基于PumpLinx的余热排出泵汽蚀余量的仿真方法研究

阐述了汽蚀的原理与现象,提出了一种对核电厂用正常余热排出泵进行汽蚀余量仿真研究的数值模拟方法。对水力模型流体区域进行建模,并介绍了模型假设和简化、网格的生成方法、工作介质的物性以及数值模拟仿真计算方法。按ANSI/HI1.6离心泵试验要求进行仿真,通过对各流量点不同进口压力的扬程数据进行拟合计算,获得设计流量点、小流量点和大流量点扬程下降3%时的汽蚀余量NPSH3值。     

全空化模型预测离心泵汽蚀性能的准确度

文献[2]采用两相流全空化模型计算了离心油泵输送粘油的汽蚀性能,但因缺乏试验数据,故无从知道计算的必需汽蚀余量与其试验值的差别。另外,目前还没有关于利用空化模型预测泵初生空化方面的研究;同时,全空化模型预测离心泵汽蚀性能准确度的评估目前还不多见。因此,本文采用全空化模型预测文献[3,4]的试验离心泵输送水时的汽蚀性能,获得了初生空化系数-流量曲线和扬程-有效汽蚀余量曲线,探讨了泵扬程与叶轮内部汽液体积比的关系以及非凝结气体浓度、紊流模型对扬程-有效汽蚀余量关系曲线的影响。本文的计算方法、经验和结果对实际工程中的离心泵汽蚀性能的预测和流动模型的选择有借鉴作用。     

基于Matlab的泵可用汽蚀余量曲线拟合方法探讨

泵可用汽蚀余量曲线的形状直接影响泵汽蚀性能的判断,因此需要尽可能地提高曲线的拟合精度。本文使用Matlab的曲线拟合功能,对泵可用汽蚀余量曲线采用了多项式和非线性拟合,并详细介绍了曲线拟合的原理及过程。经过比较分析得出5次多项式和指数函数拟合曲线较理想,并求出了相应NPSH3值。     

离心泵输送粘油时必需汽蚀余量的CFD解析

粘度比水高的粘油会使离心泵的必需汽蚀余量增大,影响其正常运行。粘油的汽蚀余量试验需要特殊的试验装置和试验过程中汽泡不易去除等困难使这方面的试验资料相当稀缺。为此,本文首次采用CFD方法研究了离心泵输送粘油时的汽蚀性能,并与现有的必需汽蚀余量换算系数曲线和试验结果进行了对比。为了确保计算的稳定和准确,叶轮和蜗壳采用了四面体-正六面体混合网格、交错压力差分格式和网格调整技术。获得的扬程-有效汽蚀余量曲线光滑,计算的不同雷诺数下的必需汽蚀余量换算系数与现有的结果吻合。本文对于离心油泵的设计和汽蚀性能计算具有应用价值。     

水泵扬程-NPSH曲线拟合方法

针对离心泵汽蚀试验扬程—NPSH曲线拟合的问题提出了新方法，直线—曲线分段拟合法，并详细介绍了拟合方程的推导过程。     

叶片进口修缘对离心泵汽蚀性能影响的数值计算与试验研究

为了改善离心泵的汽蚀性能,根据经验,确定了两种叶片进口修缘形式。首先通过原型泵的外特性试验,确定了能量性能和汽蚀性能曲线。基于完整空化模型和混合流体两相流模型,对原型泵运行工况下叶轮内空化流动进行全流道数值计算。预测得到原型泵能量性能和汽蚀性能曲线,与试验曲线吻合良好;同时得到汽蚀发生过程中叶轮流道内空化发展的静态特征,与理论相符。故采用相同的数值分析方法对两种叶片进口修缘后的叶轮进行分析,分析表明：进口修缘后泵的汽蚀性能得到了提高,叶片进口工作面修缘形状越接近流线型,泵的汽蚀性能越好。对较好修缘形式的泵进行试验,得到其能量性能曲线和汽蚀性能曲线,数值分析与试验研究的曲线吻合,修缘后泵的临界汽蚀余量得到改善。研究结果对离心泵汽蚀改善的方法具有一定的指导意义。     

离心泵增速时临界汽蚀余量的变化

本文着重分析了汽蚀的比R效应,推导出新的离心泵增速时的临界汽蚀余量相似定律。在现有大量工业试验数据的基础上,给出了新的汽蚀比R效应函数。     

航空燃油离心泵抗汽蚀优化设计及仿真

针对航空燃油离心泵工作时出现的汽蚀问题,采用正交试验法对离心泵叶轮进行优化设计.选取叶轮出口直径D2、叶轮出口宽度b2、叶片数Z、叶片厚度H为正交试验的4个因素,完成了正交试验并对试验结果进行极差分析,得到了以泵汽蚀余量为优化指标的影响排序,并最终获得最优参数组合.通过流场仿真对现用离心泵和优化后离心泵的泵汽蚀余量和蒸...     

