冲压泵水力参数对性能的影响

在其他参数和测试条件相同的情况下,通过调整冲压泵叶轮和导叶的单个水力参数,验证其对泵性能的影响。测试分析让我们掌握了泵扬程和效率会随着叶轮叶片出口角β2、叶轮出口宽度b2、叶轮叶片数Z、叶轮叶片进口角β1以及导叶出口角的不同而产生变化的规律。在设计时合理的设计参数有益于泵扬程、效率的提高,可优化泵的整体性能,降低对电动机功率的要求。选用冲压泵产品来验证各项参数对泵性能的影响,主要是基于冲压焊接制作工艺快捷方便,试样模具费用低,有利于样机的快速成形。     

核主泵叶轮与导叶叶片数匹配规律的数值优化

为了阐明核主泵叶轮和导叶叶片数匹配特性对水力性能的影响。以缩比系数为0.5的模型泵为研究对象,基于核主泵几何参数,建立叶轮叶片数Z1和导叶叶片数Z2的多种匹配方案,通过数值方法预测多种匹配方案下核主泵设计工况下的水力性能。结果分析表明:只改变叶轮叶片数时,随着叶轮叶片数的增加,叶轮与泵扬程的增加趋势逐渐变缓;只改变导叶叶片数时,导叶叶片数的选取对核主泵效率影响的最大差值为8.48%。导叶和压水室内漩涡区和水力损失主要集中在以泵出口为起点沿叶轮旋转方向的半球形区域,且环形压水室的水力损失在总损失中所占比重最小为36.4%,表明环形压水室是核主泵水力损失最大的过流部件。根据多种叶片数匹配方案的结果分析,表明设计工况下核主泵叶轮与导叶叶片数的最佳匹配值为(Z_1=4,Z_2=9)、(Z_1=5,Z_2=12)、(Z_1=6,Z_2=11)和(Z_1=3,Z_2=7),即导叶叶片数在叶轮叶片数的2倍附近且两者互质时,泵的水力性能达到最佳值。研究结果为核主泵叶轮和导叶叶片数的选取提供了理论依据。     

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%。     

旋转喷射泵叶轮的设计方法探讨

通过实际设计和样机试验,对旋转喷射泵（以下简称旋喷泵）设计方法和参数的选择进行分析,探讨,总结。给出了旋喷泵复合叶轮的叶片数,进、出口安放角,叶轮出口宽度,叶轮外径,短叶片起始直径,短叶片在流道中的位置,叶轮流道出、入口面积比等的计算方法和取值范围。经试验验证,按文中方法设计的旋喷泵性能达到了设计指标和要求,表明文中所述的设计方法及相应参数的选择具有实用价值。     

中比转速离心泵无过载优化设计

对D450-60-10型中比转速离心泵进行无过载优化设计,原始方案采用模型换算法设计模型泵进行试验并换算得到原型泵性能,同时利用Fluent模拟得到模型泵和原型泵性能,对泵性能分析后提出基于叶片出口角、叶轮出口直径和叶轮出口宽度等结构参数的3种原型泵优化方案。结果表明:当叶片出口角β2=10°时,与β2=15°相比,功率曲线的拐点更接近额定工况点,且最大功率下降了6.78%,但会牺牲部分扬程;3种优化方案下离心泵都达到了无过载的要求,功率备用系数K均小于1.2;最佳方案(叶轮出口直径D2=0.49m,叶轮出口宽度b2=0.03m,叶片出口角β2=10°)的功率备用系数最低,为1.09,与原始方案相比,扬程和效率分别提高了6.94%、1.95%,为中比转速离心泵无过载设计提供了参考。     

高抗汽蚀性能泵的设计和试验研究

本高抗汽蚀性能泵的NPSH_r=0.54～1.41 m,首级叶轮前装有一个3叶片的变螺距诱导轮。试验研究表明,在普通叶轮前加装诱导轮只能在有限程度上提高泵的抗汽蚀性能,只有诱导轮和主叶轮匹配设计,也就是考虑诱导轮出口流动与叶轮进口流动良好配合,设计的主叶轮才能更有效地提高泵的抗汽蚀能力。     

植入式微型螺旋血泵叶轮设计

血泵叶轮的设计对于血泵的性能至关重要。以所设计的植入式微型血泵为例，根据进、出口速度三角形和血泵的欧拉功进行了螺旋叶片的型线设计，并详细阐述了采用Pro／E软件进行叶轮实体造型的过程。     

基于最优线性分派法的叶片差速泵驱动系统方案设计与分析

结合非圆齿轮驱动式叶片差速泵的应用背景及其驱动原理,以叶轮叶片数为约束条件,提出非圆齿轮驱动式叶片差速泵驱动系统的多种设计方案。分析叶轮叶片数对叶片差速泵的排量、效率、振动噪声、流量脉动、叶片强度、工艺性等多个性能评价指标的影响。综合各评价指标,定义正、负理想方案,计算所提出的设计方案对正理想方案的贴近度。采用最优线性分派法对各驱动方案进行综合评价与选定,为后续叶片差速泵驱动系统的进一步设计提供依据。     

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。     

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。     

用背叶片平衡多级离心泵轴向力的试验研究

设计了多级多出口离心泵轴向力测试装置,对泵的轴向力进行测试.通过改变叶轮背叶片尺寸,研究叶轮背叶片尺寸对泵轴向力的影响.     

