基于CFD的旋流泵叶轮内部流动的仿真研究

运用Pro/E软件进行三维造型,并对泵内部流道区域进行网格划分,采用分块非结构六面体网格,利用修正的RNG k-ε双方程湍流模型、SIMPLEC算法,数值模拟了旋流泵内部三维不可压湍流场,得出旋流泵旋转腔内的速度和压力分布,分析得出旋流泵旋转腔的内部流动特点,可作为改进旋流泵的设计方法的理论资料。     

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%。     

丁基橡胶生产装置胶粒旋流泵设计

论述了国内外旋流泵的研究现状,分析了其结构参数对泵性能的影响,旋流泵内部流动形态与流动模式,旋流泵的设计方法,在总结前人所做工作的基础上进行研究,对今后研究方向进行了展望。     

旋流泵的研究现状及发展趋势

旋流泵的无堵塞特性使得其在化工、制药、造纸以及污水处理等行业中得到了广泛的应用。本文对旋流泵的基本工作原理和内部流动特性进行了分析,总结了国内外旋流泵的研究历史及目前研究现状,结合各国学者提出的几种经典的流动模型,由此给出分析旋流泵设计中存在的问题,为今后一个阶段内旋流泵的研究热点和发展方向提供参考。     

单流道泵叶轮内部流场分析与性能试验

结合数值计算，分析了单流道泵叶轮内部流动，得出了单流道泵效率偏低、汽蚀性能差的原因；将本文设计的单流道泵与同比转数离心泵进行性能对比试验，进一步验证了分析中得出的结论。     

旋流泵的研究现状与展望

针对国内外文献中所分析的结构参数对旋流泵性能的影响,结合实验所得结果对旋流泵的计算模型、计算方法和设计方法等研究现状进行综合分析,提出对旋流泵的设计应在已有的实验数据和数值模拟的基础上对不同浓度、不同粘度、不同粒径颗粒以及在不同比转数情况下对旋流泵进行分型设计,提出应对不同的流动采用不同的设计模型的展望.     

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%。     

大型水泵轴向后导叶叶片出口角对出水流道性能的影响

对低扬程大型泵站单管出水流道 ,水泵出口存在最优旋流 ,使水力损失最小 ,可以通过后导叶叶片出口角设计满足出流最优旋流要求。为此 ,提出了已建泵站和新建泵站泵后导叶—出水流道整体水力设计两种物理模型 ,目的是使流道水力损失最小。提出了平分分析法试验求解物理模型的方法和后导叶设计方法     

泡状入流条件下旋流泵气液两相流动特性

为研究泡状入流条件下旋流泵内气液两相流动特性规律,对旋流泵进行了全流道数值模拟,并通过试验对其进行验证,分析不同入口体积含气率及不同液相流量对旋流泵内部流动结构演化的影响,并探讨流动结构与外特性的关联。结果表明,在1%～20%入口体积含气率条件下,气泡进入旋流泵后大部分聚集在叶轮轮毂附近,泵内气液两相流型主要有3种,分别为凝聚气泡流、气囊流和气液分离流;当入口体积含气率为1%时,液相介质中少量气体的混入有助于泵压升和效率的提高,而当含气率增大到5%时,泵内循环流旋涡数量增多,并且向无叶腔内聚集,从而增加了能量耗散,导致泵做功能力降低,进而降低了泵的性能。研究结果可为气液两相条件下旋流泵的优化设计和选型提供参考。     

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。     

旋流泵汽蚀性能试验研究

为了了解旋流泵的汽蚀性能,分别以IS150-100-300(LXH)、IS 125-80-230(LXH)为试验对象,对两种型号的旋流泵进行多工况下的汽蚀性能试验研究。结果表明:旋流泵的有效汽蚀余量会在规定的必需汽蚀余量上下波动,这就需要进行多组试验以确保试验的准确性;在汽蚀余量较小时,扬程会有明显的减小,其原因是汽蚀堵塞了流道,导致扬程降低。此外,泵试验时振动现象明显比非汽蚀工况时更为剧烈。     

叶片形式对旋流泵性能的影响

旋流泵因其具有无堵塞的优点而在疏浚清淤工程得以广泛应用。叶片是旋流泵的关键部件,改变叶片形式会引起旋流泵内部流场发生截然不同的变化,从而改变旋流泵性能。本文针对直叶片、后弯叶片、前弯叶片和双向倾斜叶片4种叶片形式,通过数值模拟手段,研究了不同叶片形式对旋流泵扬程、功率和效率等性能参数的影响。研究表明,泵叶腔内流体由后弯叶片所获得的速度较小,向无叶腔流体传递的能量较少,而在这种传递过程中,后弯叶片所产生的漩涡强度和范围却远远高于其它3种叶轮,故采用后弯叶轮的旋流泵扬程、轴功率和效率均为最低。而采用直叶片形式可以使旋流泵获得最大效率。本文研究可以为旋流泵的叶片设计提供参考。     