高汽蚀性能低NPSH泵试验装置有关问题的探讨

针对NPSHr≤0.5m泵的汽蚀余量测试问题,简述了泵测试台的特点和设计思想,分析了其结构特点及现有测试台中的实际问题,研究了进口阀位置管路结构压力测量装置及软管结构对NPSHa的影响,提出了高汽蚀性能低NPSH泵测试台的一些设计方法。最后,设计改建原试验台,并进行了相关试验。测试结果达到预期设计目标,可有效解决NPSHr≤0.5m泵的汽蚀余量测试问题,为今后的高汽蚀性能低NPSH泵的测试工作提供了有益的参考。     

海上油田离心泵有效汽蚀余量力学模型及应用

海上油田离心泵发生汽蚀会降低其增压外输能力并出现振动等现象,分析离心泵产生汽蚀的条件,建立有效汽蚀余量的数学模型,并依据求解结果给出防止离心泵汽蚀的相关措施。结果分析表明,随着泵输油量的不断增大,离心泵有效汽蚀余量逐渐减小,离心泵有效汽蚀余量受甲板层高和管道沿程水力损失的影响较大,而油面高度和油液饱和蒸汽压的影响相对较小;由此需采取降低泵甲板高、减少管件、降低泵座和调整油温等措施,防止离心泵发生汽蚀;离心泵有效汽蚀余量的力学模型充分考虑了油气增压外输流程中的各水力损失,为分析海上油田其他增压泵的汽蚀问题提供依据。     

离心泵汽蚀现象分析及防汽蚀措施

主要介绍了离心泵汽蚀现象及形成机理,重点突出了两个主要概念:装置汽蚀余量(NPSHa)和必需汽蚀余量(NPSHr)。对吸上装置和倒灌装置,分别给出了装置汽蚀余量的计算公式。在此基础上,列出了提高离心泵抗汽蚀能力的方法。     

长短叶片离心泵汽蚀性能数值模拟分析及实验研究

为提高离心泵的汽蚀性能,利用CFD数值模拟分析与实验研究相结合的方法对长短叶片离心泵在不同汽蚀余量时叶轮内部气液两相的分布规律进行分析研究,分析了3种不同短叶片进口直径在不同汽蚀工况时气泡分布情况对叶轮内部流动和性能的影响。分析结果表明:选择合理短叶片的进口直径可以有效提高离心泵的抗汽蚀性能,避免叶轮进口堵塞和流道内发生漩涡汽蚀。当汽蚀余量减小到一定程度,离心泵短叶片进口直径为0.65D2(D2为叶轮外径)时,在长叶片和短叶片的背面都会出现漩涡汽蚀区;当离心泵短叶片进口直径为0.75D2时,在长叶片背面与短叶片工作面间的流道内会出现两个漩涡汽蚀区;当离心泵短叶片进口直径为0.85D2时,离心泵的抗汽蚀性能最佳。     

海上平台离心泵运行管道力学模型及应用

研究管道阻力特性是计算海上平台离心泵汽蚀余量和防止汽蚀问题的前提,建立离心泵管道阻力损失的数学模型,依据理论分析和离心泵运行管道中井液流动特性仿真分析结果,给出减小管道阻力损失和减弱汽蚀发生的有效措施。结果表明,海上平台管道阻力损失对离心泵运行汽蚀余量有较大影响,离心泵管道阻力损失中,滤器所引起的局部阻力损失约占70%,井液在阀门进出口发生湍流并在弯头处出现旋涡,且管件所引发的局部阻力损失约占25%。     

离心泵吸入性能的试验和试验结果计算

本文根据对离心泵进行汽蚀试验,介绍了离心泵吸人性能试验和试验结果的计算及其应注意的事项;通过泵的吸入性能试验来确定泵的吸入真空高度或汽蚀余量。     

旋流泵内部流动及吸入性能试验研究

通过萝卜水流流动和气水混输观察试验，研究旋流泵流动原理，探讨旋流泵涡室流动模型。通过对液下旋流泵进口直径D0对性能影响的对比试验，确定D0/D2的最佳比值。对旋流泵汽蚀余量曲线及汽蚀对泵扬程的影响与同比转数离心泵进行对比分析，探讨旋流泵汽蚀性能特点。     

离心泵汽蚀防止措施的研究现状与发展

从离心泵汽蚀余量公式出发,结合汽蚀机理、抗汽蚀材料、CFD等最新的研究成果,分析总结了离心泵汽蚀防止措施的研究现状与发展。     

离心泵汽蚀性能改善与基于CFD的汽蚀性能预测研究

针对石化装置中高温减压塔底泵工作环境苛刻、汽蚀性能要求高的问题,对泵进行提高汽蚀性能改进设计,设计出两种两组水力模型。用CFX对3种工况两种相位的内部流场进行了数值模拟。模拟结果表明第一组水力模型汽蚀性能较优,制作成实型泵,并对整机进行汽蚀试验。当Q=406m3/h时,临界汽蚀余量CFD预测值为3.74m,试验值为4.02m,误差相差不大,达到了设计要求。CFD技术能够较准确预测离心泵汽蚀性能。     

水泵闭式试验台汽蚀试验自动测控系统

基于虚拟仪器技术,设计水泵闭式试验台测控系统。选用NIc DAQ以太网机箱及NI数据采集卡设计汽蚀试验测控装置,用Labview软件编写汽蚀试验测控程序。采取变流量的汽蚀试验方法,结合水泵的流量—扬程曲线,对试验数据进行处理,得到流量—汽蚀余量曲线。此自动测控系统提高了测试精度及测试效率,改善测试人员工作环境,具有一定的实际工程意义。     

前置轴流叶轮对离心泵汽蚀性能的影响

随着离心泵向高转速化发展,离心泵的汽蚀性能成为其稳定运行的重要因素。本研究在离心轮前安装一种特殊的轴流式叶轮以提高离心泵的抗汽蚀性能。轴流式叶轮的水力设计采用升力法,设计完成后用PUMPLINX软件对装有轴流式叶轮的离心泵进行数值模拟,模拟结果表明:装有轴流式叶轮的离心泵其性能参数符合设计要求,且临界汽蚀余量显著降低到安全范围内。最后对此泵做性能试验和汽蚀试验,试验后把试验结果与装有常规诱导轮的离心泵的试验结果进行对比,结果表明,在此次研究中,装有轴流式叶轮做诱导轮的离心泵其性能与汽蚀特性均符合设计要求,并且很好地改善了装有常规诱导轮的离心泵此前在结构上的问题。     

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。