混流泵瞬态水力性能试验研究

介绍了适用于水泵瞬态试验的设备，试验装置以及试验方法，通过对一台蜗壳式混流泵的试验，给出了水泵开机过程，关机过程和瞬时调阀过程的特性曲线，并对结果进行了初步讨论，为进一步进行水泵态瞬态特性理论研究和进行适合于瞬态工况工作的水泵的设计优化打下基础。     

混流泵停机过程的瞬态水力特性分析研究

针对混流泵在不同转速下停机过程中的瞬态水力特性进行了试验研究,并对试验结果进行了讨论。介绍了用于瞬态水力性能测试的试验设备以及试验方法,不同转速下停机过程的瞬态水力特性,并尝试用三次多项式拟合的方法模拟停机过程的流量-扬程曲线。试验结果显示了在停机瞬间泵的流量和扬程迅速下降,管路能量亦急剧降低,但在这一过程中无噪音和气泡产生,由此提出了瞬态工作泵的停机阶段操作方法。同时,试验结果亦显示了三次多项式拟合曲线与实际测量曲线能基本符合。试验和计算结果可在瞬态工作特性方面为瞬态离心式水泵的设计和实际使用打下基础。     

高比转数蜗壳式混流泵的设计与试验

采用线性分布的轴面流线速度环量和叶片角度变化规律来设计叶轮,采用圆弧翼型进行固定导叶的设计,蜗壳断面采用非对称断面,进而设计了一叶片可调比转数为564.3的蜗壳式混流泵。应用FLUENT对该泵的内部流动进行了数值模拟并根据模拟结果进行了能量性能预测。内流模拟结果显示该泵内部流动均匀,性能预测结果表明该泵可以满足设计要求。真机性能测试表明该泵在叶片角度为0°时最高运行效率达85.76%,在设计点运行效率要比设计要求高约3%。研究结果对于更高比转数蜗壳式混流泵的设计具有比较重要的指导作用。     

混流泵管路负载快速变化过程瞬态特性的试验研究

针对混流泵在出口管路负载快速变化过程中的瞬态水力特性进行试验研究，并对试验结果进行讨论。详细介绍了同时适合于水泵稳态和瞬态水力性能测试的试验设备以及试验方法，介绍多个转速下的稳态性能试验和在多个转速下进行的快速调阀的瞬态试验。试验结果显示快速调阀的瞬态过程的特性与稳态运行时存在着明显的区别，对于在瞬态工况下运行的水泵，其设计以及水力性能预测都不能完全按照通常的稳态理论进行。     

混流泵启动过程进口流动特性的数值模拟

通过建立包括叶轮、导叶、蜗壳、阀门、稳压罐及管路在内的全三维闭合回路模型对混流泵启动过程进行数值模拟,分析了启动过程进口回流的形态及形成原因,研究了回流的轴向长度、轴向速度和圆周速度的分布以及轴向截面回流量、回流面积的变化.研究结果表明,数值模拟与试验结果基本一致,数值计算方法较为可靠.叶片吸力面的流动分离和叶顶间隙泄...     

混流泵开机过程瞬态水力性能的数值计算

对两台不同大小的混流泵开机过程的瞬态水力特性进行了数值计算，通过建立基于混流泵内特性的瞬态水力性能解析方程并与瞬态条件下的管路特性方程联立进行数值求解，获得混流泵开机瞬态水力性能的计算结果。将两台混流泵的数值计算结果与对应试验结果进行了比较，计算结果与试验结果能较好吻合，说明该数值计算模型能够较好的应用于开机过程混流泵瞬态水力性能的预测。     

混流泵叶片角对性能的影响

根据对已有的试验结果的分析，提出了混流泵叶片角对效率η、轴功率系数、叶轮出口绝对液流角、阻力系数和摩擦系数等参数的影响表达式，这可为进一步研究混流泵性能提供了理论依据。     

