隔舌对离心泵性能影响的三维数值模拟

通过在泵壳体设计中取不同的隔舌圆半径来改变叶轮与出水室壳体间的间隙,并突破传统的二维模型理论分析,采用先进的大型模拟软件Fluent构造三维模型,对蜗壳内部进行三维流场的数值模拟,并利用其强大的后台服务器对模拟数据进行整理,结合流体理论知识对模拟结果加以分析,力求阐明离心泵叶轮与蜗壳间的间隙对离心泵性能影响的关系.     

32Sh-19离心泵流场的全三维数值模拟

针对改型后的32Sh-19 离心式循环水泵,运用CFD商业软件对其流场进行了全三维数值模拟,通过选取适当的数学物理模型得出了水泵内部流场的分布规律。结果表明改型后的水泵有较好的水力性能和变工况适应性。同时,对改型后存在的不足进行了分析并提出了改进建议。     

水轮机动静干涉的非定常流动数值模拟

在水轮机领域,流动分析技术已经成为设计开发的常规工具.随着水轮机单机容量和尺寸的加大,其运行稳定性日益受到重视,这使得水轮机内部非定常流动的数值计算成为必要.本文讨论了动静干涉、移动网格的不同数值计算方法,并应用"滑移网格技术"对混流式水轮机进行了非定常流动计算,分析了部分负荷工况下的流态和压力脉动.     

动静干涉叶栅间非定常流动的数值模拟

采用k-ε紊流模型对非定常条件下动静叶栅之间的影响进行了数值模拟,研究了动静叶栅之间不同轴向间距时尾迹对动叶的影响,并对非定常流动机理进行了分析。研究表明,在非定常流动条件下静叶对下游动叶压力面没有太大影响,对动叶的影响主要集中在动叶前缘以及动叶吸力面扩压段起始处等位置,随着轴向间距的增大,气流的掺混作用减弱,尾迹的作用也逐渐衰弱,对动叶的影响就越来越小。     

中低比转速带导叶离心泵出水边倾斜角对无叶区压力脉动的影响研究

为研究中低比速带导叶离心泵叶片出水边倾斜角对叶轮和导叶干涉作用而引起的压力脉动的影响,在保证叶轮基本参数和叶片进出口安放角变化规律不变的情况下,通过改变叶片出水边倾斜角而设计2种计算方案。基于RNG k-ε湍流模型、SIMPLEC算法和无滑移网格技术,分别对2种叶片出口边倾斜角的叶轮的离心泵进行全流道非稳态数值计算,得到不同叶片出口倾斜角的叶轮无叶区压力脉动特性,并对其进行分析,计算结果表明叶片出水边倾斜角对无叶区压力脉动影响明显。本文对大型带导叶离心泵叶片水力设计提供一定的指导意义。     

双吸式离心泵叶轮泥沙磨损数值模拟

采用欧拉—拉格朗日多相流模型,对双吸式离心泵内的水流和泥沙颗粒运动进行了模拟,并采用离散相冲击磨损模型对不同泥沙浓度和粒径条件下的叶轮磨损进行了分析,分析结果表明：离散相冲击磨损模型可以准确预测叶轮的磨损位置和磨损强度;随着泥沙浓度的增加,叶片的磨损强度显著提高;叶片吸力面的磨损强度明显高于压力面,压力面的磨损位置集中在叶片的进口和出口处,吸力面的磨损位置则随着泥沙浓度的增加而改变;泥沙粒径是影响磨损强度的重要因素,随着粒径的减小,磨损强度显著降低。     

叶片安放角分布规律对液力透平性能影响研究

液力透平被广泛应用于高余压流体的能量回收.叶片安放角从叶片进口到出口的分布规律是关键部件叶轮设计的重要参数,具有不确定性和多样性.为研究叶片安放角分布规律对液力透平性能的影响,本文总结得到线性、下凹、上凸和3种形式多段线,共6种不同形式的叶片安放角分布规律.通过数值模拟和对比分析发现,6种方案的水头-流量曲线基本相同,...     

导流器叶片进口安放角对潜水泵性能的影响

导流器叶片进口安放角是影响潜水泵性能的重要几何参数,在导流器特性曲线理论分析的基础上,运用计算流体动力学理论对同一叶轮与不同进口安放角导流器组合后的潜水泵三维模型进行数值模拟,得到其性能曲线,并就安放角变化对潜水泵性能的影响规律进行分析,同时在水泵试验台上进行实测验证。结果表明:随着导叶片进口安放角的增大,潜水泵最佳工况点向大流量方向偏移。当导叶片进口安放角位于27~30时,潜水泵工作效率为75%~81%,处于较高值,相应工作流量为95~125m3/h,模拟值与实测值吻合较好。通过改变导流器叶片进口安放角,在一定工况范围内,潜水泵同样可以保持较高的效率,为增加其规格并扩大使用范围寻找出了一种新的途径。     

交错布置叶片对双吸离心泵压力脉动特性的影响研究

双吸离心泵内部流场的非定常压力脉动是影响机组运行稳定性的关键因素之一.为研究叶片交错布置对双吸离心泵压力脉动的影响,采用RANS方程和修正后的RNG k-ε湍流模型,对对称布置和交错30°布置叶片的高转速双吸离心泵进行了三维非定常数值模拟.通过模拟分别获得了对称和交错布置叶片的双吸离心泵蜗壳出口以及蜗壳内部的压力脉动特性,并对其进行对比分析.结果表明蜗壳出口以及蜗壳内部压力脉动呈周期性变化,叶片交错后主频为720Hz.采用交错叶片后周期变为原模型周期的一半,蜗壳出口及蜗壳内部压力脉动幅值明显降低.研究结果表明叶片交错布置能有效改善离心泵内部压力脉动特性,对降低蜗壳中的振动和噪声、增强离心泵的运行稳定性有一定指导意义.     

