低比转速导叶式混流泵水力性能分析

为了研究低比转速导叶式混流泵的水力性能,本文基于三维湍流流动雷诺时均N-S方程及SST k-ω 湍流模型对该泵内部三维流动进行定常数值计算.给定不同流量,分别计算分析混流泵的扬程、效率与流量的关系,预测水泵能量特性,并分析该混流泵在五个典型流量工况下各过流部件的水力损失及流场特性.结果表明,小流量工况,导叶区的流动分离...     

立式轴流泵装置内部流动特性数值分析

水泵流量是影响水泵运行效率和能量变化的重要参数之一,为明确轴流泵装置内各过流结构的能量变化规律,基于雷诺时均Navier-Stokes(RANS)控制方程和RNG k-ε湍流模型,对轴流泵内部流动情况进行数值模拟,分析各特征工况(小流量工况0.3 Qbep、最优流量工况1.0 Qbep和大流量工况1.2 Qbep)下装...     

九曲河泵站流动特性数值模拟分析

在江苏沿江地区,低扬程防洪减灾泵站分布较广。针对沿江九曲河泵站,采用CFD数值模拟方法,计算分析泵装置3个特征工况下内部流动特性。数值计算结果表明,九曲河泵站采用双向流道形式较为复杂,流道内存在盲端,水流回流较大,水力损失增加,对泵装置整体效率略有影响。在大流量零扬程附近工况下,内部流动特性较为特殊,泵站运行过程中需多加关注。     

南昌市双港水厂一级泵站运行工况的数学模型

根据一级泵站供水压力和供水流量的实测值 ,建立了水泵装置的管道系统特性曲线方程和泵站不同运行工况下的数学模型 ,该数学模型可以应用于水泵更新改造的可行性分析和实际运行工况的计算 ,并具有工程需要的准确度     

单级泵站不同机组流量分配的优化研究

调水工程中泵站建成后,在不同的时期承担不同的调水任务,为了完成各种调水任务,往往使水泵在不同的工况点运行。基于离散的单级泵站运行工况点,对泵站的流量分配进行了优化研究;在满足水泵流量、扬程和各种水力学条件的约束下,以泵站整体效率最高为目标函数,基于一些工况进行了不同机组流量分配的对比研究,建立了流量优化分配数学模型,得出了各个工况点下泵站内机组流量分配的最优组合。     

基于CFD的水泵布局对泵站水力特性影响分析

以两座内置3台潜水型轴流泵的一体化泵站为研究对象,在总流量相等的条件下,基于CFD分析水泵三角形布局及一字形布局对一体化泵站流动特性影响。研究显示：水泵三角形布局方案下,管道内流速较高,罐体内涡流较小,管路水头损失较小,能够保证泵站的运行效率;水泵一字形布局方案下,管道内流速较高,水流在2号泵上方所接管道的周围形成明显的涡流,水头损失较大,不利于提高泵站运行效率。水泵三角形布局方案能有效提高泵站运行效率,泵站更为稳定。     

基于CFX的离心泵内部流场三维数值模拟

基于三维不可压缩流体的N-S方程和标准k-ε湍流模型,采用隐式修正SIMPLE算法,利用CFX软件,对离心泵装置进行全流场三维数值模拟,共计算额定转速下30～80 m3/h流量范围内8个工况点。对比分析小流量工况、设计工况和大流量工况下泵装置流态和压力分布,并分析叶片表面静压,揭示内部流动规律,所得结果对预测水力性能,提高水泵效率及进一步结构优化具有重要的参考价值。     

五孔探针测流法在江都三站现场试验中的应用

1前言水泵流量是确定水泵装置效率的关键参数。大型泵站现场流量测试一直是泵站特性测试中的一个重点、难点[1],虽可通过近似理论从水泵模型推导水泵流量,但由于水泵制造误差以及现场运行工况不同,推导数据与真实数据之间会存在一定误差。     

大流量低扬程水泵无叶区非定常流动特性研究

本文是东方电机为珠江三角洲水资源配置工程的鲤鱼洲和高新沙泵站开展水力开发的部分工作,主要研究水泵在最优工况和大流量工况无叶区的非定常流动特性,为泵站的稳定运行提供依据.非定常计算结果显示,无叶区压力脉动主要受动静干涉影响,脉动幅值较小(最优工况不高于4％,大流量工况不高于7％),因此满足工程稳定运行需求.压力脉动主要频...     

