旋转喷射泵叶轮内部流动的研究

作者介绍了通过计算出叶轮的理论扬程 ,采用软件GAMBIT里建立的旋喷泵叶轮流道模型 ,对其应用流场分析软件FLUENT ,基于N S方程 ,利用Standard湍流模型以及SIMPLEC算法 ,对旋喷泵叶轮内部流动进行了一些研究。并分析了叶轮内部流道的流动规律     

旋喷泵的效率分析及集流管的水力设计

通过分析得出旋喷泵在小流量和高扬程工况下运行时，效率高于多级泵和高速泵，在研究旋喷泵集流管与叶轮匹配及集流管扩散段损失的基础上，给出了设计扩散管水力参数的公式。     

旋喷泵叶轮及内部流场的数值研究

对由矩形流道叶轮、复合式叶轮与大包角后弯叶轮组成的旋喷泵进行全流道数值模拟。研究发现,矩形流道叶轮的压力、速度分布都较均匀,泵的扬程、效率均能达到要求;后两种形式的叶轮的压力梯度分布不均匀,出口处压力分布不理想,速度分布也不均匀。速度分布的不均匀反映出内部流动的不平稳,有回流和大旋涡产生,效率很低。因此,旋喷泵的叶轮选择矩形流道的叶轮较好。     

基于CFD技术的部分流泵几何参数对其性能的影响研究

根据叶片泵基本方程,推导出考虑叶片滑移时叶轮外径及叶片数与部分流泵扬程的关系式,并对部分流泵进行水力设计。首先建立部分流泵的三维模型,再利用CFD技术,基于RANS方程,采用标准k-ε湍流模型,对其内部三维流动进行数值模拟。模拟结果显示,部分流泵随着叶轮外径从279 mm到287 mm变化,其扬程和效率都有所增大,但增大的幅度较小;当叶轮外径从287 mm到289 mm变化时,其效率出现下降。部分流泵静压分布均匀合理;改变叶轮的叶片数,随着叶片数从8、10、12变化,部分流泵的扬程和效率也相应增加。通过数值试验,模拟结果与理论推导相符。     

离心泵叶轮的优化设计

论述了以泵的能量损失最小为目标函数,以叶轮叶片出口宽度,出口角,直径为设计变量的泵叶轮的优化设计模型及优化计算方法。通过优化,获得了满足一定扬程和流量的最优参数组合。     

液体黏度对旋流泵性能和流动的影响

采用计算流体力学方法研究比转速为76的定型产品32WB8-12型电机直联旋流泵输送水和不同黏度黏油时的水力性能和内部流动,分析液体黏度对性能曲线、泵水力损失、泵腔内部液体平均旋转角速度的变化,给出3个工况下流量、扬程、效率和叶轮圆盘摩擦损失修正系数与叶轮雷诺数的定量关系式,并与离心泵输送黏油试验数据和现有修正系数换算方法进行详细对比。结果表明:与离心泵相比,旋流泵的叶轮圆盘摩擦损失占轴功率的百分比最多为5%,属低叶轮圆盘摩擦损失泵;液体黏度对流量和效率修正系数影响较小,对扬程修正修正系数影响较大;当叶轮雷诺数不低于1×104时,旋流泵可维持较佳水力性能,适合输送黏度较高的液体;泵腔内存在环流涡,其位置和大小、液体平均角速度大小同黏度有关。     

动叶轮叶片数对多相混输泵水力性能的影响

为了探究动叶轮叶片数对多相混输泵外特性、做功性能和水力特性的影响规律,基于欧拉非均质流模型,利用CFX软件对不同动叶轮叶片数下的多相混输泵在多种流量工况、入口含气率10%的条件下进行数值计算。研究发现:流量在90 m3/h及以下时,动叶轮叶片数对扬程和效率的变化趋势影响相对较小,而随着流量的增加,四叶片动叶轮会使混输泵扬程和效率的下降程度增大;当动叶轮叶片数为3时,多相混输泵的外特性、叶片表面静压分布、载荷分布和水力特性等均优于动叶轮叶片数为4时的性能。本文的研究结果可为多相混输泵动叶轮叶片数的选择提供参考。     

