汽蚀对离心泵性能影响的实验研究

离心泵长时间运转后,会出现危害严重的汽蚀现象,造成泵性能下降,严重时影响泵的效率、寿命,甚至造成离心泵内部部件损坏。文章通过改变进口压力的方法对单泵、双泵并联、双泵串联等工况下汽蚀对离心泵性能影响进行实验研究。结果表明:当进口压力小于输送液体的饱和蒸汽压时,液体开始发生气化并伴随气泡产生,表明泵内发生汽蚀;汽蚀初期离心泵的效率开始下降,但表现不明显;随着汽蚀不断增大至严重汽蚀区时,Q 1~η曲线出现陡坡,效率出现明显下降并伴随嗡响。实验证明采用提高泵的进口压力等措施可适当减小汽蚀对泵性能的不利影响。     

气液条件下离心泵的气相分布特性分析及性能预测

以气液混输离心泵作为研究对象,采用N-S方程和欧拉-欧拉模型,对进口含气率为1％到10％时的气液两相流工质条件下进行全流道数值模拟,计算求解时采用混合网格对流体域进行离散,分析不同含气率下的外特性变化情况和叶轮流道的气相分布情况.结果表明:随着进口含气量的增加,泵的扬程和效率都有所降低,并且含气率越大,性能下降越快,气...     

基于CFX的中比转速离心泵的性能特性预测

以一给定参数的具有扭曲叶片的中比转速离心泵为研究对象,对其进行水力设计。使用UG NX6.0软件对其三维建模,将由UG导出的parosolid格式的三维流体域模型导入到CFX的网格划分工具ICEM CFD中进行网格划分,采用ANSYS CFX12.1软件对其内部流场进行数值模拟及性能预测,得出离心泵在设计工况及几个典型的非设计工况点的扬程、轴功率等反映离心泵外特性的数值计算结果。该泵流量-扬程、流量-效率曲线符合离心泵的一般规律,可为设计人员提供重要的优化及设计参考。     

湍流流动计算在管道式离心泵性能预测中的应用

本文在双参考系下,选用标准κ-ε湍流模式,利用有限控制体积法对雷诺平均Navier-Stokes方程进行数值离散,采用Simple方法求解,对实际的管道式离心泵产品在不同工况下进行了三维粘性数值模拟。根据数值模拟的结果,分别分析了泵吸水管、叶轮和涡壳内的压力分布和速度分布,计算了泵的扬程、轴功率和效率,并与试验进行了对比,验证了计算方法的可行性。本文的工作对离心泵性能预测和优化设计具有重要意义。     

离心泵叶轮内部清水流动实验研究

利用二维激光测速计测量了小出口角离心泵输送清水时最优和小流量工况叶轮内部流动.实验表明，在叶片吸力面没有很宽的尾流，压力面也不存在射流，叶轮内部流动与射流/尾流模型不符合.     

基于数值模拟的管道离心泵水力性能及能量耗散研究

采用雷诺时均的方法,基于SST k-ω湍流模型,开展了管道离心泵能量损失可视化的数值模拟研究。计算结果表明：叶轮内高压主要分布在叶片出口边,蜗壳内压力主要分布在隔舌和出口通道;管道离心泵的能量耗散中脉动熵产占主导地位,设计工况下管道离心泵的能量耗散最低,小流量工况的能量耗散是设计工况的3.4倍,大流量工况的能量耗散是设计工况的2.9倍;叶轮进口边、压力面、出口边以及间隙处能量耗散最大,蜗壳隔舌和出口通道内能量耗散最大。研究成果对同类水泵的低能耗设计提供了参考。     

水温对离心泵气穴性能的影响

<正> 一、前言在离心泵的过流部位内,当局部地区的静压下降到当时水温相应的饱和蒸汽压力之后,水就发生汽化,这种现象叫气穴。可见气穴现象是水的沸腾现象,也就是热力学的现象。因此,水在热状态下的性质,象压力、温度、气化潜热以及比热等必然会对气穴现象产生影响。为说明热力学对气穴性能的影响(在NPSH一定时,高温有利于气穴的减轻),斯达尔(Sthl)等人首先提出了系数B。从那以后,发表了很多研究成果。其研究内容大多是水以外的液体,发展了象丁烷、苯、甲醇、氰11、液态氢、汽油等多种液体的气穴予测方法,並且推导出了许多不含有系数B的气穴判别式。然而,本文只介绍在以水为研究对象时,温度对气穴性能的影响。首先说明一下最先使用的系数B。     

