螺旋流恒压泵结构设计改进及性能试验研究

通过对叶轮结构的优化设计、密封装置创新设计以及选用合金塑铝进行叶轮加工,从而研制出新型螺旋流恒压泵。其主要特点是当Q-N、Q-η曲线在一定范围内不断上升时,Q-H曲线始终趋于平直,这样单级水泵就能获得较高的扬程并恒压输出,适宜高转速,具有较好的抗气蚀性能,还具有不堵塞,可用于恒压输送含颗粒或杂质的液体。以LXB 0.8/40-125-80-230泵为例,介绍螺旋流恒压泵叶轮结构及密封装置结构上的改进措施,以及性能试验结果。     

螺旋式泵效环结构参数对泵送性能的影响

为研究机械密封用螺旋式泵效环的结构参数对其泵送性能的影响,利用Fluent对不同结构参数的螺旋式泵效环内部流场进行数值模拟,使用模拟得到的泵效环内部流场的压力计算出泵效环的扬程,并获取流量-扬程性能曲线,分析不同结构参数对螺旋式泵效环的流量-扬程关系的影响。结果表明:螺旋槽轴向槽宽、泵效环外径与过渡座内径之间的间隙对泵送性能影响明显,增加螺旋槽轴向槽宽,扬程先增加后减小,增加泵效环外径与过渡座内径之间的间隙,扬程明显减小;泵效环螺纹头数、螺旋槽槽深、螺旋槽螺旋长度对泵送性能也有一定的影响,增加螺纹头数,扬程先增加后减小,增加螺旋槽槽深和螺旋槽螺旋长度,扬程均增加。     

螺旋流恒压泵斜孔压差导流冷却循环技术的研究

螺旋流恒压泵动态机械密封寿命低的问题一直困扰着制造企业和用户。针对螺旋流恒压泵密封系统寿命低的问题,通过对螺旋流恒压泵内部流场原理和机械密封结构的分析研究,首先构建了恒压泵内部流场数学模型,其次通过对内部流场压力、扬程和效率等关键技术参数以及机械密封结构的研究,设计了一种斜孔压差导流冷却循环结构。通过实验,对斜孔压差导流冷却循环螺旋流恒压泵的关键技术参数进行了优化,同时也证明了该技术的先进性、可行性和实用性,为该技术的实际应用奠定了理论和实验基础。     

机械密封用螺旋式泵效环泵送性能研究

为了研究机械密封用螺旋式泵效环的泵送性能,利用CFD软件Fluent对泵效环的内部流场进行数值模拟计算,得到泵效环内部流场的压力分布,并计算出泵效环的泵送扬程,获得了流量-扬程性能曲线,分析了泵效环的转速和螺纹头数对其泵送能力的影响。结果表明：螺旋式泵效环具有较强的泵送能力,且泵效环的转速和螺纹头数对其泵送性能都有相应的影响。随着转速的增加,泵效环扬程增大,但扬程随流量的变化幅度并不大。随着螺纹头数的增加,泵效环扬程先增加再减小,且扬程随流量的变化趋于平缓。     

蜗壳形状对高速部分流泵性能的影响

利用FLUENT6.3.21软件,选择了S-A湍流模型,对同一叶轮配两种蜗壳的高速部分流泵进行了内部流场数值模拟和性能预测,通过比较分析,提出采用矩形螺旋蜗壳能提高关死点扬程,得到较为平坦的扬程曲线,且能提高泵的效率.并通过内部流场分析,解释了引起外特性差异的原因.     

漂浮取水泵内部流场的数值模拟及性能试验

为了研究漂浮取水泵内部流场分布规律,基于Pro/E建立了内部流场模型,利用FLUENT对内部流场进行了数值模拟,得到了压力、速度分布规律以及外特性曲线,并结合性能试验,对数值模拟进行了验证。结果表明:漂浮取水泵存在无过载的功率曲线及高效区较宽的效率曲线;叶片旋转中心受静压较边缘低;旋转叶片速度较大;在额定流量工况下,叶轮具有较均匀的速度和流场分布规律;性能试验验证了数值模拟的正确性。研究结果为掌握泵的内部流场分布规律、改善泵的水力特性、提高泵的效率提供一定参考。     

高速部分流泵采用复合叶轮对性能的影响

利用FLUENT 6.3.21软件,选取RNG k-ε湍流模型,对采用同一蜗壳配2种不同结构叶轮的高速部分流泵(切线泵)的内部流场进行了数值模拟分析和性能预测。通过分析比较,提出采用复合叶轮能有效地降低高速部分流泵性能曲线的陡降度,使泵的流量-扬程曲线变得更加平坦,并能提高泵的效率。     

离心泵内流场的数值模拟

运用Cfdesign流体分析软件,对离心泵内三维不可压缩斋流流动进行了数值模拟.分析了离心泵吸入室、蜗室内流体不同截面处的压力及速度特性;并得到了泵的流量及扬程值,其结果与实验值达到了很好的吻合.通过对泵内流体数值结果分析,可以揭示其内部的流场特性,从而为今后泵的性能预测、设计提供依据,缩短开发周期及其成本.     

