基于Solidworks/Exel低比速叶轮出口宽度的设计

介绍了低比速叶轮轴面投影图最大过流断面面积和叶轮出口宽度的关系,低比速叶轮出口宽度既受到不同算法的影响,也受到叶轮前后盖板尺寸的影响。低比速离心泵叶轮出口宽度影响流道结构设计的合理性,从而影响到低比速离心泵的效率,本文重点讨论了低比速叶轮出口宽度如何在计算的基础上利用Solidworks和Excel数据处理软件绘图确定叶轮出口宽度的大小。     

应用灰色理论分析深井离心泵几何参数对流量的综合影响

本文应用灰色理论分析了深井离心泵几何参数对流量的综合影响。通过大量计算得出这些几何参数对泵流量Q的影响排序结果。计算结果表明，在这些几何参数中，叶轮出口宽度b2对流量影响最大，转速n影响最小，进口直径D0、叶轮出口直径D2、叶片包角Φ、叶片数Z和叶片出口角β2依次位于它们之间。这种方法对其它工程项目方案的研究也具有示范参考意义。     

低比转速离心泵主要参数对性能综合影响和排序

研究了低比转速离心泵叶轮主要几何参数对性能综合影响和排序，并提出了用这些参数估算扬程的一种方法，通过12个水力模型参数的计算表明，计算结果与实测值之间的平均相对误差为5％左右。     

一种计算低比转速离心泵加大系数的方法

依据离心泵叶轮出口宽度、比转速的计算式推导得出了计算低比转速离心泵流量、扬程及比转速放大系数的计算公式,公式体现了放大系数和叶轮水力参数间的关系。提出了建立在离心泵性能预测基础上的理论计算低比转速离心泵最佳流量、扬程及比转速放大系数的方法,解决了泵行业一直依据经验统计值确定其放大系数不能使低比转速离心泵在设计点效率最高这一问题。实例表明:提出的方法能够提高低比转速离心泵在设计工况点的效率,充实了低比转速离心泵的设计理论。     

低比转速离心油泵叶轮出口直径的优化

本文考虑粘度对离心泵基本公式中滑移系数、理论扬程的影响,对低比转速离心油泵叶轮出口直径进行了优化计算。研究表明,粘度对低比转速离心油泵的叶轮出口直径和机械效率影响很大。     

基于两工况优化离心泵

基于离心泵基本理论，提出一种基于两个工况点的针对离心泵的优化方法，使离心泵在保证设计工况点扬程以及效率不受影响的情况下，优化另一工况点的扬程与效率。利用离心泵的基本原理，理论扬程-流量计算公式和扬程-流量计算公式，针对计算离心泵的两个几何参数：离心泵进口直径D1以及出口处叶片与盖板的夹角λ2,推导得到基于两个工况点的计算式。又采用m91-50型离心泵进行两工况优化设计方法验证，根据推导得到的两项离心泵几何参数计算式计算得到的离心泵进口直径和出口处叶片与盖板的夹角，建立新叶轮与原蜗壳并且建立三维模型。利用ICEM软件进行网格划分，CFX进行数值模拟，得到该离心泵在两工况点下的数值模拟结果。根据得到的仿真模拟结果，经过优化的叶轮在两工况点的扬程误差在4.7%和3.7%,误差均在5%之间，证明了该优化方法的可行性。     

低比速离心泵水力模型试验数据统计分析

本文统计了比速n_s=25～55离心泵试验研究中的大量数据,分析了叶轮进口、出口参数及压水室第8断面的选取走向,这些资料及分析有助于低比速离心泵提高效率及消除驼峰。     

基于IS系列离心泵速度系数法水力设计

利用叶片泵能量方程和相似理论，推导出离心泵叶轮外径D2，出口叶片宽度62和进口直径D0的速度系数法水力计算公式。在IS系列泵参数回归统计基础上，利用最小二乘法拟合速度系数与比转数的关系方程式。并用ns=87和ns=118两泵型的设计实例验证了本文设计计算方法的准确性和先进性。     

