叶片包角对高比转速离心泵空化性能的影响研究

为了研究叶片包角对高比转速离心泵空化性能的影响,本文基于CFturbo和UG软件,利用CFX中的RNG k-ε湍流模型和Rayleigh-Plesset空化模型,对比转速为185的离心泵分别探讨其叶片包角为90°、95°、100°、105°、110°时该离心泵的空化特性。结果表明,叶片包角对高比转速离心泵外特性有显著的影响,其泵的扬程随叶片包角的增大而减小,且小流量时随包角的增大效率增加,大流量时则反之;同时随叶片包角增大,进口低压区的面积增大,进口空泡体积分数减小,离心泵的内部流动更加平顺光滑,叶片背面的旋涡消失,叶轮流道内的流线越趋于叶片的形状;叶片包角大小与离心泵的进口湍动能呈负相关;说明包角越大,高比转速离心泵的抗空蚀性能越好。     

不同设计参数对离心泵内部不对称空化的影响

为研究不同设计参数对离心泵内部不对称空化现象的影响,以一台单级单吸离心泵为研究对象,保持泵体和叶轮其他参数不变,分别改变叶轮的叶片数、包角和冲角并建立相应模型,采用ANSYS-CFX软件对各模型进行计算并对结果进行分析。研究结果表明:在一定范围内,叶片数越多,越不利于各流道内的对称性流动,会造成不对称空化现象越来越严重;加大叶片包角可以使叶轮各流道内流动更均匀,缓解离心泵内的不对称空化现象;选择合理的冲角不仅可以提高泵的抗空化性能,同时也可以减轻离心泵内的不对称空化现象。     

叶片包角对离心泵水力性能影响的研究

利用速度系数法研究了叶片直径、叶片出口角及叶片包角等参数对离心泵性能的影响，通过NX建立叶轮和蜗壳的水力模型，利用流体仿真软件对离心泵水力模型进行仿真计算。通过改变叶片包角的大小对离心泵性能的影响进行分析，研究结果表明：在不同流量的情况下，随着叶片包角的改变，离心泵总效率和扬程也随之变化，确定了总效率最高时的叶片包角，实现了水力模型的优化，为提高水泵的性能提供了理论依据；同时分析了叶片包角对汽蚀余量的影响，并通过试验验证了模拟仿真结果，与试验数据相比，模拟计算扬程误差在3.5%以内，模拟计算总效率误差在3.0%以内。     

离心泵空化监测试验

为了探索离心泵空化的特点和规律,在实验室条件下,利用水听器和加速度传感器捕捉了离心泵空化时的高频辐射噪声以及由此引起的泵壳振动信号.分析发现:空化前后,水声信号和振动信号在5 kHz以上频段的能量分布呈现出先增大后又逐渐减小的变化趋势,且水声信号对空化更敏感,空化后在8～12 kHz频带内出现了明显的峰值.水声信号和振动信号的双谱在空化前后存在着显著的差别,其双谱在5 kHz以上的高频特征可作为离心泵空化在线监测或离线检测的参考依据.     

不同叶片包角对螺旋形单蜗壳离心泵叶轮径向力特性的影响

为研究叶片包角对螺旋形单蜗壳单级单吸离心泵叶轮径向力特性的影响,应用CFD软件对某模型泵内部流场进行了数值计算,在保证蜗壳和其他叶轮几何参数不变的前提下,设计了3种叶片包角分别为110°、120°、130°的叶轮,模拟得到不同工况下叶轮所受径向力分布特性,并用外特性试验验证了数值模拟的可靠性。结果表明:设计工况下,作用在叶轮上的径向力最小,0.4 Q下的径向力最大,且脉动幅值最大;叶片包角对叶轮所受径向力影响较大,以在额定工况下运行为例,叶片包角取130°时,径向力脉动最为紊乱,叶片包角取110°时,径向力脉动幅值较大;整体来看,叶片包角120°的方案性能最优。该研究可为低振动离心泵的水力优化设计、增强泵的运行稳定性提供参考。     

不同叶片冲角离心泵内流诱导振动噪声研究

基于离心泵流动诱导振动噪声的试验测试系统,测量了不同叶片进口冲角模型泵在全流量范围内的振动和噪声信号并对其进行了处理和分析。研究结果表明:叶片进口冲角存在一个最优值,使离心泵的性能最佳;模型泵内部流动诱导的振动对泵体的影响最大,随着叶片进口冲角的增加,在各流量下模型泵噪声信号的轴频和叶频能量峰值均没有明显变化规律,但当叶片进口冲角为9°时,在1750～2250Hz频段内的噪声信号消失。     

高比转速离心式潜污泵空化特性研究

为研究高比转速离心式无堵塞潜水排污泵空化特性,本文针对一台350 QW 1500-16-90型排污泵运用CFD软件ANSYS CFX对不同叶片进口冲角时的空化特性进行模拟分析,做出性能预测并进行试验对比研究。结果表明:正冲角有利于提高高比转速离心式潜污泵的空化性能,随着叶片进口冲角的增大,对空化性能的影响是先变好再变差;泵的空化数值模拟预测与试验结果对比分析的相对误差在12.63%之内,表明CFD对潜污泵空化特性预测的准确性随着泵装置空化余量NPSH.的降低而降低,汽泡由叶轮叶片背面进口向出口蔓延,到临界空化状态时,在叶轮背面半径分别为0.1 1m和0.16m位置汽泡集中,最后在断裂空化点时在叶轮出口处堵塞流道。     

