旋流泵叶轮与无叶腔的相对位置对泵性能影响试验研究

著者自行设计制造一台旋流泵,通过试验研究得出了叶轮与无叶腔的相对位置变化对泵扬程、效率、轴功率和汽蚀余量性能的影响规律,并对性能变化的原因进行了探讨。通过对旋流泵实验数据及曲线分析,阐述汽蚀性能特点及汽蚀发生机理。     

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。     

65Y60型离心油泵叶轮切割定律的试验研究

试验研究了65Y60型离心油泵在输送水和输送粘油时的叶轮切割定律，发现泵输送水时的切割定律与输送粘油时的有所不同。输送水时，叶轮切割后，泵的扬程、轴功率、效率都下降。但是输送粘油时，扬程、轴功率下降，而效率在切割量不大的情况下却有所提高。另外，切割量比较大时，各切割指数趋于某一定值。     

微型螺旋流恒压泵性能试验研究

为了明确微型螺旋流恒压泵的性能特征,以WLXB1.5/0.5-20-15-94为模型泵,考虑到出口压力表量程,机械密封和叶轮宽度三个因素,设计四种不同工况下的试验方案,研究不同试验方案下各因素对微型螺旋流恒压泵的扬程、轴功率及效率的影响规律。结果表明:量程较大的压力表会造成误差,需要合理选取压力表的量程;叶轮宽度对扬程的影响最大,叶轮宽度的减小会造成扬程的减小;安装M37G机械密封后,轴功率有所下降,效率有所提升。     

高低叶片对旋流泵性能影响的试验研究

本文对现有的旋流泵叶轮进行研究分析后,对3种不同比转速的叶轮进行重新设计,通过改变成不同高度的叶片数,对旋流泵的性能进行试验研究,获得了旋流泵的高叶片数不同时对其性能影响的变化规律,并对变化原因进行了分析。结果证明,高低叶片能够减小水力损失,提高旋流泵的扬程和效率,特别是当旋流泵叶轮的叶片数为6片时,2个对称分布的叶片比其余4个叶片高的叶轮的水力性能要好;当叶轮的叶片数为8片或10片时,3个均匀分布的叶片比其余叶片高的叶轮的水力性能要好,效率提高约3%。     

高低折边叶片对旋流泵影响的数值模拟与试验研究

为提高旋流泵的扬程与效率,进行了高低折边叶片对旋流泵性能影响的数值模拟与试验研究。通过3种不同叶片的水力性能对比,分析了高低折边叶片对旋流泵性能的影响。选用Pro/E造型,采用非结构化网格,把旋流泵无叶腔和叶轮作为一个整体来模拟旋流泵内部三维不可压湍流场。计算结果表明:旋流泵内部存在较强的纵向旋涡和轴向旋涡,高低叶片和折边叶片可以改善旋流泵内部流动情况,提高旋流泵的扬程与效率;在模拟的基础上,进行了试验研究,试验证明了模拟结果的正确性,高低叶片效率提高约3%,高低折边叶片效率提高约2%。     

旋流泵变转速特性试验研究

本文对旋流式模型泵进行型式试验及变转速外特性试验,对转速变化引起的性能变化进行了试验研究,得出了泵流量、扬程、轴功率、汽蚀余量及效率变化规律,并对其变化原因进行了分析。对旋流泵变转速相似定律的适用性进行了实验验证,结果证明流量、扬程、轴功率的变化规律服从相似定律,汽蚀余量的变化规律不服从相似定律,而呈相反趋势。     

输送粘油时离心油泵不同出口角叶轮切割性能试验

本文选取定型产品比转速为47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,研究了输送水和粘油时泵性能随叶片出口角、叶轮直径的变化规律。结果表明,在各种叶轮直径和液体粘度条件下,叶片出口角对扬程、轴功率曲线的斜率和效率曲线的形状都有较大影响。叶轮切割到某一直径,例如205mm时,泵效率非但不降,反而升高,最多升高6％。滑移系数、水力效率、容积效率和机械效率都与叶轮直径和液体粘度有关。受液体粘度的影响,最优工况切割指数与现有理论值都不同,粘度越大,差别越大。叶片出口角越大,切割指数曲线的变动范围越窄,其最优工况参数因叶轮切割而受到的影响越小。     

小粒径固液两相流在旋流泵内运动的数值模拟

为了分析旋流泵内固液流动特性,采用Eulerian多相流模型,扩展的标准κ-ε湍流方程与SIMPLEC算法,应用流体动力学软件FLUENT对旋流泵叶轮内固液两相湍流进行了数值模拟。分析了多种粒径及浓度条件下的固相体积浓度分布规律。在旋流泵叶轮固液两相流动中,固体颗粒还是主要集中于叶轮工作面,因而会加剧叶轮工作面磨损破坏速度。数值结果表明,泥沙颗粒直径变大以及泥沙浓度的加大都会使旋流泵扬程和效率下降,其中浓度的变化对扬程和效率的影响更明显。     

