低比转速高速复合离心叶轮的流动模拟和试验研究

Based on the Navier-Stokes equations and the Spalart-Allmaras turbulence model, three-dimensional turbulent flow in four low-specific-speed centrifugal impellers are simulated numerically and analyzed. The relative velocity distribution, pressure distribution and static pressure rise at the design point are obtained for the regular impeller with only long blades and three complex impellers with long, mid or short blades. It is found that the back flow region between long-blade pressure side and mid-blade suction side is diminished and is pushed to pressure side of short blades near the outlet of impeller at suction side by the introduction of mid, short blades, and the size of back flow becomes smaller in a multi-blade complex impeller. And the pressure rises uniformly from inlet to outlet in all the impellers. The simulated results show that the complex impeller with long, mid and short blades can improve the velocity distribution and reduce the back flow in the impeller channel. The experimental results show that the back flow in the impeller has an important influence on the performance of pump and a more-blade complex impeller with long, mid and short blades can effectively solve low flow rate instability of the low-specific-speed centrifugal pump.     

低比转速复合叶轮离心泵内的非定常流动特性

为了研究低比转速离心泵内由叶轮/蜗壳相互作用所引起的非定常流动特性,基于滑移网格和RNG k-ε湍流模型计算了具有4长8短复合叶轮离心泵内部的非定常流动。计算结果显示,离心泵内部速度和压力在空间上呈现高度非对称性,在时间上呈现高度非定常性。蜗壳第Ⅳ断面和第Ⅷ断面速度变化规律基本一致,周向速度沿蜗壳径向减小,第Ⅷ断面出现负的径向速度,流动最为复杂。叶轮和蜗壳的动静耦合是产生压力脉动的主要原因,压力脉动的频率受叶轮转频控制,主频为叶片通过频率。蜗壳周向的脉动压力幅值呈现上下波动,但从第Ⅰ断面到第Ⅷ断面其幅值整体上在逐渐衰退,直到蜗壳第Ⅷ断面达到最小。与定常计算相比,在设计点下非定常计算所得的有效扬程更接近实验值,说明非定常计算可以比较准确地预测泵的扬程。     

离心泵叶轮抗汽蚀优化设计及仿真

以某石化公司的RON2×14型离心式中压甲铵泵为研究对象,通过对首级叶轮结构参数进行优化设计来提高该泵的抗汽蚀性能,并应用理论分析和数值模拟方法验证优化设计的准确性。     

离心泵流场数值模拟方法研究

为了对离心泵的数值模拟做系统的分析研究,提高模拟手段,为设计者和工程应用人员提供参考。系统地阐述了离心泵的结构、建模、网格划分和数值模拟方法,给出了离心泵在数值模拟时的基本方法和步骤。     

离心压缩机叶轮改造前后的性能分析

对某离心压缩机改造前后的叶轮进行了数值分析.结果表明,改造前后叶轮均满足设计要求,但由于原始叶轮在入口处的相对马赫数较大,所引起的摩擦损失也略大,因此改造后的叶轮性能要好于改造前的叶轮.     

浅析石化企业离心泵的汽蚀及提高其抗汽蚀性能的措施

离心泵是石油化工企业运用最广泛的输能流体机械。在使用过程中怎样防止离心泵的汽蚀,怎样去减少汽蚀对离心泵的损害是非常重要的。汽蚀是一种十分有害的现象,它使离心泵的扬程,流量和效率明显下降,严重时泵甚至不能够运转,所以研究泵的汽蚀并采取相应的措施有助于提高泵的使用效率和延长泵的寿命等。     

离心泵变频控制对流量控制性能的影响分析

在过程控制领域中,流体运送系统中流量调节方法主要有节流调节和离心泵变频调速调节.将离心泵的变额调速调节与节流调节进行比较,分析并证明了节流调节能耗大但受干扰波动程度相对较小,调节较快;而变频调节存在流量较低时会使阀后压力过低,及在流量设定值或容器压力变化时动态响应时间较节流调节要慢的问题.通过推导及模拟仿真表明：变频调节在过程控制中是存在一定局限性的.     

多层新型桨搅拌槽内气-液两相流动的实验与数值模拟

对三层新型组合桨气-液两相搅拌槽内的流体流动进行了实验研究,并采用计算流体力学(CFD)的方法对气-液两相搅拌槽的通气搅拌功率、流场、局部气含率及总体气含率进行了数值模拟,数值模拟采用了欧拉-欧拉方法,数值模拟结果与实验值吻合良好,同时考察了通气流量和搅拌转速对通气搅拌功率和气含率的影响规律. 研究结果表明,欧拉-欧拉方法能较好地模拟搅拌槽内气-液两相流的流动状况.     

