多级离心泵内部流动分析及性能预测

采用Realizable k-ε湍流模型,对多级离心泵进行了CFD计算,分析了流场的分布规律和压力脉动。结果表明:由于隔舌的影响,多级泵内部各级叶轮速度与静压、总压分布均呈现非对称性;涡流、二次流等流动现象主要发生在首级叶轮蜗壳和次级叶轮蜗壳内;叶轮内叶片压力面侧进口至出口的相对速度呈现先减小后增大的趋势;隔舌处的压力脉动特性同时受到叶轮与隔舌间的动静干涉和叶片通过频率的影响。数值模拟计算得到的外性能曲线与试验的外特性曲线较吻合,误差在允许范围内。     

多级离心泵内部流动分析及性能预测

采用Realizable k-ε湍流模型,对多级离心泵进行了CFD计算,分析了流场的分布规律和压力脉动。结果表明:由于隔舌的影响,多级泵内部各级叶轮速度与静压、总压分布均呈现非对称性;涡流、二次流等流动现象主要发生在首级叶轮蜗壳和次级叶轮蜗壳内;叶轮内叶片压力面侧进口至出口的相对速度呈现先减小后增大的趋势;隔舌处的压力脉动特性同时受到叶轮与隔舌间的动静干涉和叶片通过频率的影响。数值模拟计算得到的外性能曲线与试验的外特性曲线较吻合,误差在允许范围内。     

离心泵蜗内部清水流动测量

利用LDV分别测量了最优的小流量工况下矩形断面蜗壳的3个断面内的清水平均流动,实验发现,蜗壳内部液体速度的圆周分速度比径向分速度大一个数量级;蜗壳内存在螺旋运动;蜗壳断面内流体角动量不守恒;无论在最优还是在小流量工况,蜗壳内部流动都是扩压流动;在小流量工况,扩压更为严重。     

基于熵产的离心泵流动损失特性研究

离心泵被广泛的应用于航空航天和石油化工领域,其内部的流动损失特征尚未被完全揭示.为了揭示离心泵内部流动损失机理,本文以1台带诱导轮的离心泵模型为研究对象,采用熵产理论和Q准则对不同转速和工况下的离心泵内部各个部件的流动损失特性进行定量分析.研究结果表明:局部熵产和壁面熵产值随着转速的增大而增大,与湍流耗散熵产和直接耗散...     

仿生蜗壳离心泵内部非定常流动特性分析

为了改善离心泵内部流场的非定常流动特性,基于仿生学原理构建仿生非光滑表面蜗壳,利用滑移网格技术对标准蜗壳、仿生蜗壳离心泵内部流场进行非定常计算,研究不同时刻下不同蜗壳离心泵静压场及速度场的差异,对比不同蜗壳离心泵压水室内压力脉动特性.结果表明:在不同时刻下,仿生蜗壳扩散段内静压分布更均匀、压力梯度更小,速度方向、大小基本保持一致,相对标准蜗壳更不易出现漩涡、二次流及边界层分离现象;叶片扫过隔舌瞬间,仿生蜗壳叶轮流道内流线分布相对更对称;一个周期内,仿生蜗壳离心泵压力脉动最大与最小处的脉动幅值均明显降低.说明仿生蜗壳能改善离心泵内部非定常流场,且对压水室内压力脉动有明显的抑制作用.     

基于一元流动的航空离心泵综合损失模型与效率预测

给出了一种全面考虑离心泵内各种损失形式的综合损失模型的建立方法,通过深入分析离心泵吸入室、叶轮、无叶扩压室、蜗壳形集水室和出口扩散段在内的各通流部件几何结构及损失机理,结合一元流动理论分别建立离心泵的水力损失模型、容积损失模型、轮盘摩擦损失和机械损失模型,最终构建一个能够表征12个离心泵主要设计参数与泵效率间的综合损失模型。基于所建立的损失模型进行了某航空燃油离心泵的性能预测研究,并将损失模型预测结果与试验数据、CFD仿真数据进行了对比研究。仿真结果表明:采用损失模型的效率预测值与该型航空离心泵试验数据相对误差小于2.8%,在设计工况下,CFD仿真得到的离心泵效率与试验数据相比误差在4.4%以内,损失模型的预测效率相比较CFD预测值,准确性高于CFD方法 1.6%,表明所建立损失模型预测效率精度优于CFD方法,能够用于准确的预测离心泵设计过程的工作效率。     

IS型离心泵内部流动的三维数值模拟

基于标准κ-ε双方程湍流模型和SIMPLEC算法,采用Fluent软件对一台IS型离心泵内部整个三维流场,在不同工况下分别进行了定常湍流计算,并分析了不同工况下内部流动的差异性,获得了离心泵各过流部件内的流动特生,发现隔舌的存在导致泵内流动呈现非对称性.在数值模拟的基础上,得到该离心泵的性能曲线,并与试验性能曲线进行对比,结果显示两者在总体上吻合.     

小型风扇叶顶间隙内部流动数值模拟

通过对不同叶顶间隙小型风扇内部数值模拟,得出不同叶顶间隙小型风扇的静特性曲线、相同S面间隙涡流变化及叶顶到机闸内表面各回转面涡流变化.研究得出:当流量Q小于0.006 5 m3/s时,4个不同叶顶间隙的总压变化趋势一致,均随叶顶间隙的增加总压减小.流量增加时,叶顶间隙为2.5 mm时性能较好;在相同S面上,间隙涡流现象...     

含气率对导叶式离心泵内部流动的影响

为研究含气率对导叶式离心泵输送气液两相时内部流动的影响,基于延迟分离涡DDES(Delayed Detached-Eddy Simulation)湍流模型及Mixture多相流模型对导叶式离心泵进行非定常数值模拟,得到不同含气率下,模型泵内气相分布、压力分布、流线分布以及所选监测点压力脉动情况,并将数值模拟的外特性曲线与试验进行对比分析。结果表明:气相主要在导叶靠近蜗壳出口的流道、蜗壳靠近叶轮前盖板一侧以及出口段靠近隔舌一侧聚集;导叶出口处压力从靠近隔舌处沿顺时针方向逐渐减小;蜗壳隔舌至第Ⅰ断面内及出口段靠近隔舌侧均出现了回流区;蜗壳壁面从P₁点顺时针方向沿蜗壳至出口段静压值逐渐减小;随着含气率的增大,叶轮进口处低压区面积增大,导叶内压力降低;蜗壳出口段多个面积较小的回流区转变为几个面积较大的回流区;同一监测点静压值逐渐减小,隔舌处静压值受含气率的影响最大。     

多级离心泵的单级增效研究

为提高D46-50X4型多级离心泵的单级运行效率,使用CFX流体分析软件,选取k-ε湍流模型,对其内部流场进行数值模拟,得出减损其效率的主要原因,设计新的导叶及叶轮,并对离心泵原始模型与改进模型的流场进行数值模拟与分析。结果表明:离心泵的原始模型中叶轮流道进口与导叶扩散段进口均存在明显漩涡,严重降低该型泵的效率;通过减小叶轮外径和调整叶轮流道型线,改进原始模型中的圆盘摩擦损失及叶轮流道内漩涡堵塞;标准工况下,与原始模型相比,改进模型单级扬程提高4.4 m,单级效率提高6.4%,达到了国家标准。