南水北调东线工程用泵水力模型设计与选型

为满足南水北调东线工程泵站的高效率、高可靠性的要求,提出了水泵水力模型针对性设计的概念。考虑泵装置中水泵性能的变化,采用等扬程、加大流量的方法初步确定水泵的设计参数。采用CAD技术与CFD计算相结合设计水泵水力模型。通过叶轮轮毂比、叶栅稠密度等主要几何参数的优化,以及导叶设计工况点的调整,实现水泵水力模型向高效区的移动,满足具体泵站运行工况的特殊要求,实现水泵装置综合水力性能的优化。     

1000MW电厂凝结水泵的汽蚀研究

本文以超超临界凝结水泵参数为例,主要对凝泵的首级叶轮进行了理论分析和模型改造。在效率研究中设计了两种叶轮水力模型,一种是根据传统理论公式进行计算,最后得出叶轮的各个尺寸;另一种是根据比转速相同的优化叶轮模型进行改造,最后得出叶轮的各个尺寸。根据新设计出的叶轮,重新设计导流壳,然后用新叶轮与导流壳的不同组合进行试验,最终通过试验结果分析,得出一个优秀的叶轮-导流壳水力模型。另外,本文还对泵的稳定性进行了可行性研究,解决了凝结水泵本身承受轴向力、推力轴承自润滑的难题。最后进行试验,证实了本文中设计方案的可行性。     

以性能测试为平台对离心泵作液力透平的优化研究

在成熟的离心泵设计基础上,选用优秀的离心泵水力模型作为液力透平的水力模型设计基础。在研究中,试制了4种不同出口宽度的离心泵叶轮,在5000 m~3、开式A级精度水泵试验平台上,采用PSM泵自动检测系统完成了4种不同出口宽度的叶轮作透平运行测试。研究过程中,依据测试得出的结果,提出出口宽度改进方案,不断优化叶轮水力性能,最终得到该型号叶轮最为优秀的出口宽度。研究和测试表明,泵反转作透平运行,通过增大叶轮出口宽度能够提高运行的综合性能,且在此不断增大过程中存在一个最优的出口宽度,最优出口宽度与流量有关。     

凝结水泵产品效率的设计与研究

凝结水泵在火电机组中的作用是把凝汽器中的凝结水抽送到除氧器中。凝结水泵作为火电厂中最关键的汽机辅机设备之一,也是电厂中耗能比较高的辅机。如果机组为全容量的,即一台运行,泵消耗的功率就很大,这就对凝结水泵的效率提出了更高的要求。通过凝结水泵参数举例,对原泵进行分析,找出原因,然后设计了两种叶轮水力模型,一种是根据理论公式计算,最后得出叶轮的各个尺寸;另一种是根据比转速相同的叶轮模型进行改造,最后得出叶轮的各个尺寸。根据设计出来的叶轮,重新设计导流壳;最后用叶轮与导流壳不同组合进行试验,最终通过试验结果分析,得出一个优秀的叶轮水力模型。     

核电循环水泵水力模型的研究和优化

本文通过对国内核电常规岛循环水泵主要性能参数的调研,对核电常规岛循环水泵的水力模型进行了研究。通过对叶轮的出口安放角β_2、出口宽度b_2、进出口边进行修正,对不同叶片、导叶片数量匹配等方面进行CFD分析优化,并进行了模型泵测试,最终研制出核电常规岛循环水泵的优化水力模型。     

低比转速两级复合时轮高速离心泵的研制

阐述了两级复合叶轮高速泵的结构设计特点和水力设计方法。理论上采用以效率为目标函数的优化水力设计方法，并采用复合叶轮和双密封结构，经水力试验和现场运行表明，该泵具有很理想的性能指标和密封可靠性。     

小流量高扬程离心旋涡泵的设计与试验研究

采用加大流量法对小流量高扬程离心旋涡泵进行了水力设计,并对自行研制的HTB-5/60型离心旋涡泵进行了与开式旋涡叶轮、复合离心叶轮及诱导轮有关的性能试验及汽蚀试验.试验研究表明:设计的诱导轮大大提高了泵的汽蚀性能,样泵的各项性能均可达到设计要求,复合离心叶轮与开式旋涡叶轮串联离心旋涡泵的理论设计是可行的.     

基于Kriging模型和遗传算法的泵叶轮两工况水力优化设计

为了拓宽余热排出泵设计高效区的范围,提出了一种基于Kriging近似模型和遗传算法的优化方法。采用拉丁超立方试验设计方法对叶轮叶片的进口冲角?β、包角φ及出口安放角β2进行16组方案设计,并采用ANSYS CFX14.5对16组叶轮方案进行定常数值模拟,选取离心泵设计工况1.0Qd和大流量工况1.62Qd下的效率为水力优化设计目标,建立了效率与叶片三个参数之间的Kriging近似模型,并应用多目标遗传算法对近似模型进行寻优,得到了最优的叶片参数。对原始方案进行外特性试验,数值模拟结果与试验结果基本吻合。优化后,叶轮在两工况下的效率均高于原始泵,效率分别提高了5.53%和2.29%。同时对比优化前后的泵内部速度分布,表明在设计工况和大流量工况下,优化后的叶轮内部相对速度分布更均匀,水力损失较小。提出的叶轮优化方法对泵性能提高提供了有效参考。     

双吸泵叶轮叶片包角的研究

用设计实例及对比试验说明，在双吸泵叶轮的水力设计中，加大叶片的包角设计，对提高泵的水力性能的作用；同时提出了离心泵叶轮叶片包角可以适当放大的原则。     

城市排污泵站水泵节能改造实践

为降低泵站运行能耗,建立了污水泵站水泵特性和装置特性的在线检测方法。利用泵站现场管路条件,对泵站单泵进行水力特性测试,研究了泵站节能的措施。通过重新设计水泵叶轮,使供需达到平衡,获得简单合理的节能方法,提高了水泵的运行性能。     