喉部面积对切线泵性能的影响

为探讨喉部面积对切线泵性能的影响,选取切线泵WG211为研究对象, 利用CFD技术对5组不同喉部直径的切线泵内部流动进行三维定常数值模拟,计算得到不同喉部面积的切线泵在不同流量工况下的扬程和效率,并绘制流量-扬程和流量-效率曲线,最后对不同流量工况下喉部处的速度进行对比,分析截止流量产生的原因和流量系数的取值。研究发现:当切线泵的喉部直径由0.7D_d到1.3D_d变化时,在其设计工况下泵的扬程基本保持不变,其工作范围明显变大;效率随着流量的增大先增大后减小,在截止点附近效率达到最大值;截止点之后的扬程出现急剧下降是由于喉部处的速度大于叶轮外径的圆周速度,并且叶轮外径的圆周速度急剧减小,导致扬程急剧下降;通过对喉部直径为0.85D_d、D_d、1.15D_d的切线泵最优效率点附近的流量系数进行分析,认为切线泵流量系数的取值应在0.75~0.8为宜。     

气-液两相条件下叶轮开孔对高速离心泵的影响

基于计算流体力学（CDF）对Q5H26型高速离心泵进行数值模拟分析，验证CFD数值模拟预测泵的水力效率和扬程的方法的可靠性，研究气-液两相条件下叶轮开孔泵在不同入口含气率对其效率和扬程的变化规律。结果表明:入口含气率在10%以下时，开孔后泵的扬程和效率均略低于初始泵；入口含气率达到10%时，开孔前后扬程和效率基本持平；入口含气率超过10%，开孔后的泵的外特性性能超过初始泵。对于气-液两相条件下的高速离心泵，当入口含气率超过10%时，使用开孔叶轮可有效提高其扬程和工作效率。     

非定常固液两相流对双流道泵磨损性能的影响

基于Mixture多相流模型和RNG k-ε湍流模型,应用Fluent软件对双流道泵内非定常固液两相流进行了数值模拟,并分析了两相流对双流道泵磨损性能的影响。结果表明：泵的扬程和效率均随时间变化呈现正弦性规律;固相颗粒主要集中在叶轮前、后盖板和蜗壳进口前壁面处;叶轮后盖板中间凸起部位发生严重冲击磨损,其他区域均发生滑动磨损;蜗壳壁面均发生滑动磨损,而隔舌部位发生较为严重的冲击磨损。研究结果可为双流道泵的性能预测和优化提供一定的理论支撑。     

提高抽送黄河水用泵寿命的重要途径

从保证抽送黄河水用泵的寿命和工作可靠性出发，提出了抽黄泵性能参数选择的原则：限制抽黄泵的单级扬程Ｈ；限制抽黄泵单组扬程Ｈ与转速ｎ的乘积Ｈｎ值。并给出抽黄泵参数的Ｈ·ｎ－Ｑ关系曲线和泵的比转速ｎｓ与单级扬程Ｈ的关系曲线。     

集流管结构对旋喷泵外特性及尾流影响

针对集流管结构严重影响旋喷泵性能这一问题,本文以专用的旋喷泵开式试验台和5种安装不同结构集流管的模型泵为研究对象,分析了集流管结构对旋喷泵内、外特性影响.数值计算为避免各向同性涡粘假设,选择雷诺应力RSM linear pressure-strain模型,将数值计算结果与试验结果对比以验证其可信度.结果表明:试验泵集流...     

离心泵几何参数对扬程综合影响的灰色理论分析

离心泵几何参数对扬程的影响,应当侧重于综合影响的研究。采用灰色理论分析了离心泵几何参数对扬程的综合影响,通过大量计算提出了这些参数对泵扬程的影响排序结果。计算结果表明,在这些几何参数中,叶轮出口直径对扬程影响最大,叶轮出口宽度影响最小,进口直径、叶片出口角和叶片数依次地位于它们之间。这种方法对其它工程项目方案的研究具有重要的实际意义。     

固相体积分数对泵性能影响研究

针对脱硫泵在输送固液两相流介质时存在的磨损严重、效率不高的状况,采用混合多相流模型和修正的k-ε湍流方程对脱硫泵内部流场进行了数值模拟,得到了泵内固体相的颗粒分布和运动规律以及不同固相体积分数与泵扬程、效率的关系曲线。结果表明:固体颗粒主要分布在叶片工作面和后盖板面,加剧了叶片和后盖板的磨损速度;固体颗粒在工作面上的相对速度较背面大,工作面和后盖板相交的棱角处颗粒浓度大且颗粒以一定的速度与叶轮发生摩擦,容易导致叶轮局部磨损;随着固含量的增加,泵的扬程、效率下降明显,而轴功率趋于稳定,说明脱硫泵的运行存在一个最佳输送浓度。     