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。     

串列式双级轴流泵性能的数值模拟

为了揭示串列泵的内部流动机理及其能量特性,采用两个具有试验结果的轴流式叶轮和一新设计的导叶串联组成了一串列式轴流泵模型。应用Pro-E对该串列泵进行三维实体造型,用数值模拟的方法计算泵内的流场。数值计算采用NUMECA商业软件。在不同的工况条件下获得前后叶轮内部的速度矢量分布。基于流场计算结果,预测包括扬程、效率和轴功率在内的串列泵性能。将数值计算的结果与原叶轮的试验结果进行对比并与首级叶轮比较,串列轴流泵次级叶轮压力面和吸力面的速度具有较大的差值。与一般的轴流泵比较,串列式轴流泵具有比较宽的高效区,最优工况点向大流量区域偏移,其轴功率不再像普通轴流泵那样随流量的增加而减小。为了分析前后叶轮的相互作用,预测不同的后叶轮叶片偏转角条件下的串列泵性能,结果表明后叶轮的叶片偏转角对串列泵性能有重大的影响。     

高低叶片对旋流泵性能影响的研究

通过对旋流泵内部流道进行三维造型,利用雷诺时均方程、双方程湍流模型并结合SIM-PLEC算法对旋流泵内部三维不可压缩湍流场进行数值模拟,得出旋流泵内部的压力分布。通过对三种不同高度差的弯曲叶片模拟结果进行对比,发现高低叶片能够改善旋流泵水力性能。在模拟的基础上进行了试验研究,结果表明：模拟结果是正确的;高低叶片能够减小水力损失,提高旋流泵的扬程和效率;3种叶轮中,2个对称分布叶片比其余4个叶片高的叶轮的水力性能最好,效率提高约3%。     

旋流泵特性分析

以叶轮内流动机理为依据,从理论上分析了旋流泵一系列重要的外特性特征。如叶轮产生的理论扬程的不变性、轴功率的无界性、蜗壳内流动的强制旋涡特点等等。这些分析将有助于深化人们对这种近年发展迅速的泵型的特征的认识。也为改进这种泵型的设计方法提供了新的依据。     

潜水切割泵水力设计与试验

结合潜水切割泵的特点,介绍了新一代切割泵基本结构和工作原理,阐述了潜水切割泵水力部件设计过程要素。并对潜水切割泵进行性能试验,通过实际案例对设计开发的切割进行了优化改进。试验结果表明,蜗壳流道表面粗糙度及叶轮出口面积对泵性能有较大影响。     

离心泵叶轮切割中被忽略的问题

论述了叶轮切割后,导致流道中心与泵体流道中心偏移,从而使水泵效率下降的现象。提出了改变泵体或者叶轮的某些结构尺寸,避免由于叶轮切割造成的流道中心偏移,从而保证泵的高效运行。     

混流泵叶轮切割规律的试验研究

经过对混流泵叶轮多次切割试验,探讨了叶轮切割量与泵的流量、扬程之间的关系,总结了混流泵叶轮切割后的性能变化规律,进而对现有公式进行了修正.     

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。     

旋流泵内部非定常压力脉动分析

为了深入分析旋流内部流场的压力脉动特性,建立旋流泵数值计算模型,基于标准k-ε湍流模型,开展旋流泵内部流动结构的非定常计算,分析旋流泵进口、出口及压水室的监测点的压力脉动情况,探讨各处压力时域与频域图变化规律,并对脉动特性进行试验验证。结果表明:不同工况下旋流泵压力波动呈现明显的周期性变化;叶轮与隔舌处的干涉作用是压力脉动的来源,隔舌处的脉动主频以叶频为主;旋流泵内部充满大量回流与漩涡,也是造成流动不稳定的因素,该研究结果为旋流泵的稳定运行提供了理论依据。     

混流泵叶轮外径的切割试验

通过对混流泵叶轮外径的多次切割试验,探讨叶轮外径的切割对泵流量、扬程的影响,分析混流泵叶轮切割的变化规律,通过对公式修正,探究适合n_s=400混流泵叶轮切割的修正方法。     

轴流风机叶片展向结构变化对性能影响的数值分析

基于电站风机裕量普遍较高的现象,本文以OB-84轴流风机为对象,采用Fluent模拟了叶顶切割和轮毂加粗后的风机性能,分析了2种改造方式对风机性能、内流特征及轴功率的影响。结果表明:体积流量qv≥33 m3/s时,叶轮改造后的全压和效率均随叶高减小而降低,但轮毂加粗后的风机性能优于叶顶切割情形;qv<33 m3/s时,2种改造方式均可使不稳定区变缓甚至消失;叶轮改造后动叶总压升系数小于原风机,但导叶扩压能力增强,且叶轮改造能改善中小流量下风机噪声特性;叶顶切割后,轴功率均小于原风机;在高于设计流量下,与原风机相比,轮毂加粗后的轴功率呈减小趋势,但叶顶切割方式的降幅更大。