自吸离心泵转速与自吸性能关系的研究

为研究自吸离心泵不同转速下的自吸性能,探讨自吸性能与转速的关系,设计了透明自吸离心泵装置,并采用高速摄像机拍摄了自吸初期蜗壳内部的气液两相流流态的演变,记录了吸入管的液位变化。自吸离心泵自吸过程被分为吸入期、进水期和出水期,总结了吸入期和进水期转速对自吸时间的影响规律。试验结果表明,自吸离心泵在较低转速下,自吸时间与转速成反比,因为吸入期结束时气液分离腔内液位未达到最高,含气率是影响自吸性能的主要因素,转速越高,含气率越高,排气效率越高,自吸性能越好;而在较高转速下,部分转速区间内自吸时间与转速成正比,是因为吸入期未结束时气液分离腔内液位已达到最高,影响了排气效率,同时转速越高气体回流速度越快,气体不能及时排出,还出现自吸离心泵自吸未能完成的情况。研究说明了转速与进水管液位和气液分离腔内液位之间的关系,通过解释排气效率揭示了自吸离心泵转速与自吸性能的关系,研究成果可为自吸离心泵的转速设计提供参考。     

设平衡孔时气液混输泵内部流动及轴向力分析

本文采用两相混合模型进行数值模拟计算,探究了不同进口含气率条件下,设置平衡孔对气液混输泵外特性、内部流动及轴向力的影响。研究发现：各工况条件下,设置平衡孔后该混输泵的轴向力均明显减小;从平衡系统回流的高压流体对转轮内部流动状态产生扰动,同时能破坏和夹带转轮流道内聚集的气泡;综合考虑对混输泵的性能和轴向力的影响,在较低进口含气率时采用平衡孔方法平衡混输泵轴向力的方法是可行的;平衡系统进出口压力系数随比面积系数增大而非线性减小,平衡孔的直径过大会导致混输泵的容积损失问题,因此平衡孔直径设计存在最佳值;对比发现平衡孔设在转轮叶片吸力面时转轮的轴向力幅值和脉动相对较小。研究结论可为后期多级气液混输泵平衡孔平衡轴向力系统的设计和优化提供思路和借鉴。     

超低比转速离心泵非定常流动压力脉动特性研究

超低比转速离心泵内部非定常流场导致的压力脉动问题是影响其安全稳定运行的重要因素。本文研究了“S”型叶片超低比转速离心泵内压力脉动的分布特征及其对安全稳定运行的改善效果,采用SST k-ω湍流模型,对“S”型叶片和直叶片两种形式分别进行定常以及非定常数值模拟,得到泵内叶轮叶片及隔舌处的压力脉动特征,并进行时域及频域分析。结果表明：直叶片小流量工况下压力脉动幅值最小,而“S”型叶片在额定工况压力脉动幅值最小;两种叶轮均以叶片通过频率为主,低频特征明显。“S”型叶片叶轮在0.6Q_d(Q_d为设计流量)、0.8Q_d、1.0Q_d、1.2Q_d四种工况下叶轮出口及隔舌处监测点压力脉动幅值均有不同程度的下降,下降幅度达23%～47%,说明与直叶片相比,采用“S”型叶片能有效降低超低比转速离心泵的压力脉动幅值,提高超低比转速离心泵运行稳定性。     

一种槽式孔板流动特性的研究

基于计算流体力学理论,应用计算流体力学软件Gambit和Fluent6．0,对流体流经槽式孔板前后的流动状态进行了仿真研究,得到了流体流经槽式孔板前后的动压、静压、速度剖面及压力和速度分布曲线。通过槽式孔板和标准孔板流动特性的比较得出了槽式孔板优于标准孔板的一系列结论。实验结果表明槽式孔板测量误差小于5％,研究结果对槽式孔板流量计的开发具有一定借鉴意义。     

雨水对外绝缘特性的影响

介绍了在海拔高度为３６４８ｍ的高压实验室内,用正、负雷电冲击电压及工频电压对绝缘子串、棒——板间隙进行干、湿放电特性研究的结果。得出了绝缘子串干、湿闪电压与串长及棒——板间隙干、湿放电电压与间隙长度的关系。对影响绝缘子串湿闪特性的原因进行了分析。     

内混式SNCR喷枪喷雾特性研究

选择性非催化还原法(SNCR)脱硝系统中,还原剂内混式喷枪的流量特性和雾化特性对脱硝效率影响较大。本文通过实验研究了影响雾化特性的主要因素气、液压力和气液比对内混式SNCR喷枪流量特性和雾化特性的影响,尤其是对喷枪射程的影响。结果表明:喷枪内液体流量实验曲线基本符合Q_w≈(p_w-p_3)0.5的指数增长关系;喷枪最佳设计气体压力为p_w≤p_a≤p_w+0.1 MPa;随着液体压力的增大,雾化颗粒变大,射程增幅明显;随着气液比的增加,雾化颗粒越来越细,射程逐渐变小,考虑刚度射程问题时,气液比选择在0.10左右较为合宜,且设计气液比k_(ALR)≤0.10时可以明显的增加射程;增加气、液的初始压力不能显著改善喷枪穿透深度。     