离心油泵叶片型线对性能影响的实验研究

以65Y60型离心油泵为研究对象，研究了不同液体粘度下叶片型线对泵性能的影响。首先，利用本课题组独立开发的准三元叶片设计程序以反问题方式设计了两种型线，这两种型线叶片的前半部分与原来一元叶轮叶片的型线不同，后半部分与一元叶轮相同。然后在不同粘度下将三个叶轮进行性能对比实验，研究表明，叶片进口附近的型线的改变对泵性能有一定影响，适当增大叶轮后盖板流面上的叶片流体动力负荷有助提高离心油泵输送粘油时的水力性能。     

切割型双叶片潜污泵设计和数值模拟

为解决污水处理用排污泵叶轮易堵塞、效率低等问题,设计了一种新型切割型双叶片潜污泵。分析叶轮特点,提出叶轮水力设计方法,并对泵进行了全流道数值模拟,得出了叶轮内压力、湍动能、流线分布等情况,从而分析出该泵内部流动的特点和通过能力提高的原因。基于性能预测方法对规定工况点的性能进行预测,验证设计方法的可行性。     

长短叶片设计对改善离心泵汽蚀性能的作用

通过将含有偶数叶片数的离心泵叶轮设计为长短叶片间隔的方式，可以增大叶轮喉部的过流面积，降低叶轮喉部的液流速度，改善泵的吸人性能，很好地避免了泵在大流量点运行时发生严重的汽蚀现象。     

叶片进口冲角对离心泵空化特性的影响

基于ANSYS CFX软件应用标准k-ε湍流模型、均质多相模型和Rayleigh-Plesset方程对一比转数为89的模型泵在冲角变化时泵内的空化流场进行数值模拟.根据计算结果预测了模型泵无空化时的能量特性和空化时的空化性能,并分析了空化状态下叶轮中间流面上的空泡体积分布和叶片中间流线的载荷特性.研究表明,模型泵叶轮叶片冲角变化时,对设计点的扬程和效率影响不大,对于空化性能则存在一个最优值,不是冲角越大越好.     

基于CFD对旋喷泵两种叶片结构的数值模拟及性能比较

采用封闭式叶轮结构,设计了长短复合式S型叶片和矩形流道断面叶片两种不同叶片结构的旋喷泵水力模型;利用ANSYS-CFX软件对两种水力模型的流场进行三维数值模拟,分别得到两种模型的压力场、速度场。通过对设计方案扬程、效率、轴功率的计算,分析了两种旋喷泵水力模型的性能特征。模拟计算结果表明:对于小流量旋喷泵的叶轮结构,矩形流道断面叶片的性能优于长短复合式S型叶片。     

单级单吸半开式叶轮离心泵性能偏差的原因分析与处理

通过对单级单吸半开式叶轮离心泵性能偏差的原因分析和探讨,确定了泵体和叶轮叶片之间的间隙值、半开式叶轮的外径尺寸D_2和叶片宽度b_2是影响泵扬程偏差的三个重要因素,并提出了针对性的改进措施和解决办法,使半开式叶轮离心泵的性能得到了可靠保证。     

叶片进口边位置对双吸离心泵性能的影响分析

针对一种国内生产的双吸泵,利用CFD软件对其内部流场进行数值模拟,依据一元理论对叶轮的水力设计进行检查。在不改变原叶轮设计的基础上分别将叶片进口边三次后移构造出三种叶型A1、A2、A3。数值计算结果表明:在任意工况下叶轮A2的效率比A1、A3的效率都高,且在最优工况下叶轮A2的最高效率比原叶轮的效率高5.8%,高效区也明显变宽。研究表明,在推荐值1～1.3以外时,叶片间有效进出口面积的比值并非越小,泵的性能越好;叶片进口边的位置对泵的性能有很大的影响,适当改变进口边位置可以有效地改善叶轮进口的流动状态。     

径向间隙及叶片型线对液环泵性能影响的分析

采用欧拉气液两相流动模型对液环真空泵内部三维非稳态气液两相流动进行数值模拟,通过数值模拟研究叶轮与壳体间的径向间隙及叶片型线对液环泵性能的影响,分析了液环泵内液相能量转换的规律,分析了前弯、后弯及直叶片不同叶片型线液环泵性能曲线,分析了叶轮径向间隙对液环泵性能的影响。数值模拟结果表明后弯叶片、径向直叶片和前弯叶片下液环泵的极限真空度和最大流量依次递增;随着叶轮径向间隙的减小,液环泵的极限真空度和最大流量逐渐增大。为液环泵的性能优化研究提供了理论依据。     

基于CFX的长短叶片双切割排污泵数值模拟研究

为解决污水处理用排污泵叶轮易缠绕、易堵塞、效率低等问题,设计一款叶片前伸式叶轮,可同时具备防缠绕堵塞和良好的水力性能。利用CFD软件(ANSYS CFX 17.0)对有无短叶片的双切割泵进行定常数值模拟计算,对小流量、设计流量和大流量3种工况下的数值模拟计算获得的叶轮中间截面相对速度和静压分布云图进行分析研究,揭示其内部流动的主要不同特征,为设计长短叶片双切割泵提供一定的参考价值。