泵空化现象的研究综述

介绍了空化现象发生的主要原因以及空化与空蚀对泵水力机械性能的影响,分析了影响泵空化性能的因素,阐述了对泵的空化现象的研究方法与空化监测,最后从4个方面介绍了为防止泵发生空化现象而相应采取的措施。     

离心泵空化余量分析研究

许多泵长期运行处在临界空化工况与初生空化工况之间,会造成叶片表面出现坑蚀和穿孔等破坏,从而使泵因空化而达不到预期寿命.由此选用一种单级单吸离心泵为研究对象,基于湍流模型k-ε和空化模型Zwart,进行非定常空化数值计算结果分析.对于初生空化的判定,以σ≥1.0时叶片表面刚刚发生空化,产生的汽泡对外特性无影响,且以汽体体...     

锅炉给水泵空化的热力学特性研究

在锅炉给水泵中,考虑空化的热力学效应,分别计算了水温在293K和433K时的热力学参数,并对同一台锅炉泵用三种温度不同的水进行空化模拟实验,计算结果与实验吻合较好。表明热力学特性不同的液体,空化过程中空化空泡与周围液体之间的热交换,使空泡周围液体的温度和汽化压力发生局部性变化,从而对空化的流体动力学特性发生影响。研究结果对模拟液体在较大温度范围内的空化流是有效的。     

火电厂锅炉给水泵机组节能改造中汽蚀问题的探讨

对锅炉给水泵泵组进行变频调节能起到节能减排的效果。但随着电机变频,与锅炉给水泵共用电机、且同轴驱动的前置泵也须在变频的情况下低速工作,相应的泵出口压力降低。此时,前置泵是否能满足锅炉给水泵不发生汽蚀的要求,本文从锅炉给水泵的3个负荷工况情形对此予以分析讨论。     

球式配流阀内空化数研究

针对配流阀吸水过程发生空化带来水压泵容积效率低的问题，作者以表征空化特征的空化数为角度，分析了影响配流阀空化数变化的主要因素，开展了配流阀吸水过程相关实验和AMESim仿真研究。结果表明，泵腔内压力变化随工况不同而变化，全工况内的实验与仿真计算所得空化数变化趋势一致。利用阀配流系统模型综合对比了柱塞直径、柱塞行程、阀座锥角、入口直径、余隙容积各特征参数对空化数的影响，得出高转速下各因素对吸水空化程度的影响规律，结果发现，阀座锥角和入口直径不影响空化初始时间，阀座锥角变小后空化程度会有波动变化；柱塞直径和行程的大小只会影响空化发生的先后，并不改变最小空化数；余隙容积增大可显著减小吸水空化发生的时间。     

叶片进口冲角对离心泵空化特性的影响

基于ANSYS CFX软件应用标准k-ε湍流模型、均质多相模型和Rayleigh-Plesset方程对一比转数为89的模型泵在冲角变化时泵内的空化流场进行数值模拟.根据计算结果预测了模型泵无空化时的能量特性和空化时的空化性能,并分析了空化状态下叶轮中间流面上的空泡体积分布和叶片中间流线的载荷特性.研究表明,模型泵叶轮叶片冲角变化时,对设计点的扬程和效率影响不大,对于空化性能则存在一个最优值,不是冲角越大越好.     

泵的空化现象研究进展

空化或称为气穴是流体机械和其他工业设备中广泛存在的一种流体力学现象,尤其在泵类中更为普遍.泵的空化不仅对泵的容积率有极大的影响,也会产生气蚀等严重的破坏现象.在空化现象的研究方面,国内外已有大量的试验、理论及数值计算的相关研究.结合作者对实际遇到的泵的空化问题的研究经验和结论,阐述了泵的空化现象研究状况和空化模拟软件Pumplinx的主要功能,总结了各种研究方法及所取得的进展,也指出了一些研究动向.     

转速对海水泵内部空化影响的实验研究

海水泵在吸水过程中,泵内空化现象会直接影响海水泵吸水性能,使容积效率下降.该文针对海水泵内部空化现象,设计了单柱塞海水泵吸水过程可视化实验装置,通过高速摄像系统得到泵内空化流动的图像数据,讨论了在海水泵吸水过程泵内部流道的空化特征,研究了转速对海水泵内部空化现象的影响.结果表明,随着转速的增加,海水泵内空化流动速度加快...     