挖泥泵数值仿真与实测比较

通过求解包括进水管、叶轮、泵体等过流部件在内的水泵流道内的三维稳定雷诺平均Navier-Stokes方程,获得水泵内部的流场分布特征。对计算结果与实测结果进行了对比。表明计算所得流量-扬程曲线与实测值吻合良好;流量．效率曲线在小流量相差较大,在大流量吻合得较好。虽然在部分运行工况模拟计算不是很准确,但计算的各工况压力、速度分布以及整个流道的其它流动特性,对分析挖泥泵的各种流动问题很有帮助。     

氟塑料离心泵蜗壳内壁不平整度对泵性能的影响

以扭曲叶片叶轮氟塑料离心泵IHF150-125-250为研究对象,分析扭曲叶片叶轮氟塑料离心泵蜗壳宏观上内壁不平整度对泵性能的影响。运用流场计算软件Fluent,对建立的氟塑料离心泵蜗壳内壁磨损后内壁不平整度的物理模型,进行了不同工况下内部流场数值模拟,得到了离心泵蜗壳和叶轮内的速度、压力等云图的分布及数值模拟实验数据,分别与磨损前进行对比分析。结果表明:宏观上的磨损后的扭曲叶轮氟塑料离心泵的扬程和效率均比磨损前有所下降。     

轴流泵内部流动的压力及性能研究

本文应用三维湍流Navier—Stokes方程、工程上广泛使用的K—F两方程湍流模型、包含粗糙度高度的壁面函数,对不同工况下的轴流泵段的性能和力学特性进行了数值模拟研究,得到不同流量下的泵段内部流动的压力、速度分布,及垂直于泵轴线截面上的总压力、静压力、动压力平均值沿泵段的变化,泵段的流量、扬程、轴功率、效率曲线。探讨了轴流泵过流表面粗糙度对泵性能的影响。本文的结果对认识轴流泵内部流动的结构,内部流动特性对性能的影响等具有指导意义。     

CFD计算在南水北调配套工程泵站的技术方案确定中的应用

在水泵选型和方案确定阶段,由于缺少成品,用户并不能对水泵性能进行验证。为确保水泵性能满足用户要求,并让用户对水泵的性能和内部流场有个直观的认识,借助CFD分析软件,对进出水流道在内的装置整体进行数模计算,得到预测的性能曲线;通过内部流场分析,更清楚地了解该泵内部的流场结构和整体流态。     

氟塑料离心泵性能预测及实验对比分析

以氟塑料离心泵IHF150-125-250为研究对象,运用流场计算软件FLUENT,对2种不同叶片形式叶轮氟塑料离心泵分别进行内部流场的数值模拟,同时在多功能水泵试验台上进行实验测试,将得到的外特性模拟预测数据与实验数据分别对比分析。结果表明,数值模拟的方法可以较好地对泵性能起到预测作用,改进后的扭曲叶片叶轮的氟塑料离心泵的性能优于现有的直叶片叶轮氟塑料离心泵。     

微型螺旋流恒压泵性能试验研究

为了明确微型螺旋流恒压泵的性能特征,以WLXB1.5/0.5-20-15-94为模型泵,考虑到出口压力表量程,机械密封和叶轮宽度三个因素,设计四种不同工况下的试验方案,研究不同试验方案下各因素对微型螺旋流恒压泵的扬程、轴功率及效率的影响规律。结果表明:量程较大的压力表会造成误差,需要合理选取压力表的量程;叶轮宽度对扬程的影响最大,叶轮宽度的减小会造成扬程的减小;安装M37G机械密封后,轴功率有所下降,效率有所提升。     

多级离心泵扬程预测及内部流场数值模拟

为了研究多级离心泵的性能及其内部流场分布,采用SST k-ε湍流模型对原型泵的首级、第二级及第三级叶轮进行定常和非定常数值模拟计算,分析其外特性、内部流场和压力脉动.研究表明,通过前三级叶轮的扬程能较准确地预测原型泵的扬程.不同流量工况下隔舌处均易出现低压区域,大流量工况蜗壳出口近隔舌处也易出现局部低压区和高压区,隔舌...     

