离心油泵三元节能叶轮设计

介绍了基于S2m流面（涡面）的离心油泵叶片准三元反问题设计方法的流动控制方程、设计方法与过程。以正问题方式计算了LDV（激光多普勒测速计）测量过的离心泵叶轮内部流动，比较发现该方法的计算精度为15％。以IS80－65－160叶轮为对象说明了本文反问题算法是收敛的，并且收敛速度较快。对65Y60型离心油泵叶轮进行了重新设计，试验结果表明，新设计的三元叶轮效率比原型一元设计叶轮提高效率2％－4％。准三元叶片设计理论与方法可以用于离心清水泵和离心油泵叶片设计。     

离心油泵叶轮切割后效率升高现象

对65Y60型离心油泵进行了一系列输送不同粘度液体的叶轮切割性能实验，实验发现了叶轮切割以后泵效率升高现象，利用水力效率比、容积效率比和机械效率随直径和粘度的变化曲线，分析了效率升高的原因。研究表明，在直径为205mm时，泵效率出现升高现象，效率高与液体粘度有关，较高的液体粘度有助于诱发效率升高。容积效率的升高和机械效率的增大是离心油泵叶轮切割后效率升高的原因。     

低比转速离心油泵叶轮出口直径的优化

本文考虑粘度对离心泵基本公式中滑移系数、理论扬程的影响,对低比转速离心油泵叶轮出口直径进行了优化计算。研究表明,粘度对低比转速离心油泵的叶轮出口直径和机械效率影响很大。     

离心油泵叶片型线对性能影响的实验研究

以65Y60型离心油泵为研究对象，研究了不同液体粘度下叶片型线对泵性能的影响。首先，利用本课题组独立开发的准三元叶片设计程序以反问题方式设计了两种型线，这两种型线叶片的前半部分与原来一元叶轮叶片的型线不同，后半部分与一元叶轮相同。然后在不同粘度下将三个叶轮进行性能对比实验，研究表明，叶片进口附近的型线的改变对泵性能有一定影响，适当增大叶轮后盖板流面上的叶片流体动力负荷有助提高离心油泵输送粘油时的水力性能。     

出口角对离心油泵性能影响的理论研究

利用流体力学基本理论，研究了不同粘度下出口角对65Y60型离心油泵性能的影响。结果表明，液体粘度增加使离心油泵性能下降的根本原因是泵水力效率和机械效率随粘度增大而大幅度下降造成的。当液体粘度较低时，叶轮对离心油泵性能的影响是主要的；当液体粘度较高时，蜗壳对离心油泵性能的影响是主要的。当液体粘度较高时，叶轮扩散损失、叶轮摩擦损失、蜗壳水力损失和叶轮圆盘摩擦损失是离心油泵的主要能量损失。计算得出的不同粘度下出口角对泵性能影响的规律与实验得出的变化规律基本一致。     

输送清水时离心油泵叶轮切割实验

在输送清水条件下对65Y60型离心油泵的原配叶轮进行了切割实验研究，与现有理论结果进行了对比，得出了新的叶轮切割定律，研究表明，叶轮切割后流量，扬程，轴功率和效率下降，最优工况向小流量方向转动，切割指数本身随叶轮直径切割量而发生变化，最优工况的切割指数与关死工况不同。     

输送粘油时离心油泵不同出口角叶轮切割性能试验

本文选取定型产品比转速为47的65Y60型离心油泵为研究对象,对叶片出口角分别为15°、25°、45°和60°的4个叶轮进行切割,研究了输送水和粘油时泵性能随叶片出口角、叶轮直径的变化规律。结果表明,在各种叶轮直径和液体粘度条件下,叶片出口角对扬程、轴功率曲线的斜率和效率曲线的形状都有较大影响。叶轮切割到某一直径,例如205mm时,泵效率非但不降,反而升高,最多升高6％。滑移系数、水力效率、容积效率和机械效率都与叶轮直径和液体粘度有关。受液体粘度的影响,最优工况切割指数与现有理论值都不同,粘度越大,差别越大。叶片出口角越大,切割指数曲线的变动范围越窄,其最优工况参数因叶轮切割而受到的影响越小。     

离心油泵叶轮出口角的选取

以理论扬程为目标函数,考虑粘度对离心油泵基本公式中滑移系数、理论流量的影响进行离心油泵叶轮最佳出口角的选取。研究表明,粘度使离心油泵的最佳出口角和理论扬程加大,因此离心油泵的优化设计中应考虑粘度的影响。     

输送粘油时离心油泵叶轮切割实验

对65Y60型离心油泵进行了4次切剖。在8种输油粘度下对性能进行了试验研究。得到了最优工况和小流量工况的切剖指数以及最优工况的切剖曲线。将得到的切剖指数和现有切剖定律的切剖指数作了对比。研究表明，液体粘度和叶轮切剖直径对切剖指数有很大影响。不同切剖直径所对应的切剖指数随液体粘度的变化规律互不相同。在最优工况。现有切割定律的理论切割指数与试验得到的切剖指数有很大差别。泵的容积效率基本与液体粘度和叶轮直径无关。叶轮直径对滑移系数和水力效率影响很大。它们随叶轮切剖量的增大而下降。叶轮圆盘摩擦损失随叶轮直径变化的机理是复杂的。需要进一步研究。     