转速对涡旋液泵空化性能的影响

基于空泡动力学和两相流理论,采用Schnerr-Sauer模型,运用动网格技术对涡旋式液泵不同转速下的空化特性进行了数值模拟,得到不同转角下流场内空化发生位置和强度随着转速的变化规律,以及气液相的分布情况。结果表明:涡旋液泵低转速时不易发生空化,随着转速的增加,空化加剧且多发生在啮合间隙处及吸液腔内,转角较大时在动盘外壁面处也有较为严重的空化发生;随着转速的增大,泵进口流量增大,由于空化的加剧效率降低。     

泵空化流数值计算研究现状及展望

空化是一种包含气液相间质量传输的非定常可压缩多相湍流流动现象,它是泵性能和效率下降的主要原因。空化流动的计算主要涉及空化模型和湍流模型两个方面。本文概述了空化模型的一些基本理论,并比较了各个空化模型的优缺点;简要分析了湍流模型对空化流计算的影响;介绍了这些模型在泵空化流计算中的应用;最后展望了泵空化流计算模型的发展方向。     

离心泵空化监测试验

为了探索离心泵空化的特点和规律,在实验室条件下,利用水听器和加速度传感器捕捉了离心泵空化时的高频辐射噪声以及由此引起的泵壳振动信号.分析发现:空化前后,水声信号和振动信号在5 kHz以上频段的能量分布呈现出先增大后又逐渐减小的变化趋势,且水声信号对空化更敏感,空化后在8～12 kHz频带内出现了明显的峰值.水声信号和振动信号的双谱在空化前后存在着显著的差别,其双谱在5 kHz以上的高频特征可作为离心泵空化在线监测或离线检测的参考依据.     

固相浓度对深海采矿矿浆泵空化性能影响规律

为分析固相浓度对深海采矿矿浆泵空化特性的影响,通过空化核子理论、质能方程建立气相和液相、固相和液相之间的联系,探求气固两相之间的理论关系,进行固相参数对深海采矿矿浆泵空化性能影响分析,并采用mixture多相流模型,RNG k-ε湍流模型,Schnerr and Sauer空化模型,在fluent软件中对矿浆泵进行稳态空化仿真。比较不同颗粒浓度对矿浆泵流场压力分布、气相分布及工作性能的影响,为矿浆泵空化特性提供依据。研究结果表明:空化发生时的临界气泡半径与固相浓度及其流量可通过液体压强建立联系,固相颗粒浓度越大、固相流量越大,空化将提前发生,抗空化性能将下降;随着固相浓度的增加,在矿浆泵首级叶轮叶片背面入口处压力降幅增大,气相体积分数增大,泵扬程减小,汽蚀余量减小。     

基于计算流体力学的串列轴流泵空化性能分析

对一串列轴流泵内部空化流场进行计算,研究设计流量下串列泵内部空化发展过程,分析串列泵的空化性能。湍流模型采用一种RANS/LES的混合模式FBM模型,通过二次开发引入到计算软件;采用Zwart空化模型处理相间质量传输过程。基于一普通轴流泵的试验空化特性数据对上述计算方法进行验证,结果表明上述计算方法可以较好地预测轴流泵的空化特性。研究结果表明,在设计流量下,串列泵内部空化发展可以分为四个阶段:空化初生阶段、首级叶轮空化发展阶段、次级叶轮空化发展阶段和空化充分发展阶段。在首级叶轮空化发展阶段和次级叶轮空化发展过程中,串列泵的能量特性存在一个过渡阶段。在该过渡阶段,串列泵整体外特性仍具有较高水平,这是由于首级叶轮外特性下降的同时次级叶轮外特性稍有上升。     

高压电动锅炉给水泵上加装暖泵系统

吸泵是保证高压电动锅炉给水泵顺利启动的一项重要措施.由于设计漏项,某余热发电厂的锅炉给水泵上没有安装暖泵系统.根据现场实际情况,在3台高压电动锅炉给水泵上加装了暖泵系统,取消了倒暖方式,直接采用正暖方式,把正吸水排到低位疏水箱内,再用低位疏水泵输送到低压除氧器内.这样,既满足了暖泵的需要,简化了暖泵系统,又节约了能量,...     