叶片全调节泵站抽水装置性能计算

为获取泵站抽水装置性能数据,对南水北调东线万年闸泵站现有水泵装置模型试验数据进行拟合和换算,得到水泵装置的综合特性曲线。计入电机效率和传动效率后,得到泵站抽水装置综合特性曲线,并构造出装置扬程、流量、抽水装置效率及叶片角度之间的对应关系,获得在任意流量和扬程工况点所对应的水泵叶片角度和抽水装置效率值。最后应用插值算法生成抽水装置性能特性曲面。计算结果可作为泵站优化调度的基础数据。     

多工况条件下某滨海抽水泵站水力特性研究

针对某滨海抽水泵站工程线路开展水力特性分析,研究不同工况条件下抽水泵站水力特性差异,获得了同等水泵分别在稳态非变频与变频工况下,单泵运行效率与水泵净高间关系;水泵并联对运行效率提升作用,随并联水泵的增多,单泵变频效率的提升更为显著;在水力过渡过程工况下,3台、5台泵运行过程中出现负荷压力及解决措施。获得在同一开、关阀时间下管路压力与开阀角度间关系,开阀角度增大,管路最大压力有所增长;亦获得了同一开阀角度下,开阀时间对管路压力影响特性。论文为研究抽水泵站在多工况运行下其水力特征参数提供参考依据。     

流道喷涂对双吸离心泵压力脉动特性影响研究

流道喷涂技术能有效提高水泵过流部件抗磨损能力并降低水力损失,但其对压力脉动特性的影响并不明确。本文采用试验的方法,对一双吸离心泵流道喷涂前后的压力脉动进行同台测试,并分析了混频幅值和频谱特性。结果表明:流道喷涂处理降低了流道粗糙度,减小了水力损失,提高了效率,但同时也改变了水泵固有的压力脉动特性。对于吸水室,喷涂处理缩小了压力脉动稳定区的范围,使小流量工况区的压力脉动峰峰值达到喷涂处理前的2.8倍,加剧了水泵在小流量工况下运行的不稳定性。对于压水室,喷涂处理使靠近隔舌区域在小流量区的压力脉动明显增加,使远离隔舌区域在大流量区的压力脉动增加。而在设计流量区域,喷涂对各个位置压力脉动影响不明显。为了使喷涂技术发挥综合效果,保证水泵运行稳定,应该尽量避免喷涂后的水泵在偏离设计流量工况运行,特别是严格避免水泵在低于0.75倍设计流量工况运行。     

斜式轴流泵装置出水流道偏流特性研究

斜式轴流泵是大流量低扬程提水领域的一种典型泵型,但其在某些工况下存在严重偏流问题,是影响斜式轴流泵站安全稳定运行的工程难题和关键科学问题。本文以浙江盐官泵站15°斜式轴流泵装置模型为研究对象,通过模型试验和数值模拟方法对装置内部瞬态流动特性进行研究,分析了不同流量工况下内部流动特征及偏流产生的原因,提出了解决偏流问题的抑制措施。研究结果表明:顺水流方向出水流道隔墩左侧流量高于右侧,最优流量工况下偏流比达2.33,有70%的流量从左侧流道流出;出水流道内的偏流是因水流在剩余环量的影响下发生偏转,通过弯管段时产生的;在出水流道弯管段设置偏流抑制措施可有效改善出水流道内部流态,抑制偏流的发生。本文研究成果已经应用到盐官泵站装置原型上,并得到了很好的应用,从而为解决大型斜式轴流泵站偏流问题,保证泵站安全稳定运行提供了参考。     

水泵水轮机增减负荷过程三维流动特性大涡模拟分析

采用大涡模拟(LES)对水泵水轮机增减负荷过渡过程进行三维非定常数值模拟,捕捉到了不同开度下叶道中多种涡系结构,展示了叶道涡涡量分布,分析了水轮机工况及水泵工况小流量运行区的流动结构变化特性,揭示了水流进口攻角与叶道涡涡系结构关系,对各类叶道涡不同形态进行了研究并提出了马蹄涡识别变量,并对比分析了水轮机工况及水泵工况涡结构变化特性。计算表明水泵水轮机的水力稳定性与机组运行工况改变时的流动结构特性密切相关,在增减负荷过渡过程中,叶道涡结构的尺度及分布范围均随时间发生较大变化,是影响流态发生巨变的主要因素。     

