交错叶片对双吸离心泵性能特性影响分析

为了积极响应及实现国产化要求,对原进口泵进行整机国产化研制,通过数值模拟分析了叶轮叶片交错角度为0°、15°、30°时离心泵内的流态和压力脉动。结果表明:随着叶片交错角度的增大,小流量工况下,扬程值逐渐降低,效率值无明显变化;大流量工况下,扬程值和效率值逐渐增大;额定工况下,随着叶片交错角度的增大,压出室对称分布的两个单独流道同一位置处静压值逐渐增大,相对速度值逐渐减小,而叶片处的相对速度值无明显变化。压出室内压力脉动幅值随着叶片交错角度的增大出现明显的减弱现象。同一叶片交错角度下,随着压出室过流断面的增加,压力脉动幅值逐渐减小,隔舌位置处压力脉动幅值受动静干涉作用最大。站场运行结果表明,叶片交错角度为30°的国产泵较原进口泵振动值减小、耗能降低、泵运行平稳且效率高。     

叶片进口安装角对多翼离心风机噪声的影响

应用数值模拟的方法,分别对多翼离心风机进行了稳态、非稳态及声学计算,并进一步研究了叶片进口安装角对多翼离心风机性能和噪声的影响,获得了风机在设计流量下的性能、蜗舌处压力脉动及风机进口噪声随叶片进口安装角的变化规律。最后,在对数值结果分析的基础上,获得了提高风机性能及降低风机噪声的最佳叶片进口安装角。     

三维叶片技术对离心风机流场结构的影响

为对离心风机叶轮内流动进行有效控制,应用弯叶片和掠叶片的三维叶片技术于某型离心风机。根据积叠线在周向和在子午面内变化方式的不同,数值模拟正弯、反弯、前掠、后掠、前倾、后倾、前掠正弯、后倾正弯八种三维设计叶片。通过比对不同三维设计叶片的展向和型面的压力分布、吸力面的壁面极限流线,研究不同叶片对叶栅流道流场结构的影响。正弯、前掠、后倾、前掠正弯、后倾正弯叶片能增大吸力面与前盘之间的端部角区的压力梯度,将端区低能流体推向主流区,减少端区低能流体堆积,控制分离;同时,增加叶片近前缘处的叶片负荷,分离尺度减小。反弯、后掠和前倾叶片则作用结果相反,端区低能流体堆积,分离起始点前移,分离尺度增大,近前缘处叶片负荷减小。     

叶轮结构对离心风机流动特性及性能影响的研究现状

通过回顾近年来国内外对叶轮性能的研究现状,结合叶轮结构形式及参数对离心风机不同方面的影响,得出离心风机叶轮内的损失主要是叶道内沿程摩擦损失,叶片上边界层分离,叶轮径向出口速度分布不均匀引起的尾迹流,轴向涡流,叶道进口冲击损失等。并指出今后的研究应以试验研究与采用CFD相结合的方法,在风机设计时考虑上述影响因素,从而降低叶轮内损失,提高离心风机性能。     

高速离心风机前缘倾斜叶片扩压器的降噪机理研究

采用噪声试验及定常和非定常数值模拟方法,研究了一高速离心风机前缘倾斜叶片扩压器的降噪机理。对比研究的两种叶片扩压器为前缘无倾斜和前缘有倾斜的圆弧叶片扩压器。通过研究离心风机叶片扩压器进口斜切对气流脉动压力的影响揭示其降噪机理。结果表明,所研究的150°前缘倾斜扩压器,既提高了风机性能,又有显著降噪效果。所研究高速离心风机,其离散频噪声占主导地位,集中在叶片通过频率及其二次谐波频率处。无倾斜的原始扩压器表面脉动压力主要特征是,波动幅值大,不同几何点之间基本同相位,脉动压力叠加效果显著,所以产生的气动噪声大。150°前缘倾斜扩压器,由于前缘倾斜切割,为叶轮盘侧出来的高速气流留出缓冲空间,在扩压器叶片前缘面上的气流冲击很快衰减,盘侧表面脉动压力幅值大大下降,这是其噪声降低的主要原因。前缘倾斜扩压器,由于前缘倾斜切割,各几何点之间的脉动压力存在相位差,所以叠加效果不明显,这是其气动噪声下降的次要原因。     

