的设计与试验研究

介绍了四种高扬程自吸离心泵的设计及水力和自吸性能试验的情况。试验结果表明,各项技术指标达到和超过了设计要求,从而扩大了自吸离心泵的使用范围,也为自吸离心泵的深入研究提供了理论参考。     

平衡孔泄漏量对离心泵轴向力的影响研究

为了研究不同泄漏量对单级离心泵叶轮在性能和轴向力方面的影响,采用试验和理论分析相结合的方式,对全流量下单级离心泵的性能以及轴向力变化规律进行了分析与研究。选用了IS200-50-45/4单级单吸离心泵搭建试验平台,在相同的试验条件下,对叶轮开3、5个平衡孔条件分别进行了试验;同时,采集了不同平衡孔数量下,离心泵性能以及轴向力的测量值,通过试验数据对离心泵性能与轴向力进行了分析;通过改变离心泵叶轮平衡孔数量,与无平衡孔情况进行了比较;采用理论分析和实验测量的方法,对离心泵的轴向力进行了研究。实验及研究结果表明:开3个平衡孔时,单级离心泵扬程下降0.4%,效率下降3%,轴向力下降60%;开5个平衡孔时,单级离心泵扬程下降0.2%,效率下降4.4%,轴向力下降69%;该研究结果可以对单级离心泵的工程实践提供一定的参考。     

非结构网格离心泵全流场数值模拟研究

相对于传统的理论和实验方法,采用数值模拟的方法能够更快捷地获得离心泵的内部流场分布。研究了离心泵全流场数值求解的方法,构建了离心泵的几何模型并划分非结构网格,采用了CFX软件,通过求解雷诺平均N-S方程,对离心泵流场进行了数值模拟,计算得到了离心泵在不同工况下的扬程和效率。将计算值与实验值进行了对比,在设计工况点Q的条件下,扬程相对误差为2.8%,效率值相对误差为1.8%。因此,针对离心泵建立的基于非结构网格的离心泵全流场数值求解方法是可靠的,能够快速准确的对离心泵进行性能预测与分析。     

3D测绘技术在离心泵改造中的应用

离心泵在运行过程中,叶轮、导叶、口环及轴套等会出现不同程度的磨损和腐蚀,离心泵会出现效率下降、流量扬程达不到要求、振动,甚至气蚀等情况,影响离心泵的运行。或是由于现场工艺参数的变化,原泵已经不再适合运行要求了。这时需要我们对离心泵进行改进,以便满足运行要求。而在进行离心泵水力改进时,最重要的是要知道原泵的叶轮、导叶等的水力模型,     

诱导轮和离心泵叶轮内部空化流动数值分析

为了提高诱导轮离心泵的空化性能和运行稳定性,阐明诱导轮和离心泵叶轮几何参数对空化性能的影响规律,基于空泡可压缩性影响修正的RNG k-ε模型和改进的空化模型,对诱导轮和离心泵叶轮内部流场进行空化数值计算。数值结果表明:在小流量工况和额定工况下,空化性能曲线基本一致;在大流量工况下,空化特性曲线波动相对比较严重,空化性能较差。额定流量下泵蜗壳水力损失最小,小流量工况下蜗壳水力损失最大。临界汽蚀余量时,蜗壳水力损失突升。无空化条件下,随着前口环间隙值的增大,诱导轮扬程、效率和前口环间隙泄漏量增大,泵和叶轮的扬程、效率值降低,泵的空化特性曲线的稳定性变差,使诱导轮叶片出口液流角发生偏转,导致诱导轮和离心泵叶轮内部产生周期性的交变空化流。     

基于两工况优化离心泵

基于离心泵基本理论，提出一种基于两个工况点的针对离心泵的优化方法，使离心泵在保证设计工况点扬程以及效率不受影响的情况下，优化另一工况点的扬程与效率。利用离心泵的基本原理，理论扬程-流量计算公式和扬程-流量计算公式，针对计算离心泵的两个几何参数：离心泵进口直径D1以及出口处叶片与盖板的夹角λ2,推导得到基于两个工况点的计算式。又采用m91-50型离心泵进行两工况优化设计方法验证，根据推导得到的两项离心泵几何参数计算式计算得到的离心泵进口直径和出口处叶片与盖板的夹角，建立新叶轮与原蜗壳并且建立三维模型。利用ICEM软件进行网格划分，CFX进行数值模拟，得到该离心泵在两工况点下的数值模拟结果。根据得到的仿真模拟结果，经过优化的叶轮在两工况点的扬程误差在4.7%和3.7%,误差均在5%之间，证明了该优化方法的可行性。     

基于CFD的低比转速离心泵的优化设计

本文以GS400型号离心泵为优化对象,采用CFD数值模拟计算方法,通过选取叶轮出口直径、出口宽度、叶片进口角、出口角为优化设计变量,得到了优化设计下该型号离心泵的效率和扬程,对该型号离心泵的性能优化和运行稳定性提高具有一定的参考意义。     

电动离心泵振动特性试验研究

通过对一台变频电机驱动的船用离心泵在不同流量条件以及不同转速条件下的振动加速度的测试,总结了电动离心泵在变工况时振动特性的基本变化规律,分析了两者之间的差异及产生原因,为电动离心泵偏工况运行的振动控制提供了依据,并对振动要求严格的舰船用泵的调节运行方式提出了建议。     

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。     

离心泵变速工况叶片进口最低压力变化的模拟研究

针对离心泵在变速工况下抗汽蚀能力难以预测的情况,对某高比转速离心泵建立三维模型,并使用CFX软件对其在不同变速比例下内部流场的压力分布进行了模拟预测。模拟结果分析表明,可以较为准确地预测离心泵在不同变速工况下最低点压力变化,对实际使用中工况的选择运行具有积极的指导作用。