泵站矩形及蜗形进水池的水力特性数值模拟

泵站进水池作为泵站的重要进水建筑物,后壁平面形状对水泵的进水流态和水泵的工作效率都有一定的影响。此文应用CFD技术,将流速均匀度和流量作为水泵性能评估的依据,设定了多个设计工况,对矩形后壁、蜗形后壁以及水面加设隔板后水流的流态进行了数值计算,系统地分析了各工况下的进水池内的流动特性,揭示了矩形和蜗形进水池水流流动的水力性能差异,对类似进水池的设计和改造具有一定的参考意义。     

沙集泵站流致噪声特性数值模拟分析

随着江苏境内泵站改造工作的开展,泵内部流体非定常流动引起的流致噪声越来越成为影响环境的突出问题。针对在实际运行中噪声问题较为严重的沙集泵站,采用CFD/CA相结合的数值模拟方法,对比分析不同流量工况下叶片偶极子声源诱导的泵内流致噪声特性。计算结果表明,叶片偶极子声源诱导的流致噪声主要包括宽频噪声和离散噪声,声压级主频为叶频（20 Hz）;在叶片偶极子声源的影响下,声压级较大值主要出现在叶轮进口附近,小流量工况下诱发的流致噪声最为强烈。     

小流量工况下蜗壳式混流泵内部流动数值解析

为了探索蜗壳式混流泵在小流量工况下的流动特性,基于RNG k-ε湍流模型对一台比转速为585的双蜗壳混流泵进行数值计算,并预测了其外特性,利用外特性试验验证了数值计算方法的可靠性,结果表明:小流量工况下叶轮进口处无法满足无撞击入流,流体质点不断冲叶片压力面前缘,导致该部位存在一个局部高速低压区域;0.6Qd工况下,叶轮进口截面位置产生明显的涡核,此时泵内部无法满足无预旋入流;设计工况下蜗壳截面上流线光滑平顺,随着流量不断减小至0.6Q_d工况,隔舌部位、蜗壳隔板进口处以及蜗壳出口部位产生3处明显的漩涡,同时这3个部位的湍动能明显高于其他部位;蜗壳隔板内侧的湍动能明显大于隔板外侧,蜗壳内部流线图中的漩涡均发生在隔板内测,从而说明隔板内侧流动的不稳定性较大。     

大型双吸离心泵内流场的数值模拟与性能预估

针对高扬程大流量的大型双吸离心泵的汽蚀问题进行了数值模拟。依据k-ε紊流模型加壁面函数法对叶轮内的三维紊流流动进行数值计算与分析,采用雷诺时均Navier-Stokes方程进行模拟并通过压力耦合方程组的半隐式方法进行求解。利用FLUENT软件模拟得到叶片流速分布、压力分布及全流道流线分布图,分析出离心泵叶轮通道内的流动规律,并将模拟结果与试验值进行对比,可知在设计工况点时相对误差最小,扬程相对误差为1.75%,效率相对误差为2.27%。结果表明:利用计算流体动力学进行三维紊流数值模拟可以反映大型双吸离心水泵内部真实流动,效率的变化趋势符合离心泵工作特性的一般规律,模拟结果与试验结果一致。     

惠南庄泵站机组变频调节运行方案分析

南水北调惠南庄泵站单泵流量大、扬程高、泵组台数多,运行工况复杂,其水泵机组在不同条件下的合理组合和变频调节运行是保证机组高效稳定运行的关键。本文利用CFD技术,建立惠南庄泵站管路系统的三维数值模拟模型,计算管路损失并确定管路系统的流量-需要扬程特性曲线,据此确定不同机组组合变频调节方案下水泵的运行工况点。基于非定常数值计算和顺序流固耦合方法,分析了不同水泵机组组合变频调节方案下水泵泵体和叶轮的动应力及振动特性。定量分析表明,增加泵的运行台数会增加附属设备运行费用,但从机组稳定性方面考虑是有利的,可以降低泵结构动应力和振动主频幅值。     

基于CFD数值模拟的水泵机组振动分析

针对绍兴市小舜江泵站3号泵机组停机过程中异常振动现象,引入计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术分析对其小流量工况非定常流动。结果显示,小流量工况下机组振动频率比较多样,水力因素引发振动占主导因素,这与现场情况基本相符合,为后续小舜江泵站3号机组振动机理分析指明了方向,同时将基于CFD数值模拟的水泵内部流场分析引入到泵机组振动分析领域,为水泵机组振动故障分析提供了一种新的辅助分析方法。