转速改变时离心泵性能的变化

用阀门调节流量是常规的流量控制方法,但是,为了达到降低能量消耗的目的,可以改变原动机转速的办法来代替它。由于现代电子式转速控制装置的发展,使这种方式不仅适用于大型泵,而且也可应用于中、小型泵,对于这一类转速变化范围很宽的泵,通常要求能预测它的性能。本文导出了回流损失的计算公式,提出了一个新的泵性能的换算方法。在额定转速下,由泵性能试验确定各种损失,然后换算出其它转速下的各种损失。性能试验是在三种不同比转速的泵上进行的,并与计算值作了比较。     

离心泵变角调节研究及节能分析

目前,国内离心泵工作点的调节方法主要是采用变速调节和变径调节法,但是变速调节和变径调节都有一定的调节范围,在某些情况下并不能完全满足要求。针对中小型离心泵站和灌排两用离心泵站,提出了利用变角调节来改变水泵运行工况的方法。根据离心泵的水流运动特点及叶轮进口相似三角形的关系,推导出了离心泵的流量数学模型。以山西省某供水工程和天津某灌排两用离心泵站为例,通过改变叶片的入口安放角,达到调节水泵运行工况的目的;同时,针对天津某灌排两用泵站的实际情况进行了节能分析。分析结果表明:变角调节后可以减少能耗,提高工程的经济效益。     

中比转速离心泵叶片穿孔空化性能分析

为分析叶片穿孔对泵空化性能的影响,该文以中比转速(n_s=129)离心泵为研究对象,通过设计不同穿孔直径(D=2,3和4 mm)及穿孔角度(α=-25°,5°,35°和65°)的12种叶片头部穿孔方案,在初生空化和临界空化工况下,对中比转速离心泵进行数值模拟计算。研究发现：空化工况下穿孔方案对离心泵扬程和效率影响不超过1%,叶片进口端穿孔可以平衡叶片工作面与吸力面压力差,将各流道单个低压区阻断为两个,有效改善叶轮内压力分布,减小叶轮叶栅切面气泡体积分数并抑制空泡产生;适当的穿孔角度与穿孔直径搭配方案在初生空化和临界空化工况下均有益于提升离心泵抗空化性能,研究得出的最佳穿孔方案为方案H(D=3和α=35°)、方案I(D=4和α=35°)和方案J(D=2和α=65°)。     

升力做功对离心泵水力性能的影响

分别用试验研究和数值模拟手段对离心泵内升力做功对其水力性能的影响展开了研究。研究结果表明：离心泵叶轮在相同半径下,叶片工作面的压力与吸力面之间存在压力差ΔP,由此产生升力,且随着流量的增加升力做功逐渐减小;离心泵内升力做功和离心力做功共同决定着其外特性曲线,其中,升力做功最大可达到离心力做功的90%左右,占总扬程的46%左右;在不同工况下,离心力做功基本不变,升力做功的变化则较为明显,这就决定了其外特性曲线的变化趋势。对理论计算与试验结果进行了比较,两种结果相互吻合,验证了数值模拟的正确性。     

离心泵叶轮设计参数对性能的影响

水泵叶轮的设计参数对性能有直接的影响，水泵的叶片数Ｚ取５～６片、叶片出口角β２取３５°～４５°时水泵性能较为理想，叶片出口直径Ｄ２从２８４ｍｍ切割到２６６ｍｍ时，实测性能大部分比计算的性能低，叶片出口宽度ｂ２取决于额定流量，轮毂比Ｒｂ取决于泵的扬程和功率，水泵的转速ｎ、叶轮入口直径及叶片入口宽度取决于泵的汽蚀性能，叶片入口端位置对泵的性能影响不大。欲获得较理想的水泵性能，必须综合考虑这些因素的影响，选择最佳的参数组合，以求设计出性能优越的离心泵。     

引黄灌区含沙水流对离心泵性能影响试验

引黄灌区输送的水通常会含有大量的泥沙因而形成水泵的浑水输送情况.为了研究引黄灌区内含沙水流对离心泵性能的影响,选取黄河泥沙中值粒径为0.043、0.0517、0.0963 mm,泥沙含量0～8 kg/m3的水流室内抽水试验并测量流量、水泵进出口压力、电机输入功率、水泵转速、水温及含沙量等数据.试验结果表明:水流中的泥沙...     

