液体射流泵空化流动特性分析

为分析工作液压力及流速、安装高度对液体射流泵空化流动的影响,应用Realizable k-ε湍流模型结合SchnerrSauer空化模型,对面积比为4的液体射流泵进行研究,并通过与试验数据进行对比,验证了模型的有效性。计算结果表明：射流泵工作液压力及射流速度从196 kPa、22.60 m/s提高至462 kPa、33.87 m/s,初生流量比到极限流量比的工况范围明显减小,从0.234降至0.108;射流泵安装高度从3.0 m降低到-2.0 m时,初生流量比从1.250增加至1.713,极限流量比从1.435增加至1.907。较大的工作液压力及流速会加快空化初生到极限空化的发展过程,实际应用时可通过降低射流安装高度减免空化发生。研究成果可为分析液体射流泵空化影响因素,减免空蚀破坏提供依据。     

泥浆射流泵冲蚀磨损特性

为了研究泥浆射流泵的冲蚀磨损特性,基于欧拉-拉格朗日方法对泥浆射流泵内部的固液两相流动开展了数值模拟,重点对泥浆射流泵内部液固两相流的冲蚀磨损规律进行了研究。结果表明：泥浆射流泵喉管进口和喉管中后段是产生冲蚀磨损的主要部位,吸入室和扩散管未产生明显冲蚀磨损。颗粒质量流量从1 kg/s增大到1.8 kg/s时,泥浆射流泵最大冲蚀速率增大了93.7%;泥浆流速从2 m/s增大到5 m/s时,最大冲蚀速率增大了11.48倍;颗粒直径从200μm增大到450μm时,最大冲蚀速率先减小后增大。相较于颗粒质量流量和颗粒直径,泥浆流速对射流泵内表面的冲蚀磨损影响更大,但产生冲蚀磨损的主要部位不会随泥浆流速、颗粒质量流量和颗粒直径发生明显改变。研究成果可为射流泵的设计提供参考。     

液─液气射流泵基本性能及其修正系数的研究

研究得出了液—液气射流泵的基本性能方程，与国外同类资料作了类比，导出了模型中各修正系数的表达式，经试验证实了模型的正确性。实验还发现二相液气射流果与液体射流泵性能在极限工况上有很大的差异。     

核主泵静压轴封极限工况下运行可靠性研究

核电厂一回路主泵静压轴封现场运行期间,多次出现超出厂家运行技术要求的工况,由于缺乏主泵静压轴封运行参数影响机理研究,严重制约着轴封极限运行工况下的可靠性分析和评价。依托CPR1000核电机组100型核主泵双锥角静压轴封,提出一种流固耦合分析数值模型,系统阐述了极低压差、极限温度、内外锥角等关键因素对密封泄漏特性的影响机理。通过对极限工况运行可靠性进行研究,提出极限运行工况建议值,即压差不低于0.6 MPa,极限注入温度不高于100℃。可以为现场核主泵静压轴封极限工况下运行可靠性评价提供量化参考和指导。     

基于全空化模型的柱塞泵内空化流动数值模拟

针对典型斜盘式轴向柱塞泵工作时出现的空化现象,以某高压柱塞泵为例,建立了柱塞泵配流过程中,气液混合相的连续性控制方程和运动控制方程,推导了基于气液两相流的质量输运控制方程,并对柱塞泵进行了空化流动的数值模拟。仿真结果表明,不同的转速、压差和配流盘结构对柱塞腔内部、配流盘表面以及缸体与配流盘接触处的空化存在影响,且仿真结果与实验检测数据结果是吻合的。     

提高液氨泵机械密封使用性能的措施

对液氮泵在使用过程中机械密封的失效现象进行分析研究，参数核算，确定出失效的原因，由此确定出改造措施，在大庆天然气公司的液氮泵上应用，密封性能和使用寿命得到了提高，改善了工作环境，经济效益非常显著。同时也为解决易挥发性介质的密封问题提供了参考。     

汽蚀工况液体射流泵的实验研究

介绍了一种可用于有压管道自动定量加料装置的工作原理和试验研究方法。利用了液体射流泵在汽蚀工况下流量比不变的特征,通过实验研究了射流泵的形状及工作参数对其汽蚀流量比和装置效率的影响,对单级和双级射流泵的工作性能进行了对比实验,通过分析找到了合适的射流泵配比方案。研制了有压管道自动定量加料装置并进行了现场试验。     

气液两相流泵的研究进展

介绍了气液两相流动的主要计算模型,总结了现有两相流泵的特点,对有关两相流泵的流场分析,性能预测,试验研究及水力设计等方面的现有成果分别进行了综述,对应进一步深入研究的问题及研究中应遵循的一些原则进行了初步探讨。     

变工况机械密封的抗变机理分析

基于变工况条件下机械密封端面运动的实验,运用流体膜相变理论,讨论了机械密封在变工况条件下的密封失效机理,提出了解决因相变半径的突变带来的机械密封不稳定的方法,依据变工况汽液两相密封理论,设计了抗变机械密封,并讨论了变工况机械密封的抗变机理。     

不同工况下涡旋泵空化与性能的数值模拟

针对涡旋泵建立了含有实际间隙的三维流体域模型,采用CFD技术对其进行了三维非定常模拟,研究了不同转角下的内部流场,分析了不同工况下的泵内空化现象及其性能.结果 表明:由于涡旋泵结构特点和运动方式,导致泵的2个工作腔内的流动具有不对称性;在吸液末期和排液初期,工作腔内产生较高的压力脉动,严重影响泵的稳定性;在高压差的作用...     