水泵叶轮出口安放角与功率关系的分析研究

针对某些给水泵高效叶轮功率太大而出现电动机过载问题,阐述了DG270-150型高压给水泵原始参数,通过计算分析找出了叶轮出口安放角与给水高度、流量和功率的关系,能够使水泵降至额定功率运行.     

大容量火电机组固液两相流离心泵数值分析及结构优化

广泛应用于300及600 MW等大容量火电机组的固液两相流离心泵,由于其输送介质的特殊性,在运行中存在磨损严重以及效率低下等问题,而对泵性能产生影响的主要因素包括泵输送介质的特性和泵体几何结构因素。该文具体分析了泵体结构因素如蜗壳喉部面积、叶片数、叶片包角等对火电厂固液两相流离心泵性能的影响,并以此为依据,对其进行结构优化设计,然后通过选取合理的模型以及控制方程,借助于Fluent软件对改进后的泵内流场进行数值模拟,验证优化设计的效果。模拟结果显示,优化设计后的固液两相流离心泵达到了额定出力,效率有显著提高。     

大型离心泵驼峰不稳定特性改善技术研究

大型调水工程泵站的水泵型式常采用离心式,而低比转速离心泵在小流量工况下易产生驼峰,引发流动分离、进口回流、旋转失速等不稳定现象,造成大量能耗,在运行中可能出现不稳定工况,影响泵的安全运行。本文针对某泵站进行具体的参数选型,提出了2种方案。通过CFD建模、数值仿真计算、模型加工试验等手段,验证了通过叶轮优化来改善水泵的驼峰裕度,为大型离心泵的稳定运行,提供了设计参考。     

基于OpenFOAM的离心压气机流场数值研究

基于开源平台OpenFOAM建立离心压气机数值计算程序,分别使用SSTk-ω和Spalart-Allmaras两种湍流模型对带无叶扩压器的离心压气机进行了全流道数值模拟,从压力、速度、熵产等多个角度分析了离心压气机内部流场特性,探究了不同湍流模型对数值模拟结果的影响。结果表明:SST k-ω能更好地反映二次流、涡流、流动分离等现象,Spalart-Allmaras湍流模型中叶轮射流-尾流影响较大;由间隙泄漏流引起的低速区从叶顶前缘逐步发展到叶顶尾缘,最后进入无叶扩压器进行增压降速,形成了流动损失,降低了离心压气机效率;离心压气机内部高熵区主要集中在轮盖侧,轮盘侧相对于轮盖侧熵值较小,离心压气机流道内部熵值随叶高增加而增加。     

基于CFD的离心泵浮动叶轮平衡腔压力数值分析与验证

平衡腔内的压力分布是浮动叶轮实现轴向力自动平衡的关键所在.引用加大后的叶轮后密封环直径和叶轮平衡孔的面积这2个重要设计参数,建立不同参数组合下的3BA-6单级单吸离心泵三维模犁,运用CFD理论对其进行数值模拟,得到平衡腔内的压力分布,并进行轴向合力计算与平衡分析,同时在水泵开式试验台上实测平衡腔内的压力.结果表明:当水泵工作流量位于0.002～0.006m3/s这一区域时,取k=1.2,A=7.07 mm2,水泵可以通过采用浮动叶轮来实现其轴向力的平衡.平衡腔内压力p为相应工况下扬程的13%～20%.模拟值与实测值吻合较好,验证了数值方法的正确性.运用CFD技术,通过参数的改变,找到最优设计方案,为其结构设计提供重要的实践指导意义.     

离心泵的效率与检修

围绕锅炉常用的离心泵的效率问题，结合泵的检修经验，对如何进行离心泵的动、静密封检修、平衡装置检修进行了讨论，提出了离心泵检修时要注重的几个方面，对离心泵的检修以降低泵的损耗，提高离心泵的工作效率，有一定的指导意义。     

电站离心风机旋转失速的三维数值模拟

基于标准K-ε湍流模型,对电站锅炉常用的G4-73No.8D型离心风机的旋转失速现象进行数值模拟.使用用户自定义函数(user-defined function,UDF)编制程序,在定常计算结果收敛的基础上在风机出口截面引入节流阀模型进行非定常计算,模拟离心风机内的旋转失速流动.计算结果表明,随着阀门开度的减小,风机逐...     

10 kV变频器在输油站离心泵电机控制的应用

为了验证异步电机变频调速在输油站应用的实际应用效果,进行了变频调速泵(离心泵)的工作特性分析、运动流体的能量分析和电机功率因数的分析。然后,对某输油站串联安装且同时运行的变频离心泵和非变频(工频)离心泵近一年的运行数据进行分析验证。理论分析和数据统计分析的结果一致。结果表明异步电动机变频调速(降频)运行后,节能效果显著,且输油管道压力调节范围更大,提高了电机的功率因数。