节段式多级离心泵多工况水力模型节能优化研究

为提高节段式多级离心泵多工况水力模型节能优化效果,基于水力损失数学模型构建了四级节段式离心泵的水力损失数学模型,结合工业试验数据与Isight优化平台精确求解了泵内各项水力损失系数。以此为基础,设计了节段式多级离心泵多工况水力模型的节能优化流程,并以MD580-60型节段式多级离心泵为验证对象,将大流量、设计流量和小流量工况下的效率作为目标函数,且以各条件下泵扬程为约束条件,运用遗传算法对其水力模型的3个工况进行优化设计,获得叶轮与导叶关键几何参数的最优匹配关系。最后运用CFD数值模拟仿真软件验证了该多工况水力模型节能优化设计的科学性与准确性。     

矿用离心泵建模及其内部流场模拟研究

根据矿用离心泵的设计参数,设计出了离心泵并对其进行了三维建模,用Fluent软件对离心泵内部流场进行研究,得到在不同工况下离心泵内部叶轮和蜗壳中间截面上的压力分布图和速度矢量图,通过分析得到离心泵内部流场的压力和速度分布规律,为以后的矿用离心泵设计和优化提供了依据。     

节段式多级离心泵轴向力的计算与分析

轴向力的准确计算是影响离心泵可靠性、安全性和稳定性的重要因素。以某节段式多级离心泵为研究对象,不考虑平衡盘轴向间隙的变化,首先采用传统的经验公式计算其轴向力,然后基于FLUENT软件,采用Realizableκ-ε湍流模型和二阶迎风格式算法,对该多级泵的内部流动进行全流场数值模拟,预测叶轮壁面所受的轴向力大小,得到其主要工况下的轴向力分布。比较泵主要工况下的理论值与模拟值,发现轴向力在小流量工况下相差较大,在设计工况下模拟值与理论值基本吻合,最大误差为5.9%。数值模拟的方法验证了用经验公式计算轴向力的准确性,研究结论为离心泵轴向力计算提供了新的思路和方法。     

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。     

离心泵叶轮多工况节能运行状态监测方法

为了保证离心泵叶轮的节能稳定运行,提出了一种离心泵叶轮多工况节能运行状态监测方法。同步采集离心泵叶轮运行过程中的进口空泡分布以及外特性等信息,并分析其变化规律,同时采用小波分解方法对信号进行降噪处理。引入Hilbert-Huang变换算法提取离心泵叶轮多工况节能运行特征和运行状态监测指标,采用支持向量机完成离心泵叶轮多工况节能运行状态监测。应用分析结果表明,所提方法可以有效提升监测结果的准确性,保证离心泵叶轮节能稳定运行。     

轴流泵叶片多工况下扭矩波动特性

针对轴流泵在非设计工况下运行出现的不稳定现象,基于雷诺时均N-S方程,标准κ-ε湍流模型对一标准轴流泵模型开展了多工况下的数值模拟仿真工作。通过定常及非定常计算获得泵段的能量特性,并研究了不同工况下扭矩波动特性。计算结果表明,在计算工况(250～350 L/s)时比较稳定,当流量小于200 L/s时,波动显著增强,且频率随着流量的减小而不断的发生变化。     

矿井排水设备能耗指标的改善

矿井排水设备是矿山企业主要的用电设备之一，节能工艺的运用方针，要求在排水设备的设备和使用阶段，都进行能耗估算。本文介绍了作为排水设备主要类型的离心泵的能耗估算方法，以及离心泵工况点经修正后的能耗估算方法，并以北乌拉尔铝土矿和斯塔哈诺夫煤炭生产联合公司为例，具体介绍了几种工况点经修正后的离心泵能耗估算情况。     

矿井排水设备能耗指标的改善

矿井排水设备是矿山企业主要的用电设备之一，节能工艺的运用方针，要求在排水设备的设计和使用阶段，都进行能耗估算．本文介绍了作为排水设备主要类型的离心泵的能耗估算方法，以及离心系工况点经修正后的能耗估算方法。并以北乌拉尔铝土矿和斯塔哈诺夫煤炭生产联合公司为例，具体介绍了几种工祝点经修正后的离心泵能耗估算情况．     

离心泵叶轮切割定律的应用

为了解决生产现场离心泵性能参数不符合实际要求的情况,讨论了几种国内外文献介绍的离心泵叶轮切割公式,并按照各种方法对现场离心泵叶轮进行切割试验,通过运行参数的比较检验,找出切实可行的一种切割方法,加以推广应用,用来按要求校正离心泵性能参数,以满足设备运行工况的需要,可以收到良好的安全和经济效益.     

定扬程下变速调节时轴功率的计算

对离心泵在定扬程变频调速状态下轴功率的相应变化进行了数学分析,并在对离心泵常规特性曲线数学拟合的基础上,给出了该变速状态下轴功率的计算公式,该计算方法简便、快速,且计算精度较好,可用于离心泵工况分析和节能效益的评价。     

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。     

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。     

液相流离心泵边界层的摄动分析

根据流体力学的基本理论对液相流离心泵边界层进行了分析,并将其流场简化为二维不可压缩定常流动,在边界层坐标系下,建立了离心泵边界层的微分方程。在考虑离心力的情况下,采用奇异摄动法推导出离心泵叶片的边界层方程,并给出了边界条件,并在此基础上定性地讨论了边界层分离点的确定,这些将为离心泵边界层的进一步分析奠定了理论基础。     

基于模糊神经网络的往复压缩机的性能预测研究

为了能够准确地预测出离心泵的性能参数值,利用了径向基函数神经网络(RBF)建立对其进行性能预测的神经网络模型,可以研究离心泵的流量,叶片出口安装角,压力比和效率之间的神经网络与预测关系。利用MATLBA软件实现了RBF神经计算,分别对离心泵的压力比和效率进行了性能预测,预测效果表明,RBF神经网络的计算模型可以提高预测效率和预测精度。     

基于CFDesign的离心水泵内部流场的数值模拟

介绍了CFDesign软件的主要特点,建立了离心水泵模型并进行数值模拟,分析了其内部流场变化情况。通过模拟,能充分反映离心水泵内部流动的复杂情况,为其结构设计和性能改进提供理论依据。     

离心泵性能曲线的快速拟合法

离心泵在选型时,首先就要绘制离心泵性能曲线,而传统的手工曲线绘制方法速度较慢．而且往往无法保证精度要求。使用计算机编程处理虽然能满足精度要求,但需繁杂的编程过程,对选型设计人员要求较高。为了适应计算机优化选型的要求,需要找到一个既快速又简便的方法求出离心泵性能曲线的函数表达式,从而将离心泵性能曲线转换为计算机的图形。     

离心式水泵流量测试结果“偏大”的分析

离心式水泵是井工开采矿山必不可少的设备之一,水泵型号选择主要是根据矿井正常涌水量、最大涌水量以及井下水泵房到出水口的高度来确定。有时因型号选择不正确将导致水泵流量"偏大",电动机运行功率超过其额定功率,电动机有可能被烧毁。工作中可常利用离心式水泵的特性曲线来分析流量与扬程以及流量与电动机运行功率的关系。