基于 Fluent的 AY型离心油泵叶轮内流场数值模拟

借助Pro/E造型平台建立叶轮单流道的简化模型和叶轮整体的三维模型,利用Fluent流体分析软件对AY型离心油泵叶轮内流场进行模拟,采用标准k-ε湍流模型和SIMPLY算法,利用Fluent前处理器GAMBIT网格建模,模拟出叶轮内流场的流动规律,初步分析了离心泵叶轮的速度和压力分布,获得离心泵叶轮流道内的速度场、压力场。结果表明,Fluent数值模拟能真实反映叶轮内部的复杂流动,为AY型离心油泵叶轮的设计及改进提供了基础依据。     

离心泵叶轮切割定律论述

随着离心泵应用范围越来越广,离心泵的叶轮切割在生产、生活中应用的频率越来越高。国内外存在许多不同的离心泵切割定律,本文以比转速200的单级单吸离心泵为例,应用不同切割定律进行计算,计算结果与试验结果进行对比分析,发现理论计算偏差较大,本文针对该现象产生的原因进行分析,并对切割公式进行了理论推导,为离心泵的叶轮切割奠定理论基础。     

离心液压泵叶轮切割后效率分析

对65Y60型离心液压泵进行了一系列输送不同粘度液体的叶轮切割性能试验，发现了叶轮切割以后泵效率升高现象，并借助于滑移系数比、水力效率比、容积效率比和机械损失随直径和粘度的变化曲线，分析了效率升高的原因。     

叶片数对离心油泵性能影响的实验研究

本文以油田和炼油厂常用的低比转速离心油泵65Y60为模型泵,通过装入不同叶片数的叶轮进行输送清水和粘油的实验,研究了叶片数对离心油泵性能的影响。发现当输送低粘油时油泵仍可采用清水泵的设计方法;而高粘油时宜采用较少的叶片数;并且得出了离心油泵最优效率与雷诺数的关系式,可以用它来指导离心油泵的选型和设计。     

圆柱形叶片潜油离心泵流场的三维数值分析

采用CFD方法研究了潜油离心泵的内部流场，讨论分析了3种不同工况下叶轮和导轮的数值计算结果。数值模拟捕捉到了离心泵内部许多不良流动现象，探讨了影响离心泵效率的原因。泵在设计工况有着良好的流动性能，在非设计工况出现了不良流动现象，影响了泵的效率。计算结果还显示：潜油泵叶轮有较好的水力性能，而潜油泵导轮的水力性能是不完善的，效率较低。     

螺旋离心泵的原理与设计方法

推导了介质质点在螺旋离心泵叶轮叶片工作面和负压面上的螺线运动方程。提出了螺旋离心砂水力设计方法，列举了螺旋离心泵水力设计，计算与绘形例子。本文对螺旋离心泵设计和研究具有实际指导意义。     

离心泵叶轮设计方法现状与发展趋势

本文在总结离心泵叶轮传统设计理论优缺点的基础上，叙述了基于CFD分析的叶轮设计方法的思路及其优缺点。着重探讨了国内研究较少的全三元反设计方法的思路，并介绍一套基于该方法的离心泵设计系统。分析认为开发类似系统将是离心泵设计方法发展的趋势。     

离心泵输送粘油时必需汽蚀余量的CFD解析

粘度比水高的粘油会使离心泵的必需汽蚀余量增大,影响其正常运行。粘油的汽蚀余量试验需要特殊的试验装置和试验过程中汽泡不易去除等困难使这方面的试验资料相当稀缺。为此,本文首次采用CFD方法研究了离心泵输送粘油时的汽蚀性能,并与现有的必需汽蚀余量换算系数曲线和试验结果进行了对比。为了确保计算的稳定和准确,叶轮和蜗壳采用了四面体-正六面体混合网格、交错压力差分格式和网格调整技术。获得的扬程-有效汽蚀余量曲线光滑,计算的不同雷诺数下的必需汽蚀余量换算系数与现有的结果吻合。本文对于离心油泵的设计和汽蚀性能计算具有应用价值。     

65Y60型离心油泵叶轮切割定律的试验研究

试验研究了65Y60型离心油泵在输送水和输送粘油时的叶轮切割定律，发现泵输送水时的切割定律与输送粘油时的有所不同。输送水时，叶轮切割后，泵的扬程、轴功率、效率都下降。但是输送粘油时，扬程、轴功率下降，而效率在切割量不大的情况下却有所提高。另外，切割量比较大时，各切割指数趋于某一定值。     

低比速离心泵叶轮切割实践

通过对不同转速的低比速离心泵的叶轮进行切割试验，从而对低比速离心泵叶轮在不同转速下的切割定律加深了解，对实际生产中低比速离心泵性能的准确掌握具有一定的实用意义。     

大流量航空增压离心泵后弯叶轮参数化设计

高性能航空燃油泵的设计是提高航空发动机燃油控制系统性能的关键技术之一。在充分利用传统设计技术以及经验参数的基础上,提出了基于Bezier曲线的离心泵参数化设计方法;该方法充分考虑离心泵气蚀效应和效率等性能,对离心泵的子午面流道及三维叶轮进行参数化设计,并结合计算流体力学(CFD)方法对离心叶轮进行数值验证。最后,采用该设计方法,针对某大流量离心泵叶轮进行了参数化设计。结果表明,发展的参数化设计方法适用于高性能燃油泵离心叶轮的设计,该离心叶轮达到了设计指标,效率高达94.0%,并具有良好的变工况性能。该设计方法为后期发展燃油泵离心叶轮的全三维优化设计提供有效的技术基础。