引江济淮蜀山泵站立式混流泵装置模型试验分析

为确保蜀山泵站的水泵选型合理、泵装置水力性能优异,采用模型试验方法测试了立式混流泵装置在不同叶片安放角时的能量性能、汽蚀性能、飞逸特性,并进行了进水流道的压差测流试验。结果表明：蜀山泵站泵装置模型最高效率为85.30%,对应流量为326.12 L/s、净扬程为11.38 m、叶片安放角为-2°;设计工况叶片安放角为+1°,在此角度下,设计净扬程12.7 m对应的泵装置效率为84.60%、单机流量为43.37 m³/s、临界汽蚀余量为8.9 m,最低净扬程6.7 m对应的泵装置效率为72.47%,最高净扬程14.5 m对应的泵装置效率为81.63%;在最高净扬程14.5 m、叶片安放角-6°时,泵装置原型的最大飞逸转速为电机额定转速的1.91倍。     

采用不同湍流模型计算贯流风机内流场的比较分析

以二维贯流风机模型为研究对象,采用4种不同的湍流模型(RNG k-ε,RSM,DES,LES)进行非稳态计算,通过比较内流场瞬态速度和瞬态涡量分布以及沿叶轮外圆周的时间平均速度和时间平均总压分布,确定了不同湍流模型对内流场计算的差异,为数值模拟研究贯流风机内流场提供参考。     

混流泵径向间隙对内部非定常流场影响的分析

采用调整混流泵径向间隙的方法,设计了蜗壳基圆直径为280、290、300mm的计算模型,并对其进行了定常和非定常计算.通过对3种模型进行非定常数值计算,得到了不同基圆直径混流泵的压力脉动特性并对其进行比较分析.结果表明:叶轮旋转时叶片和隔舌的动静干涉作用导致蜗壳近壁面各监测点的压力脉动具有明显的周期性;在相同流量下,径向间隙越小,监测点频域振幅越大;隔舌处监测点压力脉动幅度大于其他监测点幅度.对基圆直径为290mm的泵进行数值模拟与外特性试验研究,泵模拟效率为82.3%,试验效率为80%,模拟效率比试验效率高2.3%.对比两者结果可知:数值模拟的结果是可信的.     

轴流泵叶轮内部流场大涡模拟及分析

本文将大涡模拟与基于特征线的有限元分离算法相结合,对轴流泵叶轮内部流场进行了数值分析.为验证算法的准确性和可靠性,对NACA0012翼型在雷诺数Re=800下且攻角为20°时的绕流流动进行计算,成功得到了该流动的双解,计算值与直接数值模拟结果相符.大涡模拟计算得到的轴流泵外特性曲线与y试验数据基本吻合,特别在偏离工况下能较好地反映泵的能量特性,表明大涡模拟有较好的工程应用前景.分析了叶轮的进出口流场速度分布及叶片表面的压力脉动,发现小流量工况时叶轮轮缘附近存在叶道涡和较强的压力脉动,此现象与导水锥段收缩流道造成的叶轮进口轴向速度非均匀分布有关.     

熔体齿轮泵流量特性的理论分析

普通齿轮泵流量品质差,径向力大,不宜在熔体挤出对流量品质要求高的场合中应用,提出了一种适用熔体挤出的齿轮泵。应用数学分析和举例进行MTLAB软件模拟的方法,理论分析了熔体齿轮泵在4种不同齿数特征条件下的啮合位移,叠加运动规律和相应条件下流量均匀性;利用MATLAB软件模拟4种齿数条件下,流量脉动系数相应的变化规律。结果表明:当主动轮齿数Z1=4k时,其流量脉动系数及流量脉动频率与普通外啮合齿轮泵相同;当主动轮齿数Z1=4k+1和Z1=4k+3时,其流量特性基本相同,并且其流量脉动系数较普通外啮合泵有明显提高,流量脉动频率大约是普通外啮合齿轮泵的8倍;当主动轮齿数Z1=4k+2时,其流量脉动系数较普通外啮合泵有明显提高,流量脉动频率大约是普通外啮合齿轮泵的2倍。     

液力自动变速箱内置齿轮泵流量特性分析

液压齿轮泵为液力自动变速器自动换挡系统和润滑冷却系统提供油液,是整机工作的保证,对其正确建模具有重要意义。以ZYBX4451型液力机械自动变速箱的设计为依托,该自动变速器内置一对外啮合液压齿轮泵,根据其结构特点、工作原理及性能特征,并通过对比分析普通外啮合齿轮泵和多齿轮泵的特性,搭建多齿轮泵的数学模型,对其进行流量特性分析。搭建试验台架,对齿轮泵性能进行试验研究,以验证理论分析的准确性。通过对比容积效率可知,所搭建数学模型的准确性,为此类变速箱齿轮泵的设计提供参考依据。     