分流叶片对离心泵流场和性能影响的数值预报

针对低比速离心泵IS 50-32-160模型,给出不同叶片数下、不同分流叶片长度的设计方案,采用计算流体力学(Computational fluid dynamics, CFD)方法,对多方案的全流场进行分析。对非设计流量工况计算采用了稳态N-S方程求解,对于叶轮和蜗壳、前后腔体的交界面采用滑移网格技术进行处理。通过叶轮叶片上扭矩分析,并结合以往试验和计算经验,给出适用于低比速离心泵分流叶片长度的设计公式;流场计算结果显示：分流叶片有利于叶轮出口和蜗壳入口的压力、速度分布均匀性,能有效提高叶轮出口压力,减小压力脉动;通过不同工况的计算模拟,预测各个设计方案离心泵的性能,结果表明：含分流叶片离心泵的效率向偏大流量处偏移,扬程提高较多,且功率曲线更加陡峭。最后总结了不同叶片数对水泵性能的影响,给出不同设计要求时叶片数取值参考。     

离心泵扬程Ⅰ级、Ⅱ级与Ⅲ级影响因素的综合排序

离心泵扬程影响因素排序的研究应该侧重于其Ⅰ级、Ⅱ级与Ⅲ级因素的综合影响。本文利用灰色理论分析了2个Ⅰ级因素(叶轮参数IP与蜗室参数VP)、5个Ⅱ级因素(叶轮进口参数IIP,叶轮出口参数IOP,叶轮流道参数IPP,蜗室平面参数VPP与蜗室断面参数VSP)和17个Ⅲ级因素(例如,叶轮进口直径D_0,出口直径D_2,平均直径D_m,基圆直径D_3等几何参数)对扬程H的综合影响。通过大量计算,得到了Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级因素的综合影响排序,计算结果表明,在Ⅰ级因素中,IP对H影响最大,VP最小;在Ⅱ级因素中,IPP对H影响最大,VSP最小,而且IOP、VPP与IIP介于它们之间。在IPP中,Ⅲ级几何参数对H影响顺序为t、D_m、θ、Z;在IOP中,影响顺序为D_2、β_2、b_2;在VPP中,影响顺序为D_3、α、s;在IIP中,影响顺序为β_1、D_0、b_1;在VSP中,影响顺序为b_4、h、b_3、F_Ⅶ。在本文中首次提出离心泵扬程Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级影响因素及其Ⅰ级、Ⅱ级与Ⅲ级灰色关联度计算公式的新概念、新思路和新方法,对离心泵的研究、设计以及现有产品改造提供了重要理论基础。     

基于正交设计法的中比转速泵无过载优化设计

以D82-19-2型中比转速离心泵为研究对象,选取导叶喉部面积、叶片数、叶片包角、叶轮出口直径、叶轮出口宽度、叶片出口角、叶轮进口直径7个参数为变量,运用正交设计法制定七因素三水平正交方案L18(37),借助数值模拟方法对泵的性能进行预测,通过分析得到了几何参数对中比转速离心泵性能影响的主次顺序:叶片数对扬程和效率的影响起主要作用,叶片包角对轴功率的影响起主要作用;正交优化方案的数值模拟结果表明,该方案既满足无过载性能的要求,又保持了较高的效率,可为中比转速离心泵无过载设计提供参考。     

基于二次回归正交组合设计低比转速离心泵叶轮的优化设计

为改善某低比转速离心泵的水力性能,运用二次回归正交组合方法设计试验方案,选取7个主要的叶轮几何参数作为研究因素,包括叶轮出口直径D_2、叶片出口宽度b_2、叶片出口角β_2、叶片包角ψ、叶片数Z、短叶片前缘周向偏置度θ_1和短叶片尾缘相对周向偏置度τ_1,利用CFX对试验设计方案进行定常数值模拟计算,基于试验方案模拟结果建立以扬程和效率2个响应的二次多项式回归预测数学模型。分析结果表明:叶片数对该离心泵扬程和效率影响最大,叶轮出口直径的变化相比其他因素对泵扬程和效率的综合影响更加突出,基于二次多项式回归数学模型频率分析法筛选出的最佳优化方案达到了预期的优化效果。     

