长短叶片离心泵的三维湍流数值模拟研究

采用全粘性三维湍流数学模型数值模拟长短叶片离心泵内流场,对比分析数值模拟计算和试验测得的水泵流量-扬程和流量-效率特性曲线;对小流量、设计流量和大流量3种工况下的数值模拟计算与PIV测量获得的内流场进行分析研究;给出叶轮出口相对液流角及出口相对速度沿叶轮周向的分布情况;结果表明,在相同流量下数值模拟计算的扬程要大于由实验测量获得的扬程,且随着流量的增大,两者之间的差异呈增大的趋势;在相同工况下,相对速度矢量方向以及叶槽内的流态基本吻合.     

开敞式混流泵内流的数值模拟与出水机构选择

为了给新型开敞式混流泵的设计积累经验并为特殊出水流道结构设计提供方法,对具有不同出水机构的开敞式混流泵进行数值模拟,分析从小流量到最大流量下的内部流动和水力性能,提出适应特殊液压动力需求的开敞式出水机构方案。给出内部流动数值模拟和性能预测的方法,通过外特性预测结果与模型试验数据的比较,验证数值计算的可靠性。在模型分析基础上,针对轴向有导叶、轴向无导叶和径向无导叶等不同的开敞式出水结构形式,进行整机内部流动分析和外特性预测,对不同结果进行比较分析,给出不同出水机构对于特定结构和动力需求的适应性。     

核电站三级循环给水混流泵的数值模拟与试验分析

针对某在建核电站三级循环给水混流泵要求在多工况高效率运行的情况,基于N-S方程、标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,对叶轮及蜗壳内部流场进行了数值模拟,并预测了扬程效率曲线.在清水试验台上进行了性能测试,数值模拟与试验结果吻合较好,但CFD分析与试验结果均显示已生产的样机效率不达标,可通过增大蜗壳断面面积以及减小叶片进口冲角来进一步提高整机效率.     

中比转速离心泵效率优化过程及试验验证

本文针对某中比转速单级离心泵(ns=132)效率偏低的问题,通过对原模型叶轮流道、叶轮叶片参数以及压水室匹配性的分析,找到可能导致效率偏低的因素,然后逐步进行优化改进,改进过程中应用CFD仿真手段对方案进行数值模拟,预测其流量-扬程、流量-效率曲线,最终得到的方案经真机试验验证满足效率优化要求.     

叶轮与导叶体之间的距离对混流泵水阻系数及效率的影响

以某混流泵为对象,基于FLUENT软件,建立相对坐标系下的时均连续方程及N-S方程,并采用RNG k-ε模型、非结构四面体网格和SIMPLEC算法对该混流泵内部三维流动进行数值模拟.在分析网格无关性的基础上,并在叶轮与导叶体之间不同距离的情况下分别模拟了其在静态时的水阻系数和在动态时的性能参数,结果表明:在特殊环境下,当混流泵的叶轮与导叶体之间的距离为0.45 b2时水阻系数最低、效率最高,可达到静态低阻、动态高效的性能要求.     

混流泵叶轮外径的切割试验

通过对混流泵叶轮外径的多次切割试验,探讨叶轮外径的切割对泵流量、扬程的影响,分析混流泵叶轮切割的变化规律,通过对公式修正,探究适合n_s=400混流泵叶轮切割的修正方法。     

混流泵叶轮切割规律的试验研究

经过对混流泵叶轮多次切割试验,探讨了叶轮切割量与泵的流量、扬程之间的关系,总结了混流泵叶轮切割后的性能变化规律,进而对现有公式进行了修正.     

传统单圆弧离心叶轮加载规律研究及数值模拟

运用控制加载规律的方法,分析了传统单圆弧离心叶轮的加载规律,得到了其叶片型线和安装角的对应关系。对单圆弧叶片进行了数值试验,分析了不同流量下的流场图形及性能曲线,比较了单圆弧叶片和其他各种加载规律的气流落后角、滑移系数和性能。得出了不同加载规律下叶轮的性能曲线,并结合欧拉方程和数值试验,证明了单圆弧离心叶轮属于前加载。     

ACP 1000三代核电常规岛主给水泵内部流动数值模拟与优化

以第三代核电ACP 1000常规岛主给水泵为研究对象,建立双吸叶轮流场三维模型。基于CFD数值模拟方法,采用标准k-ε湍流模型和可升级壁面函数法对其进行三维定常湍流计算。以叶轮前盖板流线为优化参数,基于Bezier函数型流线设计方法对叶轮前盖板提出了优化设计方案。通过比较叶轮内流场增压特性及水力特性曲线,结果表明,优化后的方案具有高扬程、高效率的特点,获得的性能参数满足ACP 1000核电机组常规岛主给水泵性能要求。     