航空燃油离心泵内流特性分析

针对航空发动机燃油离心泵内流特性研究,采用雷诺平均方法和滑移网格技术,在多工况下进行数值模拟,得到了内部流场细节和压力流量曲线.结果表明:由于流体绕过叶根时加速,可能出现局部低压区并导致气蚀;随着流量的增大,叶轮中相对速度增大,根据速度合成法可知,叶轮边缘出流速度随之减小,最终导致泵内静压降低;随着转速的提高,泵内速度...     

离心泵内流场计算及空间导叶内流动分析

以带有空间导叶的离心泵为研究对象,通过CFD方法,在三种工况下,对包括吸入室、叶轮和导流壳在内的全三维湍流场进行数值计算,获得了导流壳内的速度分布和压力分布.结果表明:导流壳能很好地将叶轮中流出的流体的动能转化为压能,并消除速度的圆周分量;在0.8Q工况下,空间导叶的进口冲角增大,容易在空间导叶背面产生流动分离,造成水力损失增加;在1.2Q工况下,空间导叶的进口接近无冲击入流,在进口处流速分布较均匀,其内部未发生流动分离现象.此计算结果可以为试验研究和模型优化提供参考.     

双吸双流道泵固液两相流动特性分析

为研究双吸双流道泵的固液两相流动规律,本文基于CFD性能预测方法,计算泵在不同沙粒直径、不同沙粒浓度、不同流量工况的内部流动规律与外部特性曲线,并与单相流进行对比分析。研究结果表明:含沙多相流,流道中的压力梯度更大,压差分布更明显;流道内的脱流损失更严重,漩涡区域更明显,叶轮出口与蜗壳进口的动静耦合作用更剧烈;固相颗粒主要集中在叶轮的上下盖板处以及靠近蜗壳出口侧的流道区域;叶轮流道进口处的颗粒相对较少,出口处的颗粒相对较多;颗粒直径的变化对固相的离析作用明显,随着泥沙直径与流量的增大,泵的进出口总压差减小,随着泥沙浓度的增大,泵进出口总压差增大。     

摆线泵流量特性分析及计算机仿真

根据摆线泵的啮合线方程,建立了用几何法求解摆线泵的瞬时流量、排量、流量脉动率的数学模型.应用Matlab/Simulink仿真工具对泵的流量特性进行了仿真,作出了泵的瞬时流量变化曲线,并分析了影响流量脉动率的因素.     

叶顶间隙对低比转速混流泵性能及内部流场影响的数值研究

为了解叶顶间隙对低比转速混流泵性能及内部流场的影响,选取无叶顶间隙和叶顶间隙δ分别为0.25 mm、0.75 mm和1 mm共四种方案,基于ANSYS-CFX对一比转速为149的混流泵进行了全流道数值模拟。计算域采用ICEM-CFD和TurboGrid进行结构化网格划分。利用Tecplot对计算结果进行处理,得到叶顶间隙对外特性参数、轮缘泄漏、流道中心S2流面流场等的影响。结果显示,叶顶间隙对大流量工况（1.25Q_d和1.5Q_d）下性能参数的影响大于小流量工况（0.5Q_d和0.75Q_d）,且效率减小量与叶顶间隙变化量的比值（Δη/Δδ）和相对流量m之间近似呈二次抛物线关系;当间隙为0.75 mm时,随着流量的增加,在叶轮流道进口附近形成的旋涡逐渐向出口方向移动,且旋涡强度及其对主流的影响范围均增大;当间隙进一步增大到1 mm时,泄漏流和主流之间发生了更为严重的卷吸效应。     

基于ANSYS CFD的离心泵内部湍流数值模拟分析

叶轮是泵的核心部位,离心泵的性能参数主要包括流量、流体流速及压力,压力特性曲线的走向与叶轮的设计有重要的关系.观察离心泵的有限元分析曲线,可以准确、直观地得到叶轮内部流体的流速、压力曲线分布及内部受力情况.为了分析离心叶轮内液体流动特性,采用扩展的标准k-ε湍流方程与Smplec算法,应用流体动力学软件Fluent,对...