低比转速复合离心叶轮设计探讨

对低比转速复合离心叶轮的设计方法进行了探讨，给出了其滑移系数、理论扬程、叶片数、叶轮外径、叶片出口宽度、叶片出口安放角及短叶片起始处直径的计算公式，并对两台带诱导轮的复合叶轮离心泵进行了试验验证，结果表明复合叶轮能够提高杨程系数、效率和改善小流量工况下的工作稳定性，是设计高性能高速诱导轮离心泵的关键之一。     

低比速离心泵叶轮切割实践

通过对不同转速的低比速离心泵的叶轮进行切割试验，从而对低比速离心泵叶轮在不同转速下的切割定律加深了解，对实际生产中低比速离心泵性能的准确掌握具有一定的实用意义。     

超低比转速诱导轮离心泵机组的研制

以超低比传速的ＹＹＰ离心泵机组为例给出了高性能的ＬＲＥ超低比速高扬程离心泵机组的设计方法与步骤。通过优化水力设计提高效率，采用复合叶片的离心叶轮，合理的诱导轮与离心轮的匹配形式以及在诱导轮入口前安装孔或反向流稳定装置来提高稳定性，获得了满意的结果，采用本文的设计方法，比转速２０．８９的离心泵效率达到３９．２％，ＮＰＳＨ值达到０．７米，且小流量稳定性很好。     

计算离心泵面积比和蜗壳面积的方法

依据离心泵的面积比原理,推导得出了计算离心泵面积比的计算公式,公式体现了面积比值和叶轮、蜗壳的水力参数关系。提出建立在面积比原理基础上、低比转速离心泵在加大流量设计后的面积比、蜗壳第八断面面积的计算方法及公式,面积比及蜗壳的第八断面面积和泵的流量加大系数、比转速加大系数得到了联系,也和叶轮、蜗壳的水力参数有关。解决泵行业一直依据经验统计值确定面积比而不能使低比转速离心泵在设计点效率最高这一问题。实例表明:提出的计算方法能够提高低比转速离心泵的效率,充实低比转速离心泵的设计理论。     

低比速离心泵叶轮优化设计进展

介绍了低比速离心泵叶轮优化设计的主要方法和模型,分析其优缺点,并着重介绍了叶轮多目标优化设计、遗传算法及神经网络等新的优化技术在叶轮优化设计中的应用,指出了低比速离心泵叶轮优化设计的发展趋势。     

低比转速离心泵叶轮造型及有限元网格划分一体化分析

在作图法的基础上,整理了完整的低比转速离心泵叶轮的计算机建模方法,根据叶轮几何形状及建模方法的特点采用节点连接和几何变换相结合的方法,发展了一种有效的离心泵叶轮三维有限元网格自动生成的算法,编制了界面友好的三维网格自动生成程序。使用该程序只需输入叶轮基本几何参数,即可得到泵叶轮三维有限元分析网格,为进,行实际叶轮的造型与有限元网格划分一体化设计奠定了基础。     

低比转速离心泵叶轮流道形状的参数化设计

离心泵叶轮流道形状直接影响液体在流道内的流动状态和叶轮叶片设计,针对低比转速离心泵叶轮流道．将其分为轴向通道、转弯通道和径向通道三个部分;以叶轮流道内液体流经断面均匀变化为目标对叶轮流道形状进行优化,得到优化的流道形状;通过对Auto CAD进行二次开发实现叶轮流道的参数化设计,提高离心泵叶轮水力设计的效率和准确性,有助于离心泵叶轮的设计。     

高效率低NPSHr离心泵的研发

阐述了高效率、低NPSHr离心泵的设计方法和研发过程。针对离心泵的特点,通过改变叶轮进口直径、叶片进口边位置、叶片包角等参数,研发出NPSHr低且效率高的离心泵。通过计算流体动力学(CFD)数值模拟和模型泵试验,进行了设计验证。