旋流泵不同流道参数对性能影响的数值分析

在计算模型采用分块非结构六面体网格划分基础上,运用雷诺平均N-S方程和标准的k-ε双方程湍流模型,结合SIMPLEC算法,利用Fluent软件,对旋流泵不同叶片宽度、叶轮外径与壳体的间隙进行数值模拟,并分析其对泵扬程和效率的影响,总结出旋流泵的最佳流道参数.     

国防科技简讯

高速泵中国运载火箭技术研究院北京航天石化技术装备工程公司研制开发出立式(GSB-L)和卧式(GSB-W)两大系列高速泵。该两大系列高速泵单级扬程高达1900米,采用完全开式直线辐射状叶轮     

基于代理模型方法的串列泵优化设计

针对叶轮机械传统优化设计周期长、优化效率低等不足,提出了一种基于代理模型的优化设计方法,并应用于串列泵的优化设计,分析了关键设计参数对串列泵性能的影响。选择首、次级叶轮叶片安放角和相位角作为优化参数,选择效率和最小轴向截面平均压力系数作为优化设计目标函数,用来表示串列泵的外特性和空化特性。采用不同的方法建立代理模型,并采用敏感度分析方法和Pareto front方法进行参数影响分析和最优点的选取。采用数值计算的方法对优化后的串列泵外特性和空化特性进行验证,得到结论如下:提出的方法可以较好地应用于串列泵的优化设计,优化结果表明串列泵设计流量附近的效率和空化性能均得到提升。首、次级叶轮相位角对串列泵性能影响较小;首、次级叶轮叶片安放角对串列泵效率的敏感度之比和设计的载荷之比相同,首级叶轮叶片安放角是串列泵的空化特性的主要影响因素。     

绞吸式开采系统提升泵固液两相流的数值分析

针对绞吸式开采方法水力输送系统中的双流道提升泵内部规律尚不明确,在水力输送固液两相流中容易出现使用效果不理想、易磨损的问题,应用Fluent软件,采用Mixture模型、RNG两方程湍流模型和SIMPLEC算法对提升泵在不同颗粒密度和体积分数下内部的流场进行了数值计算和对比分析,计算结果显示：随着颗粒密度和颗粒体积分数的不断增大,涡壳内的颗粒向外周壁积聚,而叶轮内颗粒由叶轮背面向叶轮工作面转移,固液两相离析加剧,泵的水力效率降低,扬程减小;同时,颗粒体积分数对泵效率的影响存在一个极大值点,体积分数低于15%时随体积分数增大而增大,增幅缓慢;当体积分数高于15%时,泵的效率随颗粒体积分数增大而降低.     

余热排出泵小破口失水事故空化特性数值分析

为研究小破口失水事故工况下余热排出泵内部空化流动特性,基于Rayleigh-Plesset方程的混合物均相流空化模型和剪切应力运输SST湍流模型,对余热排出泵高温高压环境下叶轮内空化流动进行全流道数值计算。根据计算结果获得了余热排出泵小破口严重事故工况下扬程和效率的衰减曲线及空化发生的初始压力,捕捉到泵内空化的发生、发展过程。研究结果表明:当环境压力降低至大约1.15 MPa时,叶片吸力面进水边靠近前盖板处开始出现空泡,随着环境压力的降低,空泡分布区域及空泡体积分数不断扩大;当压力降低至1.143 MPa时,叶轮内部最大空泡体积分数达到50.17%,严重空化时,叶片工作面会有空泡聚集并造成叶轮流道严重堵塞致使泵扬程急剧下降。通过分析空化发生的状况得出空化发生的初始压力,为余热排出泵的设计提供一定的参考。     

基于ANSYS workbench的叶轮泵装配体线性静力结构分析

叶轮泵是常用的一种泵,借助ANSYS workbench建立了叶轮泵装配体模型,建立了接触约束,对该装配体进行了线性静力结构分析,得到了叶轮以及环轴孔泵的外壳在使用中的受力变形和应力分布情况,为后续叶轮泵可靠性分析提供参考.