潜水排污泵叶轮水力设计改造

某污水处理厂潜水排污泵在实际运行中,实际运行工况大大偏离设计点工况,导致泵出现较强的振动现象,且潜水排污泵性能范围无法满足实际工况需求。针对此问题,对该泵叶轮进行了水力设计改造,改善水力性能,通过三副叶轮试验比较,择优选出的叶轮,满足了实际工况要求,扩大了潜水排污泵的使用性能范围。     

叶轮进口参数对立式泵汽蚀性能的影响

以立式自吸泵为研究对象，针对自吸泵的高抗汽蚀性能要求，通过数值模拟、样机试验验证的方法，探究叶轮进口参数对叶轮抗汽蚀性能的影响。研究表明：适当增大叶轮进口直径能有效提高立式泵抗汽蚀性能；增大叶轮前盖板半径有利于立式泵抗汽蚀性能；叶片进口宽度直接影响立式泵抗汽蚀性能。试验结果表明，文中所用设计方法可为立式自吸泵的水力设计提供参考。     

混流式核主泵流场数值分析与试验研究

本文根据某核电站主冷却剂泵的水力优化设计,研究了在改变叶轮叶片进口安放角减小10°的条件下进行数值仿真分析。主要在参考泵叶轮基础上进行了叶片结构改进,并就新的叶片结构进行了数值分析,相应的性能参数值比要求值均有了一定的裕度。其中,数值效率和对应的扬程比参考泵叶轮分别提高了0.6%和22%。针对主泵水力部件模型,对改进设计后的水力部件按照相应的标准分别进行了水力模型的效率试验、空化试验以及压力脉动试验,同时按照试验结果换算出了目标主泵的水力性能。     

大型贯流泵内部流动数值模拟和特性分析

采用CFD软件对大型贯流泵装置模型(包括叶轮、导叶和进出水流道)内部三维流速场进行计算分析和装置性能研究,计算了过流部件的水力损失,分析了贯流泵内部流动特点及其与装置外特性的联系。在此基础上,对水泵装置结构和过流部件进行优化,提出了较为合理的改进方案,并通过泵装置模型试验进行实际验证,为大型贯流泵装置的设计、改进提供参考。     

高低叶片对旋流泵性能影响的试验研究

本文对现有的旋流泵叶轮进行研究分析后,对3种不同比转速的叶轮进行重新设计,通过改变成不同高度的叶片数,对旋流泵的性能进行试验研究,获得了旋流泵的高叶片数不同时对其性能影响的变化规律,并对变化原因进行了分析。结果证明,高低叶片能够减小水力损失,提高旋流泵的扬程和效率,特别是当旋流泵叶轮的叶片数为6片时,2个对称分布的叶片比其余4个叶片高的叶轮的水力性能要好;当叶轮的叶片数为8片或10片时,3个均匀分布的叶片比其余叶片高的叶轮的水力性能要好,效率提高约3%。     

不同叶轮形式对汽车冷却水泵性能的影响

为分析不同叶轮形式对汽车冷却水泵性能的影响,针对某一汽车水泵,分别设计了开式和闭式2种不同形式的叶轮,采用Fluen软件对叶轮内部流动进行全流场三维数值模拟,并选取闭式叶轮进行试验验证,证实了模拟结果的可靠性。试验结果表明,采用闭式叶轮效率更高。数值模拟结果表明,2种叶轮内部静压从进口至出口都逐渐升高,但开式叶轮入口处存在明显的低压区,易发生汽蚀。且在开式叶轮内部存在明显的漩涡和回流,闭式叶轮内部流动更稳定流畅。可见,叶轮形式对于水泵性能有较大的影响,采用闭式叶轮有利于提高该汽车冷却水泵的水力性能。     

离心泵叶轮抗汽蚀优化设计

针对循环水系统离心泵的汽蚀问题对叶轮进行优化,通过选择适当的叶轮折引直径,改变叶轮入口角度来改善泵的吸入性能及改变叶轮的制造工艺和选择抗汽蚀性能好的双相不锈钢,较好解决了循环水泵叶轮汽蚀问题并设计制造焊接式叶轮.     

双吸泵叶轮叶片包角的研究

本文通过设计实例及对比试验表明，在双吸泵叶轮的水力设计中，加大叶片的包角设计，对提高泵的水力性能所起的作用；同时提出了一般离心泵叶轮叶片包角也可以适当放大的原则。     

基于数值模拟的特种混流泵水力性能优化与试验

为研究水泵液压系统混流泵的性能,分析特种混流泵性能参数与系统工作过程物理量的关联性,基于器材水下运动学方程推导混流泵流量、扬程等参数的计算方程,并提出满足器材运动要求的泵性能参数。基于数值模拟和试验并重的研究方法,针对水泵液压系统混流泵开敞式出水结构,优化双圆弧导水结构,数值模拟结果表明双圆弧轴面的过流面积变化均匀,速度场无旋涡等不良流动,减小了装置水力损失。针对混流泵叶轮叶片包角和出口安放角进行优化,获得了陡降的流量-扬程特性曲线,满足了不同工况下器材加速要求。叶轮出口采用非线性环量分布流型,提高了水力效率,试验结果表明优化的开敞式混流泵最高效率达到83.24%,各项性能指标均满足优化设计要求。     

低比转速两级复合叶轮高速离心泵的研制

阐述了两级复合叶高速泵的结构设计特点和水力设计方法。理论上采用以效率为目标函数的优化水力设计方法，并采用复合叶轮和双密封结构，经水力试验和现场运行表明，该泵具有很理想的性能指标和密封可靠性。