分流叶片对离心泵内部固液两相流的影响

为了研究分流叶片对离心泵内部固液两相流的影响,建立固液两相流模型,对无分流叶片离心泵和3种带分流叶片的离心泵进行全流道非定常数值模拟。重点分析了添加分流叶片对离心泵外特性、叶片表面压力脉动、叶片表面颗粒体积分数分布、叶片表面颗粒滑移速度的影响。分析结果表明:添加分流叶片以后,离心泵的扬程和效率均有显著的提高,叶片表面的颗粒分布更加均匀,叶片表面颗粒的滑移速度有不同程度的下降,使颗粒对叶片表面的磨损程度得以降低;当分流叶片的进口直径为0.65D2时,叶片出水边处的压力脉动幅值最小,减小了离心泵在运行过程中的振动和噪声。     

串联取水泵站中经济运行转速的确定

结合水泵串联运行的特点,运用Matlab绘图工具做出水泵串联运行时的工作曲线,给出了水泵串联恒流供水时调速泵经济运行转速的确定方法,并得到相应的经济转速范围的计算公式。通过对紫坪铺水库区阿坝州铝厂移动泵站取水工程的设计、计算,确定了河流水位变化与串联取水泵站中调速泵经济运行转速的关系,为河流水位变化时调速泵的转速调节提供了依据。     

不同含气率下混流泵叶轮内流场特性分析

为了研究含气率下混流泵运行过程中叶轮内部的流动及压力变化情况,以某厂生产的导叶式混流泵为研究对象,应用商业CFD软件对不同含气率条件下额定流量运行过程中的混流泵进行瞬态数值模拟计算。结果表明:当泵进口含气率小于10%时,对叶轮流道内的压力分布与气相分布影响不明显,叶片上的压力波动变化幅度不大;当含气率大于10%时,气体逐渐在叶轮流道局部区域上聚集,叶轮上的压力脉动主频振幅开始逐渐增大,且在其出口处的压力脉动最为剧烈,并伴随着局部高压现象的发生。     

混流式水轮机出口旋流与尾水管涡带关系分析

为在设计过程中预测尾水管涡带,分析混流式水轮机转轮出口旋流与尾水管涡带之间关系,通过三维非定常雷诺时均值法对一个180 m水头段的混流式水轮机在三种典型工况下进行数值模拟分析,在数值模拟的基础上可视化尾水管涡带形状,并与模型试验的结果进行比较,验证模拟尾水管涡带方法的正确性。通过对典型工况下转轮出口速度、出口旋流数和涡带形状等来分析转轮出口旋流与尾水管涡带的关系,同时分析在尾水管锥段内旋流数轴向变化规律。结果表明：转轮出口旋流数随运行流量减小而增大,当转轮出口旋流数大于临界值时,尾水管内形成螺旋形涡带及低速区与回流;旋流数小于临界值时,尾水管内无明显涡带产生。     

凸轮转子泵抽送不同浓度非牛顿流体的流场分析及对性能影响

为了探讨摆线型凸轮转子泵抽送粪污介质的性能变化和针对非牛顿流体类抽送的优化设计,以三叶摆线型凸轮转子泵作为研究对象,选取清水和浓度为6.87%,9.20%,12.15%的猪粪作为抽送介质,对凸轮转子泵进行三维非定常数值模拟,分析内部流场瞬态特性,预测其外特性。分析结果表明:在抽送清水和不同浓度的猪粪时,从泵腔的进口区域到出口区域的压力逐渐升高,随猪粪浓度增大,独立工作腔室的压力增大;抽送非牛顿流体时,间隙处因挤压而产生的速度激增,转子泵腔内的速度分布更加均匀;出口的压力脉动主频均出现在2倍叶频处,压力脉动幅值随猪粪浓度增大而减小;随猪粪浓度增大,出口流量、容积效率及水力效率增大,流量脉动系数减小,其性能优于抽送清水介质。研究为凸轮转子泵输送非牛顿流体时的优化设计奠定了基础。     

固相颗粒对离心泵内部流场影响的数值分析

为研究颗粒的粒径及体积分数变化对离心泵内部流场的影响,采用ANSYS软件对离心泵进行固液两相流数值模拟分析。研究粒径变化对叶轮流道内固相体积分数分布的影响,分析粒径、体积分数变化对全流道压力的影响。结果表明:在设计流量工况下,随着粒径的增大,叶轮流道内固相体积分数整体呈减小趋势,在叶片压力面进口处固相体积分数最大,且固相颗粒逐渐由叶片吸力面偏向压力面;随着粒径、体积分数的增加,扬程降低,进口负压值增大,泵发生气蚀的可能性增加,在出口处压力降低。     

离心泵流场仿真有限元分析优化

随着计算流体学(CFD)技术的发展,为水泵设计计算带来了更好的研究方法。应用流体动力学软件FLUENT,采用多参考系坐标模型和标准κ-ε双方程湍流模型,对一种标准离心泵的内部流场进行模拟计算,通过对泵内流场的压力分布和速度分布进行分析,得到其内的流动状态,并与实验性能曲线进行对比,并根据结果优化泵体设计,为提高泵体效率提供了理论依据。     

离心泵的空化流数值模拟与空化余量预测

空化余量是泵非常重要的性能指标之一,目前主要依靠试验来确定。如何在离心泵设计过程中较为准确地预测出必须的空化余量对优化设计和提高运行稳定性等方面十分重要。针对离心泵运行过程中发生空化时的流动特点,基于Rayleigh—Plesset方程来描述空泡生长和溃灭过程的空泡动力学模型,采用混合空化两相流模型和三维全流道两相流流动数值模拟技术,探索通过数值试验来预测空化余量的方法。对一低比转速离心泵进行全流道空化流数值模拟,通过改变NPSHa来模拟试验工况,数值模拟预测出各模拟试验工况下的扬程、叶片表面压力分布、叶片表面空化发生区域以及流道内空泡体积率分布,从而预测该泵的NPSHr,其预测结果与试验值的误差小于10％。     

基于固液两相流的离心泵内部流场数值分析

为了初步研究泥沙颗粒直径对离心泵性能及内部流场的影响,本研究采用particles粒子模型对某离心泵进行全流道数值模拟实验。重点分析了在相同泥沙颗粒体积分数和不同来流泥沙颗粒直径下叶片表面的泥沙颗粒的体积分数分布、泥沙颗粒速度分布的情况。结果表明:由于固体的存在使得流动不稳定,同一离心泵在固液两相流介质下运行较单相流介质会不同程度使泵扬程和效率下降,在相同工况下,随着泥沙颗粒直径的增加,叶片表面泥沙颗粒体积分数上升,且有向压力面偏移的趋势,叶片表面泥沙颗粒速度也逐渐增大;导致叶片进水边、叶片吸力面出水边磨损较为严重。该研究可为以含沙水为工作介质的离心泵设计提供一定的参考。     

船用汽轮机特征线谱控制及应用

针对船用汽轮机质量大、振动幅值大且低频特征线谱突出等特点,提出了在船用汽轮机上通过特定装置实现以振动抑制振动的思路,研制了满足结构和出力需求的低频特征线谱控制装置,并在船用汽轮机上进行了试验。结果表明：低频特征线谱控制装置能够使汽轮机的轴频降低6.6 dB,低频段平均振级降低1.7 dB。