柱形偏置短叶片低比转数离心泵数值模拟研究

选取比转数为66的IS50-32-125型离心泵为研究对象,并对其加装了柱形偏置短叶片。采用数值模拟的方法对两种泵的内部流场和外性能进行研究,发现:加装柱形偏置短叶片的离心泵能够有效改善离心泵内的流动状况,减小叶轮内部的压力波动,从而减小流动损失;柱形短叶片的存在增大了排挤系数,对长叶片背面的液流起到补功作用,能够有效控制长叶片背面流体的分离和脱流,并在叶轮出口部位具有较为理想的流动状态;加装柱形短叶片的离心泵扬程和水力效率,在设计工况下分别提高了13%和3%。     

离心泵与滑片泵流量脉动特性及串联实验研究

对离心泵和滑片泵的流量脉动特性进行研究,探讨两泵串联运行的可行性。然后建立以离心泵为前级泵、滑片泵为后级泵的串联实验平台,通过改变串联中间管路阻力和滑片泵的出口管路阻力对滑片泵的运行特性进行实验研究,实验结果表明:泵与管路所构成的系统流量小于或接近滑片泵的理论流量时,系统才能正常工作,否则会造成整个系统的流量和压力脉动;不可改变串联中间管路阻力,以免滑片泵偏离正常工作状态;可通过改变滑片泵的出口管路阻力调整泵和系统运行参数。     

离心泵实验装置的改造

在对化工原理实验室已经报废的离心泵实验装置进行分析研究的基础上,提出改造方案,自行设计研制出两套新的实验装置。改造后的设备运行平稳,操作安全方便,所测得的数据准确稳定,合理可靠,且实验装置简单实用,圆满完成了改造任务。     

复合水煤浆添加剂对煤浆流动特性影响的实验研究

通过在华亭煤和新疆煤中分别加入木质素添加剂及新型复合添加剂制得水煤浆并进行实验研究。实验结果表明,新疆煤浆的流动性优于华亭煤浆,且新型复合添加剂对煤浆流动性的影响优于木质素添加剂。     

蠕动泵流量的理论计算与试验验证

为了对蠕动泵的流量参数进行准确设计,对其进行了理论计算和试验验证,分析了影响蠕动泵流量的因素,并对比分析了蠕动泵流量的试验值和理论值。     

离心泵调节方式与能耗分析

通过离心泵与管路系统的特性曲线图分析了离心泵流量调节的几种主要方式:出口阀门调节、泵变速调节和泵的串、并联调节.用特性曲线图分析了出口阀门调节和泵变速调节两种方式的能耗损失,并进行了对比,指出离心泵用变速调节流量比用出口阀门调节流量可以更好的节约能耗,且节能效率与流量变化大小有关.     

化工原理直管阻力和离心泵特性实验整合

介绍了化工原理直管阻力和离心泵特性曲线测定的相关情况,指出了这两个实验整合的可行性,并对整合后的实验装置及控制特色进行了简述,最后对整合实验装置的优点进行了总结.     

流量控制方式对离心泵停留时间分布的影响

采用脉冲示踪法研究离心泵的停留时间分布(RTD),将离心泵与等径等体积空管对比,定性描述了离心泵的返混特征,考察了泵前阀控、泵后阀控、转速控制对RTD的影响. 结果表明,RTD曲线呈单峰分布,泵内有死区存在,返混大于等径等体积空管,无因次方差为0.39~0.61;离心泵的返混程度既不靠近平推流,也不靠近全混流,受流量影响显著,随流量增大,返混显著减小. 3种流量控制方式对离心泵返混有一定影响,转速控制的返混情况明显大于2种阀控方式,2种阀控方式的影响较接近;随流量减小,流量控制方式引起的RTD差异更显著,3种方式的无因次方差的最大相对偏差达13.6%.     

喷动流化床气相旋流流场的数值模拟及试验

基于Fluent软件,采用标准k-ε双方程模型对喷动流化床内气相旋流流场进行了数值模拟,获得了有利于造粒和包衣操作的流动结构,并通过试验测量验证了预测结果的可靠性.该研究为喷动流化床的设计和结构优化提供了有价值的参考.     

双层桨搅拌槽内部流场的实验研究

运用计算流体动力学（CFD）方法对双层桨搅拌槽内部流场进行数值模拟。考察了流体在不同桨叶类型、不同桨叶间距对搅拌槽内宏观流动场的影响。研究发现：流体在桨叶间距为150 mm的双层桨内部流场流动效果好。在此间距的基础上得出流体在六圆盘上斜叶桨的搅拌槽内比六圆盘直叶桨搅拌槽内混合效果好。     

不同密度流体介质对离心泵的性能影响

基于FLUENT数值模拟软件,利用有限体积法对雷诺时均Navier-Stokes方程进行离散,选用标准k-ε湍流模型,压力和速度耦合采用SIMPLEC算法,对5种不同密度流体在3种不同工况下分别进行数值计算,由数值计算结果分析得出离心泵内部三维流场随流体介质密度的变化而变化的规律。同时,将5种情况下的预测扬程和效率进行对比分析,得出不同密度流体对离心泵外特性的影响情况。相同流量下,随密度增大,离心泵的轴功率增大。这对于输送不同密度介质时离心泵内流体流动状态的变化以及离心泵性能的变化起到了指导作用。     

搅拌槽内液-固两相体系的数值研究(Ⅱ)临界搅拌转速的预测

The critical impeller speed, NJS, for complete suspension of solid particles in the agitated solid-liquid two-phase system in baffled stirred tanks with a standard Rushton impeller is predicted using the computational procedure proposed in Part Ⅰ. Three different numerical criteria are tested for determining the critical solid suspension. The predicted NJS is compared with those obtained from several empirical correlations. It is suggested the most reasonable criterion for determining the complete suspension of solid particles is the positive sign of simulated axial velocity of solid phase at the location where the solid particles are most difficult to be suspended.