抽送黏性液体对离心泵性能的影响

离心泵抽送黏性液体的重要性仅次于抽送水,对离心泵抽送黏性液体时性能曲线变化的试验结果进行了详细分析,总结出由抽送水的泵的性能曲线修正预测抽送黏性液体的泵的性能曲线的方法,同时提出抽送黏性液体的泵在设计中应采取的有效措施。     

基于CFD的离心泵叶轮水力性能优化

离心泵已广泛应用于工农业生产生活中,因此其效率的提升对于满足实际需要和节约能源有着非常重要的意义。为了解决某型号离心泵叶轮出口部位的少量紊流,为该离心泵叶轮添加了5个短叶片,以求减少紊流、改善叶轮出流状况、保护固定导叶,并达到进一步提升效率的目的。将添加短叶片前后的离心泵基于SST模型进行流场模拟,并绘制出Q-η曲线进行比较,然后将设计工况下添加短叶片前后的压力云图、速度流线图与实际试验数据进行比较分析。结果发现,在添加短叶片后,叶轮出口部位的紊流明显减小,液流更加均匀,效率也得到了一定程度的提升。试验结果可为该型号离心泵的优化和效率的进一步提升提供一种新的思路和理论参考。     

水轮机性能预测及运行优化分析

水文和环境条件发生较明显变化时,不仅会导致水力发电机组的效率降低,同时也会影响到水电机组的安全稳定运行。为此,采用CFD方法模拟现有机组效率,并与实测数据做比较,在验证CFD方法可靠性的基础上,对现有机组运行工况进行优化,预估其效率等特性,这不仅对电站安全经济运行具有重要意义,同时为电站技术改造提供了参考数据。     

叶片包角对高比转速离心泵水力性能的影响研究

高比转速离心泵流道宽大,包角的大小将直接影响其水力性能。基于N-S方程和RNG k-ε湍流模型,对5种不同的叶片包角模型在多种工况下分别进行了数值模拟计算分析,以对不同包角下的外特性变化趋势、叶轮内部的三维流线以及湍动能变化规律进行研究。研究结果表明:(1)随着叶片包角的增大,离心泵的最高效率点表现为先增加后减小,扬程随着流量的增大而下降,当包角增大到一定限值时,下降的幅度最为明显;(2)离心泵叶轮流线在相同的流量下,随着叶片包角的增大,流线愈发平顺光滑且越趋于叶片线型时,叶轮的总压随包角的增大而逐渐减小;(3)在设计工况下,低速区主要集中在叶轮进口的叶片工作面处,随着叶片包角的增大,湍动能逐渐减小;(4)当叶片包角在110°附近时,该泵的水力性能即达到最优。研究结果可为今后对高比转速离心泵的研究提供一定的参考。     

多级离心泵吸水室水力特性及优化研究

多级离心泵的吸水室将进水口水流引入首级叶轮进口,其水力性能对多级离心泵有着重要的影响。文中在对原设计方案的水力性能仿真及分析的基础上,提出了不同的改进措施,优化方案一将底部的回流区域压缩,优化方案二在一的基础上将底部圆型改为ω结构进一步压缩回流区域,同时引导水流平顺过渡,方案三在水流拐角处添加导流栅,以吸水室出口的速度分布均匀度为指标对三种方案的出口进行了对比分析。计算结果表明:原设计及优化方案一、二、三的断面均匀度分别为50.38%、56.15%、63.94%、76.57%,优化方案较原始方案均有较好的提高;在文中的计算结果内仅调整结构型线远不及整流措施效果明显。研究成果对指导多级离心泵吸水室的设计,提高多级离心泵的稳定运行有很好的参考意义。     

双吸离心泵空化性能试验验证与数值模拟

对一台双吸离心泵的能量特性和空化外特性进行了试验测量,基于SST k-ω湍流模型及Zwart-GerberBelamri空化模型对双吸离心泵内部流动进行数值模拟,计算得到的双吸离心泵扬程曲线、效率曲线及扬程随有效空化余量变化曲线与试验结果吻合较好。数值模拟结果表明:随着有效空化余量的减小,叶轮内低压区从叶轮进口处向出口处渐渐扩大,叶轮内空化沿叶片吸力面从叶片头部向叶片尾部逐渐发展,并集聚在叶片吸力面顶部附近;泵扬程下降的主要原因是叶轮内空泡的阻塞作用,并叶轮内空化发展到一定程度时叶轮流道内出现旋涡区,使影响叶轮内部流态,导致泵扬程突降。     

离心泵全特性试验研究

水泵的全特性是基于外特性理论计算水泵站过渡过程不可缺少的原始资料之一.美国、日本、加拿大等国曾做过几台泵的全特性试验.国内也曾做过水泵水轮机的全特性试验,仅上海水泵厂用定转速法做过一台离心泵的全