TDS500-155X10型锅炉给水泵的研制

1.前言 为了加速我国石油化工行业的发展，促进石化行业重大装备国产化的步伐，在消化国外先进技术的基础上，自主开发设计结构合理、装拆方便、运行可靠的石油化工厂用锅炉给水泵。TDS500-155X10型泵就是在此基础上研制的高压、大流量锅炉给水泵，该泵用于在辽宁华锦化工集团乙烯改扩建工程配套供热工程的锅炉给水泵，锅炉给水泵是该装置的重要设备之一。八十年代以来，我国的各大炼油厂用大型泵基本上都是从美国I.D.P公司、德国KSB公司、美国B.J公司及日本荏原制作所等著名泵公司进口的，但是，造成的后果是进口比较高，服务不及时且比较昂贵，购买备件困难等，所以，各大炼油厂迫切希望国内泵厂自己能生产这样的大型泵，所以，开发研制运行可靠的大型锅炉给水泵具有非常重大的意义。TDS500-155X10型锅炉给水泵的设计、试制成功（经试验验证和现场实际运转证明，其性能及各项技术指标均达到设计要求），填补了国内空白，标志着我国加氢泵的设计、制造达到国际先进水平。     

汽动锅炉给水泵前置泵轴承结构改进

针对汽动锅炉给水泵的前置泵因径向轴瓦和推力轴瓦等经常出现故障，从而造成锅炉给水泵以及发电机组停机等事故的发生。经分析后将前置泵两端的轴承结构进行改造，并更换相应的零部件。经过几个月的运行实践考验，效果非常好，解决了出现的故障问题，提高了泵运行的可靠性，并减少了泵系统的维护量。     

高压锅炉给水泵变型设计

将一种高效设计方法——泵的变型设计法,应用到高压锅炉给水泵设计中,改变锅炉给水泵的叶轮出口宽度,从而改变给水泵的技术参数,满足客户需求;同时详细论述了锅炉给水泵热装叶轮强度计算方法。通过变型设计后泵额定流量点的效率有明显提高,达到高效节能的目的。     

离心泵非定常空化流动特性的数值研究

采用压力边界条件对一单级单吸蜗壳离心泵进行了三维空化非定常相变流动的数值计算,模拟过程通过定常计算、基于滑移网格技术的非定常计算、以及结合混合项模型和Schneer-Sauer方程的空化演变计算,成功捕捉了泵内非定常空化流动特性。计算结果表明:设计工况叶轮前缘空化率在0.92%～1.12%范围内以叶片旋转频率做周期性变化;当叶片靠近蜗舌时空化加剧,而泵流量略有降低;当叶片远离蜗舌时空化减轻,流量有所增加。     

轴向柱塞泵内部空化流的可视化分析

通过设计泵的模型对轴向柱塞泵的配流盘的切口(V型槽)附近喷射流动进行可视化分析。使用高速摄像机从轴向和垂直于轴的方向能够清晰地观测到空化现象。另一方面,应用三维DES(Detached Eddy Simulation,分离涡模拟)湍流空化模型进行CFD仿真分析来估计空化现象的发生和区域。通过比较在3 MPa和5 MPa压力(300 r/min和600 r/min泵转速)条件下空化的仿真和实验结果,表明CFD仿真与可视化实验有很好的一致性,对于估计空化的范围是非常有用的。进一步得到了24 MPa(2400 r/min泵转速)情况下的空化云图并讨论了气蚀的产生。最后通过使用3个V型槽的配流盘成功地抑制了空化效应。     

大流量工况下离心泵非定常空化流动特性分析

为了研究在大流量工况下离心泵的空化现象,以及该工况下的空化与压力脉动关系,通过实验测试,在蜗壳内建立监测点进行数值分析,研究了大流量工况下,不同空化阶段离心泵的压力脉动情况,并且对离心泵的非定常空化流动特性进行了分析。首先,通过搭建离心泵闭式管路实验台,对离心泵外特性及不同程度空化情况进行了测试;然后,应用RNG k-ε湍流模型和全空化模型,对一台单级单吸悬臂式离心泵进行了数值计算,得到了空化流场和蜗壳上监测点P1～P5的压力脉动时域和频域特征;最后,基于数值计算结果,分别对叶轮内不同空化状态下,蒸汽体积分数、中间截面速度矢量分布以及监测点的压力脉动进行了分析。研究结果表明：随着空化的加剧,叶片吸力面的空泡区域不断扩大,对流道进口的堵塞作用逐渐增强,而蜗壳上各压力脉动监测点的主频也随之发生显著变化;因此,对泵蜗壳上压力脉动的监测和分析可为空化现象的判断提供参考。