离心风机叶片扩压器内部流场的试验研究

利用激光多普勒测速仪(LDV)测量了离心风机叶片扩压器的内部流场。试验中，分别在大流量和小流量两个工况下对离心风机叶片扩压器的内部流场进行了详细的测量，由测量结果分析了叶片扩压器流道中前侧板侧、中间和后侧板侧三个回转面上气流速度的矢量分布和等值线分布，以及气流从扩压器的叶片凹面到凸面、从扩压器的进口到出口的流动特性。结果表明在扩压器喉部附近靠近扩压器凹面的局部区域，速度的方向会向叶片凸面发生较大角度的偏转；随着流量的增大，该区域将会向叶片扩压器的下游及流道宽度方向发展。     

离心风机振动噪声及压力脉动实验研究

利用传声器、加速度计、微型精密压力传感器对离心风机噪声、管道振动及压力脉动进行测量分析。结果表明,在风机噪声、管道振动、压力脉动频谱中与叶轮转动相关的离散分量明显,旋转频率分量最大;离散频率处噪声、振动与压力脉动相干函数值在0.5以上,而宽频分量处的相干函数值较小;管道内强烈压力脉动主要在距离风机出口5D(D为管道水力直径)的范围内,强度与参考动压ρv2b/2（ρ为流体密度,v为体积速度）相当;在10D以后,管内流场趋于均匀,压力脉动值约为参考动压的20%;压力脉动频谱中旋转频率分量最为明显,其幅度在风机出口2D~4D附近达到最大,为参考动压的25%左右。     

离心风机不同叶片型式下的气动性能研究

本文针对风机叶轮内流动损失问题,设计加工了4种不同型式的叶片,并通过试验对比分析了各型式叶片对风机气动性能的影响.测试结果表明:改进叶片形式可有效改善叶轮内流动,改进风机结构,提高运行效率.     

叶片厚度分布对离心泵流动结构及性能的影响

为研究叶片厚度分布对离心泵性能的影响,在保证蜗壳和叶轮其他参数不变的情况下,设计了3种不同叶片厚度分布的模型,采用定常和非定常数值计算方法分别获取不同模型的外特性和压力脉动情况,并结合内部流动结构进行对比分析。结果表明：采用抛物线型非均匀叶片厚度分布方式能够显著提高离心泵性能,在设计工况下厚度较大的模型相比初始模型扬程提高0.38 m,效率提高3.07%;非均匀叶片厚度分布能够改善泵内流场,通过减小叶轮中部叶片载荷变化梯度,从而有效减少叶片间轴向旋涡,但在一定程度上加剧了尾缘流动分离;泵内非定常压力脉动主频集中在叶频上,采用非均匀叶片厚度分布能够显著降低泵内不同位置处的压力脉动幅值,相比初始模型,2个厚度优化模型在叶轮出口各监测点处的平均叶频脉动幅值分别降低了21.7%和33.5%,一定程度减弱了泵运行过程中的流致振动。     

离心式风机流动特性的数值分析

对应用于褐煤提质系统中的离心风机进行了数值模拟。使用Fluent6.2软件,先在AutoCAD中进行几何建模,导到Gambit中划分区域,采用三角形网格进行离散处理,采用合理的湍流模型来描述,将计算结果应用于相应公式计算其效率,并与褐煤提质系统中的实测数据进行了比较,得出了较为可信的结论,对于褐煤提质系统的实际应用提供了可靠的条件。     

叶轮背叶片对高压离心风机性能影响的研究

本文以单级单吸高压离心风机为研究对象,开展叶轮背叶片宽度对高压离心风机轴承寿命、性能和轴向力的研究.通过改变背叶片宽度,实际测定了轴向力,计算了轴承寿命,通过试验确定了背叶片对风机性能的影响规律.随着背叶片宽度的增加,轴向力先减小后增加,临界点轴向力为0,经过临界点后轴向力逐渐增加,方向反向.增加背叶片宽度,风机的静压...     

多翼离心风机噪声分析的试验及数值研究

通过传声器搭建的压力脉动测试系统,测量了某多翼离心风机蜗壳壁面一周的压力脉动值及风机进口的噪声频谱,并结合FLUENT计算分析风机内部的流场,分析得出所研究多翼风机的噪声主要以涡流噪声为主,同时旋转噪声也是不容忽视的一部分,最后为该多翼风机提出了降噪的改进方案。     

增加短叶片的9-26型风机流场数值模拟

风机的设计过程中,可以采用在长叶片中间安装短叶片的方法来提高风机性能.为了深入了解增加短叶片后的风机流场,应用计算流体力学软件Fluent对某9-26型高压离心风机进行了加装短叶片后的数值模拟并对结果进行分析.计算结果显示,在相同的进出口条件下,增加短叶片的风机流量可增加约5%,出口全压平均增加约10%,叶片的长短对流量的增加也有所影响.计算中所采用的是标准k-ε湍流模型与非结构化网格.模拟结果可以有效帮助人们改进风机性能.     