单流道泵内部非定常流动特性

将叶片和蜗室作为一个整体,对单流道泵内部三维非定常流动特性进行研究,经分析提出了单流道泵内部三维非定常势流流动和三维非定常湍流流动的数值模拟方法,分别计算了单流道泵内部的速度场、压力场和叶片表面的压力分布,对进一步研究单流道泵内部流动具有重要意义。在此基础上计算了叶轮所受的径向力及其变化趋势,为提高单流道泵运行稳定性提供了理论依据。此外还计算了扬程、平均水功率和效率,并与试验值作对比。尽管忽略粘性使得势流计算得到的速度场在蜗壳的局部区域出现反方向流动,从而导致叶片压力面压力沿展向波动变化,但其性能曲线与试验值变化趋势一致,粘性计算结果与试验值相比,精度较高。     

旋流泵叶片表面的压力测量

一、前言随着国民经济的发展,各部门对污水污物泵的需求量逐步增加,因此对其性能、可靠性等提出了较高的要求。旋流泵由于结构简单、无堵塞性能好,并且有较好的可靠性,得到了越来越广泛的应用。由于以前尚未搞清旋流泵的工作原理和内部流动规律,因此,设计中盲目性大。随着计算机技术的逐步普及,已可对泵内流动进行数值模拟。为了检验计算方法的     

带导流体的旋流非接触吸盘仿真及PIV实验验证

PIV(Particle Image Velocimetry)技术是一种流场可视化光学方法,经过十年的发展,该技术已经成为研究流场的基本测试手段。由于旋流非接触搬运器内部流道很小,传统的侵入式测量方法很难对搬运器内部流场进行测量。针对这个问题,该文设计了一套PIV实验测试方法,用PIV技术来获得旋流吸盘内部流场的流动规律,采用三种基本旋涡模型对旋流非接触吸盘进行一维数值建模,并且以三种数学模型为目标函数,应用最小二乘拟合方法对PIV数据进行拟合。通过比较拟合效果,辨识出了能够准确描述吸盘内部流场流动特性的数学模型。     

全透明模型泵的设计及PIV流场测量

为了便于观察挖泥船泥泵内部的流动情况,设计了一台全透明模型泥泵。泵入口流道位于泵轴侧,便于对泵内部流场进行全域整体观测。探讨了泥泵的水力特性和可拍摄性,获得了叶轮内瞬时流场的速度矢量。结果表明,所设计的模型泵适用于PIV流场测量。     

旋流泵特性及设计方法研究

本文分析了几何参数对旋流泵特性的影响,提出叶轮外径D_2、涡室径向尺寸R_V及涡室喉部面积F_(thr)为旋流泵设计三要素。在大量试验基础上,提出一种实用的旋流泵设计方法。作者运用该设计方法开发了六种规格产品,性能均达到规定指标。     

双流道泵内非定常流动数值模拟及粒子图像测速测量

为探讨双流道泵内部的非定常流动机理,采用Fluent软件,基于滑移网格技术、 湍流模型计算了一双流道泵在不同工况下的内部流动,并将计算结果与粒子图像测速仪(Particle image velocimeter, PIV)实测结果进行比较。结果表明：计算所得双流道泵内部流场符合叶轮机械内部流动的一般规律,且与PIV实测结果总体变化趋势一致;由于双流道泵结构特殊,其进口处的流动状态与普通叶轮相差较大,出口处的流动状态与普通叶轮类似;叶轮进口处,流体基本沿流道吸力面流动,流道工作面上的相对速度很小,存在严重的脱流和旋涡;叶轮出口处,压力面和吸力面的速度趋于相等,射流—尾迹现象并不明显;由于叶轮—蜗壳动静干涉,两个叶轮流道内的静压分布有所不同;同一流道内,静压随着半径的增加而逐步增大,压力面侧静压大于吸力面侧;蜗壳流道内静压随半径增大,最大静压值在隔舌处。此项研究不仅加深了人们对双流道泵内非定常流动图画的理解,从而进一步完善双流道泵设计方法,同时也可为其他类型泵的内流研究提供借鉴。     

引黄高扬程灌溉泵站双进口两级中开泵结构改进

本文对黄河沿岸泵站中双进口中开泵的磨损情况进行分析讨论,提出降低泵内水流相对速度、合理选用抗磨材料和提高泵运行可靠性等方法,对该泵型进行优化。采用数值模拟方法,在设计和非设计工况下对流场内部特性进行研究。外特性与试验结果相比较,误差在4.4%以内。外特性研究结果表明,叶轮流道内速度和压力分布稳定,验证了改进策略的可靠性。改进后的泵型在高扬程、高含沙量工况有重要的工程应用价值。     

切割型双叶片潜污泵设计和数值模拟

为解决污水处理用排污泵叶轮易堵塞、效率低等问题,设计了一种新型切割型双叶片潜污泵。分析叶轮特点,提出叶轮水力设计方法,并对泵进行了全流道数值模拟,得出了叶轮内压力、湍动能、流线分布等情况,从而分析出该泵内部流动的特点和通过能力提高的原因。基于性能预测方法对规定工况点的性能进行预测,验证设计方法的可行性。