基于计算流体动力学的离心泵空化性能研究

采用混合两相流模型对不同流量下IS100-65-200型离心泵内定常三维湍流空化流场进行模拟,分析了流道中压力分布、液体发生空化的位置、空泡组分的体积比以及空化对泵外特性的影响。结果表明,该泵具有良好的抗空化性能;所研究的工况下,空化对外特性影响较弱。计算结果与试验数据基本吻合,表明了本文所提出的离心泵空化性能数值研究方法的可行性。     

额定工况下离心泵空化数值分析

泵做为输送流体或增压流体的机械设备已广泛应用于各行各业,而泵工作过程中,由于进口压力的降低,可能会产生空化,其不仅降低泵的效率,而且会对叶片产生一定的损坏。采用Rayleigh-Plesset空化模型对矿用小流量离心泵额定流量工况进行计算,分析额定工况下不同进口压力时,离心泵空化特性,并绘制NPSH-H曲线。     

离心泵的调节方式及其能耗分析

通过离心泵与管路系统的特性曲线图可知 ,离心泵流量调节的方式有出口阀门调节 ,泵改变转速调节和泵的串、并联调节 ,用特性曲线图分析了出口阀门调节和泵变转速调节 2种方式的能耗损失 ,并进行了对比 ,指出离心泵用变速调节流量比用出口阀门调节流量可以更好地节约能耗。但在实际应用时应该注意变速调节的范围 ,才能更好地应用离心泵变速调节     

离心泵的调节方式及其能耗分析

通过离心泵与管路系统的特性曲线图可得知离心泵流量调节的方式有出口阀门调节、泵改变转速调节和泵的串、并联调节。用特性曲线图分析了出口阀门调节和泵变转速调节两种方式的能耗损失,并进行了对比,指出离心泵用变速调节流量比用出口阀门调节流量可以更好的节约能耗。但在实际应用时应该注意变速调节的范围,才能更好的应用离心泵变速调节。     

基于PumpLinx的叶片出口安放角对离心泵内外性能影响的研究

为了全面深入了解叶片出口安放角对离心泵内外工作性能的影响,选取某单级离心泵模型为基础,通过改变叶片出口安放角大小获得6组离心泵水力模型。基于SIMPLEC算法、标准κ-ε湍流模型和雷诺时均的N-S方程作为流动控制方程,通过PumpLinx流体机械仿真软件对不同出口安放角的水力模型进行数值模拟,得到了相应的压力、速度、水力空化云图。通过对比分析,得到了叶片出口安放角对离心泵内外工作性能和空化的影响规律。     

流量对离心泵内部流场的影响

借助Fluent软件,基于三维Navier-Stokes方程和标准k-ε模型,采用多重参考坐标系和Simple算法对IS80-50-315离心泵内三维湍流流场进行了数值模拟,得到了不同流量下离心泵内的速度分布和压力分布,研究了流量对离心泵运行性能的影响,研究结果为离心泵的设计提供了有益的参考。     

流体属性可变的水压轴向柱塞泵压力流量模型

考虑了由于水的高饱和蒸汽压引起的空化及水的主要流体属性随压力变化的特性,建立了水压轴向柱塞泵的压力流量特性模型。以研制的水压轴向柱塞泵样机为例在MATLAB/Simulink环境下编程仿真,分析了泵的压力、流量和空化等特性。研究结果表明：泵入口压力较低时会引起排水流量的下降,在吸水区的缸体柱塞腔内出现明显的空化,泵出口的流量脉动和压力脉动大幅增加;提高泵的入口压力能够减小缸体柱塞腔内的空化程度,此时空化主要发生在由排水向吸水变换的瞬间;泵的内泄漏主要以滑靴副和配流副的泄露为主,柱塞副的泄露可以忽略。     

流化床锥形阀流量特性实验研究

锥形阀作为一种性能优异的灰控阀,其调节性能对外置换热床的稳定运行十分重要。目前有关锥形阀流量特性的研究尚处于起步阶段,工业上设计和使用锥形阀大都通过经验选取,缺乏可靠理论依据。为此,设计并搭建了带锥形阀的小型流化床实验台,开展不同锥形阀开度x、流化风速u、初始床料高度h、阀体标称尺寸D对应工况实验,以探究开度、流化风速等因素对锥形阀流量特性的影响。为保证实验过程中床层高度及床压的稳定,对给料机流量与频率关系进行标定,从而可通过调节给料机流量使得其与阀流量保持动态平衡关系。在实验前通过马尔文粒度分析等,测得了实验颗粒的尺寸分布、堆积密度、真实密度等物理性质。实验结果表明,锥形阀开度x与阀流量之间基本呈线性关系,这与流通面积与开度之间呈现的近似线性关系相匹配,此外在实验中存在满开度使得流量达到饱和流量,进一步增大开度流量保持不变。对阀内颗粒流动进行了分析,认为锥形阀本质上属于孔口流动系统,进一步发现锥形阀流量由进料流量和出料流量决定,给出了饱和流量点出现的理论解释并分析各因素对进料和出料流量的影响。实验中发现流化风速u对阀流量影响较小,流化风速从2.5u_mf增加到5u...     

正压给水的主排水泵启动特性仿真分析研究

峰峰集团某矿排水系统在采用正压给水方式后主排水泵泵效明显提高,为了研究排水系统的启动特性,利用Flowmaster软件建立了离心泵串联系统模型。根据水力机械试验室的设备参数进行了仿真,分析了正压给水条件下主泵定量启动前由单泵和双泵组成的排水系统特性。在此基础上,得到了离心泵瞬时启动转速和功率的特性曲线。结果表明,在正压给水条件下,主泵启动功率的影响基本消除,主泵功率达到稳定值的时间缩短。提高了主排水泵的效率,提高了排水系统的综合效率。     

不同阀芯结构对大流量安全阀的冲击性能影响研究

在液压支架的工作过程中,有冲击地压和顶板突然来压时,大流量安全阀需要迅速开启,且工作压力高,溢流量大,工作状态是一个瞬间的冲击过程,十分复杂,因此需对大流量安全阀的冲击特性进行分析和研究,设计了不同卸油孔形状和不同卸油面积的4种安全阀阀芯,并对4种不同结构阀芯的大流量安全阀进行了冲击实验,研究了阀芯卸油孔形状和面积对大流量安全阀冲击性能的影响。