叶片数对泵自吸特性影响的可视化试验研究

为研究自吸泵不同叶片数的自吸特性,本文探讨在不同叶片数下自吸泵的内部流动状态和自吸时间的差异和规律。搭建了可视化试验平台,从试验的角度出发,直观地研究自吸泵的自吸过程,通过对比和分析研究了双叶片、三叶片和四叶片的自吸泵在不同阶段的气液两相分布与气液混合流在自吸过程中随时间的演化,进一步揭示叶片数对自吸泵自吸时间的影响机制。试验还使用高速摄像机对自吸泵内部流动情况进行了拍摄,更加深入研究了不同叶片数下的自吸泵泵内气液混合、气液分离及气液回流等过程,揭示叶片数对自吸泵自吸过程各个阶段的气液两相流态的影响规律,为自吸泵叶轮设计提供参考和依据。     

自吸阀式全自动燃气热水器的维修

2002年日本经济继续保持萧条状态，甚至变得越来越糟，大规模复苏的希望仍然比较渺茫。即使经历了日本对其行政机构和金融体系改革，但是日本的经济还一直沿着螺旋式紧缩的方向延伸，经济复苏缓慢。     

双喷嘴斜击式水轮机内部流动研究

为了在转轮直径变化不大的基础上,提高斜击式水轮机的出力与比转速,在设计时往往采取增加喷嘴数,但喷嘴数的增加会引起转轮内部流动的相互干涉,降低机组效率。本文采用CFD技术对双喷嘴斜击式水轮机转轮内部流动进行数值模拟,通过水斗与喷嘴之间的相互流动计算结果分析,优化得出转轮斗叶数为20个时,双喷嘴斜击式水轮机最佳水斗木模型线,得到水斗接受射流全过程的速度、压力分布以及水流迹线,两个喷嘴同时作用时转轮内部流动的干涉情况。为斜击式水轮机的推广应用,电站运行提供参考依据。     

空气密度对外绝缘电气特性的影响

通过研究空气密度对绝缘子串直流污闪电压的影响，以及空气密度对绝缘子串负雷电冲击湿闪电压的影响，得到了不同情况下空气密度与外绝缘闪络电压间的关系，介绍了空气密度与间隙冲击放电电压之间的关系，以及空气密度与交流污闪电压间的关系。     

Influence of hydrophibization of impellers of centrifugal pumps on their operating characteristics

This work presents experimental estimation results of changing of basic operation characteristics of a group of centrifugal pumps covering a range of values of dimensionless power-speed coefficient n _s from 33 to 330 after hydrophobization of their impellers' surfaces. Hydrophobization of functional surfaces of impellers in all experiments was performed by formation of structures of organic covers by technology of MPEI NRU, which provides increasing of limiting wetting angle of surfaces to 120° and greater. Results of experimental researches of the influence of hydrophobization of impeller surfaces for high-speed pump (n _s = 330) on its characteristics is presented for the first time. Positive effect of applying hydrophobization technology to impeller surfaces in all the considered range of power-speed coefficient was generalized and estimated. It was shown that hydrophobization of impeller surfaces of centrifugal pumps provides increment to their efficiency factors within an acceptable operation range from 0.5 to 7.5%. Empiric function defining dependencies of efficiency factor increment of pump on relative supply and power-speed coefficient are suggested. Possibilities and estimation of extending acceptable operation range of a pump depending on powerspeed coefficient as a result of impeller surface hydrophobization are shown. Experimental data of comparative cavitation tests of high-speed pumps before and after hydrophobization of their impeller surfaces are generalized for the first time for considered range of power-speed coefficient values. The influence of power-speed coefficient on changing of critical net pump suction head (critical positive suction pressure) is shown. Based on existing knowledge on pumps, an attempt to validate experimentally obtained lows of changing of power and anticavitation features of centrifugal pumps after hydrophobization of their impeller surfaces is made.     