定常及非定常射流泵性能及管道摩阻试验研究

探讨非恒定条件下射流泵性能及与频率有关的管道摩阻损失,并与恒定流进行对比试验。试验结果表明,在相同的条件下,非恒定流射流效率比恒定流效率高。在频率f=1～2Hz范围内,频率越高,管道摩阻损失越大。     

外啮合齿轮泵内部两相流动的数值模拟

应用动网格和气穴模型,对某外啮合齿轮泵进行三维数值模拟研究,分析齿轮泵的总体性能和内部流场特性,得出齿轮泵流量随进口压力减小的变化规律,模拟其内部气穴的产生、运输以及破灭过程。计算结果表明,在齿轮泵的工作过程中啮合处会产生气穴。若泵进口腔的压力较高,气穴就会随着工作液的填充而迅速消失,齿谷输送的工作液中不会包含气穴,齿轮泵的流量只会随进口压力的降低略微下降;若泵进口腔的压力过低,气穴不但难以消失,而且还会被齿谷输送走,导致齿轮泵质量流量迅速下降。齿轮泵进口压力越低,则输送的工作液中气体所占的比体积越高,质量流量下降越明显。     

前混合磨料水射流喷嘴内液固两相流的数值模拟

首先定性分析出在一定压力下，磨粒在等直径、不同圆柱段长度的喷嘴出口处存在一个最大速度；然后运用大型CFD商业软件Fluent6．1．18对在一定压力下，其他结构一定而不同圆柱段长度的不锈钢喷嘴内液固两相流进行数值模拟，得到出口处磨粒速度最大的最佳长度的喷嘴，并对该喷嘴内液固两相流速度分布规律进行了分析，为前混合磨料水射流切割机制研究提出了有意义的途径。     

固液两相流泵性能参数影响实验

在工业生产领域中,固液两相流泵是运用普遍的流体机械。泵的性能参数影响泵的效率与使用寿命,基于此,研究固液两相流的介质特性和泵结构参数对泵性能参数的影响,对测试系统中的硬件、软件系统、试验管路、关键仪器仪表的选择进行了设计搭建。利用由Lab VIEW与PLC组成的固液两相流泵性能参数的测试系统,完成固液两相流泵性能参数影响因素的判定。     

射流泵内部流动的二维大涡模拟

建立了弱可压缩的大涡模拟运动方程，采用弱可压缩流体运动方程作为控制方程，按照Deardorff的方法引入大涡模拟，利用Smagorinsky的亚格子紊动模型封闭水流运动方程组；进而对该守恒形式的方程进行求解，用有限何种法离散，用MaCormark显式预测-校正步进法计算。通过大涡模拟，得到了射流泵内部流动的流场分布，轴向压力和流速变化，为射流泵理论研究和优化设计提供了可靠依据。     

疏浚泥泵小流量工况下的PIV试验

疏浚泥泵的性能对泥沙输送管道的效率和安全起着决定性的作用。采用先进的PIV(粒子图像测速法)技术研究小流量工况下泥泵的内部运动规律,得到泥泵内的速度分布,揭示了泥泵内部的流场分布、能量损失、水力效率等现象,表明PIV技术是一种研究泥泵内部流动规律的有效手段,为进一步实现固液两相流研究提供实验依据。     

往复泵气液均相流有效功率计算方法的研究

根据往复泵的理论循环指示图，分别建立了气体按等温过程和多变过程压缩和膨胀时，气液均相流往复泵有效功率与有效扬程的计算公式。同时根据气液均相流能量平衡方程，建立了气液均相流往复泵有效功率与有效扬程的计算公式。两种方法所建立的有效功率与有效扬程的计算公式完全相同。分析结果表明，在气液均相流条件下，往复泵的有效功率由两部分组成：一是对液体作功所消耗的功率；二是对气体作功所消耗的功率，这部分功率取决于气体的压缩与膨胀过程。     

阀配流水压柱塞泵的回冲射流及其容积损失

为揭示水压柱塞泵配流阀对泵容积效率的影响程度,设计了阀配流柱塞泵可视化实验装置。通过高速摄像系统清晰观测到柱塞泵中回冲射流现象及形态特征。以阀芯瞬态位移、泵腔压力实测数据为边界条件进行配流阀动网格流场仿真,并进行瞬时流量积分,获得了排水阀回冲射流引起的柱塞泵容积损失数值。结果表明:在1500 r/min转速下,回冲射流时长占柱塞排水周期的30%,约为6 ms,阀芯存在多次振荡且伴随着射流空化;回冲射流造成泵容积效率的损失约为5.3%。     

离心式气液两相流泵的试验研究

通过对QYS100－20型离心式气液两相流泵的试验，分析和研究了泵的性能，获得了研制高含气量的气液两相流泵的宝贵经验。     

后掠式轴流泵内部流场的二维PIV试验研究

以一后掠角为60°的后掠式轴流泵为研究对象,采用PIV技术对其内部流场进行测量,得到了0.8Qopt,1.0Qopt,1.2Qopt3个工况下叶轮在一个流道周期的12个拍摄截面上的速度场。发现在0.8Qopt工况下,经过后掠叶片的流体具有明显的径向流动趋势,流量越小径向流动趋势越明显。叶轮内流体在后掠叶片进口边和转轮端壁区容易出现低速区域,并且流量越小低速区域越大;在靠近轮缘附近,叶片进口边压力面上的流体会向吸力面流动,流量越小该现象越明显。研究结果对掌握不同型式叶片的轴流泵内部流动特性具有重要的理论指导作用。