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。     

高比转速混流泵时变湍流特性分析

为分析混流泵内部流场的时变湍流特性,采用时变不可压牛顿流体的控制方程和RNG k-ε湍流模型,基于ANSYS CFX软件数值计算了3种不同工况时混流泵内部的时变湍流场,计算考虑了各过流部件间的相互干涉作用。在叶片安放角0°时,给出了最优工况1.00QBep有、无叶轮时进、出口干涉面的静压分布云图,直观地显示了一个物理周期内动静干涉情况,分析了叶片表面流动的细部结构,并对比了基于时均流场和时变流场预测泵外特性的差异。进、出口断面静压分布受叶轮旋转的影响很明显,流量1.46QBep时进口断面静压表现出较强的非稳定性,扭矩和扬程呈周期波动。     

基于ANSYS／FLOTRAN CFD的碱泵设计与试验

应用ANsys／FLOTRAN CFD软件,对碱泵叶轮内三维湍流进行了数值模拟,分析了叶轮流道内流场分布规律,得出双“S”形叶轮宽流道有利于粘性介质输送的结论。采用加大流量系数法,分析叶轮各几何参数对泵的通过性能和效率的影响,并提出水力设计方法。试验结果表明,双“S”形叶轮碱泵流量一扬程曲线平稳,无驼峰,满足设计要求,为小流量超低此转速用于输送高温,强腐蚀、黏性介质泵的设计提供了设计参考。     

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。     

轴流泵端壁间隙流动特性的数值研究

基于N-S方程,标准k-ε模型和SIMPLEC算法,在三种叶端间隙、三种工况条件下,对轴流泵端壁间隙流动进行了数值模拟。重点考察了叶端间隙流动对叶轮出口流场及性能的影响。数值结果表明,间隙增加,扬程下降,特别是越在小流量工况下越明显。     

供排水抢险车抽水液压系统设计与研究

根据现有的固定泵站缺陷,首先对某型供排水抢险车抽水液压系统进行原理分析与选型设计,初步设计出合理、可行的供排水抢险车移动液压系统;然后利用AMESim对设计出的液压系统进行功能数值仿真,最后进行样机试验。此液压系统采用单泵单马达闭式系统,设计目标为一定的水泵输出流量及扬程。结果表明:经过对某型抢险车液压系统回路的合理匹配设计,仿真结果、试验结果分别与设计目标基本相符,通过仿真和试验验证了其能够很好地满足作业要求。     

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。     

340MW核电机组常规岛给水泵叶轮出口宽度研究

增加叶轮出口宽度是降低离心泵关断点扬程的典型方法,针对巴基斯坦恰希玛340MW核电机组给水泵关断点扬程过高问题,分别提出四种增加叶轮出口宽度的方式对其进行改型设计。对其中一种改型方案通过试验方法研究,其余三种改型方案分别采用CFD方法研究。结果表明：移动前盖板出口的方法对降低关断点扬程的效果最佳;其水力性能参数优于其余三种方法,相比于原型叶轮,高效点对应流量增大3．1％;当Q=0．25Qd,叶轮出口宽度变化比与扬程变化比在一定范围内满足二次多项式回归关系,并在1．05≤b2＇／b2≤1．075之间存在最大关断点扬程下降。     

混装不同叶轮的多级离心泵驼峰性能研究

针对多级离心泵小流量区域的扬程易产生驼峰、运行不稳定的问题,提出了一种不同水力的叶轮进行混装的改进方案,并通过对比试验对改善扬程驼峰的有效性进行了验证,结果表明：通过叶片数为5、出口宽度为23.7 mm的A叶轮与叶片数为3、出口宽度为33.6 mm的B叶轮进行混装,较好地改善了多级离心泵小流量区域的扬程驼峰;效率为76%的A叶轮与效率为75%的B叶轮混装后泵效率为75.7%,不会因改善驼峰而牺牲泵的效率;相较传统的通过改变单个叶轮水力模型的叶片数、叶片出口角、叶轮出口宽度等参数来改善扬程驼峰的方法,更加方便灵活,且不会因改善驼峰而牺牲泵的效率。研究结论可为改善多级离心泵扬程驼峰的设计方法提供参考。     

基于CFD的电子水泵叶轮优化研究

针对某电子水泵存在效率低下、运行不稳定的问题,对该电子水泵叶轮结构参数进行了优化.采用ANSYS Fluent软件对该型号电子水泵内部流场进行了仿真分析,求得了该型电子水泵的扬程,并将其与试验值进行了对比,对仿真模型的准确性进行了验证;以叶片数、叶轮出口直径、叶轮出口宽度为优化变量,采用Box-Behnken设计了其响...     

多级离心泵叶轮与流道式导叶的匹配特性

本文对多级离心泵设计了流道式导叶,采用Spalart-Allmaras湍流模型对设计结果进行数值模拟。通过对流道式导叶几何结构的调整,探讨了叶轮-导叶间隙、导叶进口方式及级间密封对离心泵流动性能的影响。经过分析得到了以下结论:导叶进口直径为叶轮出口直径的1.027倍时与叶轮匹配较好;导叶进口宽度的减小在小流量工况下存在优势;对导叶进口进行斜切处理可以有效消除密封通道对水泵造成的影响,同时提高了大流量工况下的水力性能,设计点效率提高0.65%,扬程提高1.30%,分析结果为离心泵流道式导叶与叶轮匹配设计提供理论指导。