串列叶片对离心风机叶轮性能及内部流场的影响

对串列叶片式离心风机叶轮的内部流场采用NUMECA软件进行了数值模拟研究,分析了串列叶轮不同相对周向位置因子对离心叶轮性能的影响,并对串列叶轮与原始叶轮进行了详细的流场对比分析。结果表明:相对周向位置因子对离心叶轮性能影响较大,当相对周向位置因子取0.05⁰.20时串列叶轮在性能上均有所提高且取0.10时性能达到最好;串列叶片能有效地削弱叶轮出口射流-尾迹结构对流场的影响,改善叶轮出口的速度均匀性,对控制风机的气动噪声有十分有利的影响。     

不同前盘结构形式多翼离心风机性能对比研究

叶轮是离心通风机的做功部件,叶轮性能是影响风机气动性能最主要的因素,因而对其进行深入研究具有重要意义。本文通过回顾以往多翼离心风机的研究,并对多翼离心风机内流展开讨论,提出对原型风机的改进方案。主要目标是改善进口附近内流情况,以达到提高原型风机的压力(全压和静压)的目的。提出以下4种方案:前盖板封闭度分别为30%、60%、100%,以及叶轮采用锥形前盘方案。数值结果显示:改变前盖板封闭度能够影响风机性能,在设计工况下,前盖板封闭度为60%时风机静压和全压都为最大;在蜗壳结构不变的情况下,采用锥形叶轮并不能达到提高压力和效率的效果,在大流量下,采用锥形叶轮风机的压力和效率反而会降低。     

离心风机叶轮计算及结构改进

本文采用有限元方法对离心风机叶轮进行计算，得出叶片出现弯曲变形的原因，通过对叶轮进行结构改进，叶片不再产生弯曲变形，可安全可靠运行。     

倾斜蜗舌对前弯离心风机蜗舌区域流动影响的数值研究

为分析蜗舌的不同倾斜角度对离心风机蜗舌区域的非定常流动特征的影响,本文以一款高压前向离心风机为研究对象,对3种不同倾角的蜗舌结构风机进行了稳态的三维流场计算,并采用大涡模拟方法对其最优工况进行了非定常数值模拟。结果表明:随着蜗舌倾角的增加风机全压大致呈线性下降趋势,而适当的蜗舌倾角有利于提高风机的效率;蜗舌表面最高压力区随着倾角的增大,逐渐从蜗舌顶部中间位置向靠近后盖板侧的蜗舌顶部移动;不同倾角下蜗舌中间点P_2的压力脉动主频均为叶片通过频率,而点P_1和P_3的压力脉动主频为叶轮转频或其2倍转频。     

失谐对叶片一轮盘结构振动特性的影响

研究了失谐对叶片一轮盘结构系统振动特性的影响。将叶片模拟为固定在轮盘上的悬臂梁模型，采用Hamilton变分原理和Galerkin方法，导出了系统的运动方程表达式。求解状态方程的特征值问题获得系统的特征向量。以一个含16个叶片的叶片一轮盘结构为例，分析了它的振动模态。结果表明，失谐会导致系统的振动模态出现局部化现象。分析了叶片的失谐量和轮盘的转速对结构振动模态局部化的影响。     

基于有限元法的离心风机叶轮强度分析与结构优化

对某风机叶轮进行应力强度和变形分析,并根据计算结果找出强度和刚度较薄弱部位分别进行结构改进,最终优化设计结果能使该叶轮强度有较高的安全系数,叶轮变形量减小.为叶轮结构设计提供了一种可行性改进方案.     

前向离心风机采用不等距叶片叶轮降噪的试验研究

为了降低T9-19No.4A前向离心风机的噪声,针对该风机设计了两个不同叶片间距的不等距叶片叶轮,并对原风机和两个改进后的风机进行了试验,对采用不等距叶片叶轮降低前向离心风机噪声进行了初步探索.试验结果和分析可供同行进行同类研究时参考.