诱导轮和离心泵叶轮内部空化流动数值分析

为了提高诱导轮离心泵的空化性能和运行稳定性,阐明诱导轮和离心泵叶轮几何参数对空化性能的影响规律,基于空泡可压缩性影响修正的RNG k-ε模型和改进的空化模型,对诱导轮和离心泵叶轮内部流场进行空化数值计算。数值结果表明:在小流量工况和额定工况下,空化性能曲线基本一致;在大流量工况下,空化特性曲线波动相对比较严重,空化性能较差。额定流量下泵蜗壳水力损失最小,小流量工况下蜗壳水力损失最大。临界汽蚀余量时,蜗壳水力损失突升。无空化条件下,随着前口环间隙值的增大,诱导轮扬程、效率和前口环间隙泄漏量增大,泵和叶轮的扬程、效率值降低,泵的空化特性曲线的稳定性变差,使诱导轮叶片出口液流角发生偏转,导致诱导轮和离心泵叶轮内部产生周期性的交变空化流。     

蜗壳形状对高速部分流泵(切线泵)性能的影响

分析了基于Navier-Stokes方程和Spalart—Allmaras湍流模型流动分析高速部分流泵（切线泵）的可行性。根据提出的方法,对同一叶轮与不同蜗壳匹配的两个高速部分流泵模型利用Fluent6．3．21软件进行数值模拟,对计算结果进行对比分析,提出了开式叶轮与矩形截面螺旋型蜗壳搭配有利于提高高速部分流泵的关死点扬程,使其H—Q性能曲线有更好的平坦度以及略能提高部分流泵效率。并对提出的结论做了相关的内部流场分析。     

基于机械虹膜机构的新型摆动泵及其流场分析

目前，国内外学者针对摆动泵的研究大多是集中于传统的摆动泵，而对于全新摆动泵结构设计方面的研究则相对较少。新型摆动泵存在结构复杂和流量脉动大等问题，为此，基于虹膜机构可变孔径原理，提出了一种结构简单的新型摆动泵模型，并对新型摆动泵进行了运动学分析和内部流场研究。首先，分析了新型摆动泵的工作原理，建立了新型摆动泵的几何模型，并推导出了虹膜机构位移、速度及相应的瞬时流量方程；然后，使用ICEM CFD软件对新型摆动泵进行了网格划分，利用Fluent软件的动网格技术，采用RNG k-ε湍流模型，对新型摆动泵的流体区域进行了数值模拟；最后，采用数值模拟的方式，得到了新型摆动泵内部流场在周期内的压力分布云图、速度分布云图和流量脉动曲线；并通过比对流量脉动曲线，验证了运动学方程的正确性。研究结果表明：新型摆动泵的结构设计是有效的，其最大瞬时流量为1 387.2 L/min,满足设计需求；同时，新型摆动泵腔体内部的压力主要集中在虹膜机构围成的孔径位置，最大压力值为0.45 MPa;并且，腔体内部最大流速主要集中在出油口与进油口处，流速最大值可达62 m/s,速度曲线与流量脉动曲线具有相同的波形。该新型...     

叶片包角对可逆式泵性能影响的数值研究

为了有效利用能源,将泵在透平工况下运行回收高压液体能量,是节能技术的研究方向之一。叶片包角是可逆式泵设计时的主要参数之一。以比转速72的离心泵为研究对象,分别对不同叶片包角的叶轮进行了泵和透平工况的全流场数值研究。研究结果表明:对于可逆式泵,存在最佳叶片包角使泵的效率最高。随着叶片包角的增大,泵工况下的流量扬程曲线更加陡峭,轴功率逐渐减小;透平工况下的扬程、轴功率逐渐增加,流量扬程,流量轴功率特性曲线越来越陡峭。流场分析结果表明,叶片包角的增加,有效的改善了叶轮内部流场分布,使泵内部的流场分布更加均匀,研究结果对于可逆式泵的设计具有一定的指导意义。     

复合叶轮对高速部分流泵性能的影响

利用FLUENT6.3.21软件,选取RNG k-ε湍流模型,采用同一蜗壳配二种不同结构形式叶轮的研究方案,对高速部分流泵的内部流场进行了值模拟和性能预测。通过比较分析,提出了采用复合叶轮能有效地降低曲线的陡降度,使泵的流量扬程曲线变的更加平坦,并能提高泵效率。