偏工况下气液两相离心泵喘振特性

当离心泵在小流量工况运行且传输介质为气液两相流时，含气率达到某一值时，会发生喘振现象，导致泵的扬程突降。本文采用计算流体动力学分析方法对一气液两相流离心泵进行了研究，通过对外特性曲线进行分析，发现了学者们所提到的喘振现象。为了提高离心泵在气液两相小流量工况下的水力特性，引入一种空腔结构，分析其对气液两相离心泵内部流场的影响及喘振的改善作用。结果表明：在气液两相喘振工况下，空腔结构可以改善叶片正背面的压力分布，均匀气液两相在叶轮流道中的分布，有效减轻离心泵的气堵现象。因此，空腔结构不仅在结构上可以平衡叶轮、减轻泵的整体质量，还可以减轻流场中气液分离现象，避免喘振的发生，提高泵的水力性能。     

低比转速离心泵叶轮瞬态空化特性分析

低比转速离心泵叶轮流道宽度较小且较为狭长,流道进口容易被空化状态下的空泡堵塞,诱发严重的振动和噪声,不利于机组安全稳定运行。针对比转速为45的离心泵,采用RNG k-ε湍流模型与Zwart-Gerber- Belamri空化模型,对不同工况下的非定常空化流场进行模拟计算,准确预测了不同工况下的空化余量-扬程曲线,并得到空化初生位置与空泡的时空演变和径向力变化。计算结果表明,不同工况下由空化产生空泡的非定常特性也有所不同。在小流量（0.8Qd）工况下发现,NPSH = 4.75 m时在一个叶轮旋转周期内各个流道的空泡区变化规律明显,空泡区变化表现为收缩、稳定、再生长;NPSH = 3.61 m时空区泡的变化规律为5个叶轮旋转周期,叶片上的空泡区经历稳定—分离—生长—局部脱落周而复始的过程。在设计工况（1.0Qd）下,叶轮中的空泡分布相对均匀,而大流量（1.2Qd）工况下空泡的分布并不对称,出现了交替堵塞的现象。未发生空化时,叶轮径向力分布呈规则的五角星状,随空化发展,叶轮内非对称分布的空泡区致使径向力分布紊乱。     

基于EMD的离心泵空化初生的研究

空化对离心泵的性能有重要影响,而在实际当中,只有在空化处于很严重的情形下才能判断离心泵空化所处的状态。为了能够提前对离心泵空化进行判断,就有必要对离心泵空化初生进行研究。首先采用数值模拟的方法,从理论上找出离心泵发生空化初生点,而后对该离心泵进行空化噪声测试实验,采集空化噪声信号,采用经验模态分解算法(EMD)对空化噪声信号进行分解,找出离心泵空化初生时的信号特征。研究表明,利用EMD算法可以很好地检测到离心泵空化形态的转变,同时实验得到的空化初生点同模拟得到的空化初生点是相一致的。     

空化对低比转速离心泵内流声特性的影响研究

为了研究空化对低比转速离心泵内流声特性的影响,采用数值模拟和实验测量相结合的方法,研究了其在不同空化数下的压力脉动和流动噪声特性,并对典型位置处的压力脉动频域特性及声压频率响应进行了重点分析。结果表明：随着空化的发展,泵内低频及宽频脉动加剧。临界空化时,1/6倍转频成为了叶轮进口处的压力脉动主频,蜗壳区域内叶频虽仍为压力脉动主频,但1/6倍转频已成为了较为显著的次频。动静干涉作用引起的压力脉动是流动噪声的主要噪声源。空化诱导的噪声为宽频噪声,且主要集中在1000 ~ 2000 Hz高频段内。叶轮旋转偶极子声源作用下的特征频率处声压级随着空化的发展而下降;蜗壳偶极子声源作用下的特征频率处声压级随着空化的发展而增大,且叶频倍频处特征频率逐渐被淹没在其高频宽频段中。该研究可为低比转速离心泵中探究流声特性变化规律、降低因空化而加剧的振动和噪声提供必要的依据。     

对角泵叶轮基本流态研究

在介绍对角泵基本特征的基础上,运用计算流体动力学方法,对一组对角泵叶轮的基本流态进行了数值分析,对不同叶片夹角的对角泵叶轮纵断面、出口断面速度分布及叶片压力面静压力分布特性进行了定性比较和定量计算.研究发现,对应于不同的叶片夹角,对角泵叶轮的能量性能差异很大.轴流泵叶片对角布置后,离心力的作用使对角泵叶轮的扬程提高.与对应的轴流泵相比,对角泵的最优效率点向小流量方向偏移,高效区变宽.过大或过小的叶片夹角都不利于叶轮效率的提高,应通过优化设计确定最优夹角.计算结果表明,叶片夹角为150°的对角泵叶轮能获得较高的流量加权平均效率.随着叶片夹角和流量的减小,对角泵叶轮的功率不是增加而是减小,功率特性由轴流泵逐步向离心泵过渡.     

Approximating the efficiency characteristics of blade pumps

Results from a statistical investigation into the experimental efficiency characteristics of commercial type SD centrifugal pumps and type SDS swirl flow pumps are presented. An exponential function for approximating the efficiency characteristics of blade pumps is given. The versatile nature of this characteristic is confirmed by the fact that the use of different systems of relative units gives identical results.