叶轮流道入口喉部面积对离心泵空化性能的影响

为了探究叶轮流道入口喉部面积对离心泵空化性能的影响,以某型号离心泵为研究模型,通过修改叶片包角和方格网流线构建了4组具有不同叶轮流道入口喉部面积的叶轮,基于RNG k-ε湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型,对4组模型泵方案的空化性能进行数值模拟。研究结果表明：在保持叶轮流道出口面积不变的前提下,叶轮流道入口喉部面积增大,初生空化余量NPSH_i与临界空化余量NPSH_r的变化存在相反的趋势,两者之间没有倍数关系;临界空化余量NPSH_r主要与叶轮流道面积的变化趋势有关,宽敞流道有利于降低离心泵的临界空化余量,提高空化严重时的断裂扬程;初生空化余量NPSH_i与叶轮进口几何形状有关,为获得较小的初生空化余量,在水力设计过程中,须采用使入口喉部面积减小的措施。     

离心泵空化现象的模拟试验研究

针对离心泵空化状态识别难的问题,对离心泵空化前后进、出口的压力、振动和水声信号进行了研究。设计并搭建了双离心泵综合试验平台,构建了信号检测与采集系统,利用Lab VIEW工具开发了状态监测系统。在保持离心泵流量恒定的前提下,通过调节进出口阀门开度,控制其扬程变化,完成了空化模拟试验。试验中,分别测取了机组3种工况下的流量、转速和进出口压力等数据,绘制了各工况的临界汽蚀余量判别曲线。并根据离心泵的结构特点与空化特性,对离心泵的压力、振动和水声信号进行了深入地分析比较,提取了其空化特征信息。研究结果表明,空化前后进、出口压力信号、振动信号以及水声信号可作为空化监测的特征量,且相对于水声,离心泵发生空化现象后,对进、出口压力和振动参数影响更明显。     

大流量工况高比转速潜水排污泵空化性能分析及优化

为提升高比转速潜水排污泵在大流量工况下的空化性能,通过增大叶片进口安放角、减小包角的同时前移叶片进口边的方法,在不改变叶轮外形尺寸的基础上对叶轮叶片进行优化。基于CFD数值计算,预测了3个流量工况下的优化方案(方案二)高比转速潜水排污泵的外特性性能和空化性能,并与原有方案(方案一)的性能进行了对比分析。结果表明:随着空化余量的降低,叶轮进口边附近逐渐产生低压区,主要集中在叶片进口边背面。在叶轮外形尺寸不改变的基础上,增大叶片进口安放角、减小包角的同时前移叶片进口边,不仅可以提高高比转速潜水排污泵的外特性性能,还可以提高大流量工况时的空化性能。在流量为1 500 m~3/h时,必需空化余量仅为5.37m,比原有方案的空化性能提升了6.24m。     

基于PLC的煤矿井下自动排水系统

基于PLC和组态软件提出了煤矿井下水泵房自动排水方案,中心控制器采用S7-200系列PLC,经过传感器对各参数的采集,利用软件编程等完成了避峰就谷、自动轮换等节能优化排水过程,具有故障监测和保护功能,主要包括过压、过流、漏电保护,水泵漏水保护,流量、压力保护.上位机使用组态进行操作,可实现远程监控,实时显示信息,提高了生产效率,节省能耗,降低了生产成本.     

CC-link总线技术在煤矿自动化排水系统中的应用

概述了CC-Link现场总线技术如何在自动排水系统中的应用,叙述煤矿排水的重要性和CC-Link总线技术的定义及其发展历程,介绍CC-Link的网络通信原理、网络系统配置和网络结构;研究矿井自动排水系统在CC-Link现场总线下的硬件分类及组成、FX2N系列CC-Lick通信硬件、各泵房的网络配置及中央泵房与子泵房的通信过程,最后CC-Link现场总线技术应用到煤矿自动排水系统中能减少排水系统的配线和安装设备的费用,利于设备的维护,提高工作效率,且方便各个子泵房的接入与断开。     

高压变频器在煤矿瓦斯抽放系统中的应用

介绍高压变频器的性能特点,现场运行方案以及运行效果,阐述高压变频器在矿井采空区瓦斯抽放系统的应用,成功的解决煤矿回采工作面因瓦斯涌出制约煤矿安全生产的问题,并达到明显的节能效果。     

矿井排水自动化监控系统研究

以矿井排水系统为研究对泵,在分析其特点的基础上,设计了基于现场总线的矿井排水测控系统。设计隔爆兼本安PLC控制器为测控装置,采集系统参数并发出控制指令,经现场总线实现了不同水泵房的信息联网。研究表明设计方案具有信息量大和可靠性高的优点。     

基于PLC的煤矿井下排水自动控制系统

对PLC自动排水控制系统加以研究,深入了解系统工作原理和组成,分别从硬件和软件进行设计分析,建立完善的PLC井下排水控制体系,提高采矿安全性。     

矿井自动排水闸阀的设计

阐述了一种重量轻,操作和控制灵活方便的液压直动式闸阀的设计过程,并进行了理论计算和特性分析.指出了基于这种直动式闸阀的矿井排水装置使用方便可靠,便于实现自动化控制.     

煤矿井下瓦斯抽采管网监控系统的设计与实现

为了对煤矿瓦斯抽采系统进行实时在线监测,预防瓦斯安全事故的发生,以瓦斯抽采管网为监控对象,设计了一套基于PLC控制器的瓦斯抽采管网监控系统,并对系统的整体设计方案进行了介绍.硬件部分对监控分站的监测分点和控制分点进行了方案设计,并给出主控制器、传感器检测模块的设计方案与选型;软件部分给出系统的主程序流程框图,同时对上位...     

煤矿井下主排水泵自动控制系统的应用与研究

煤矿井下主排水泵自动控制系统是通过自动检测水仓水位及相关参数,能够自动控制水泵适时启动、停止,合理调度轮换工作.该系统的成功应用实现了煤矿主排水泵的自动化控制,最终达到减人提效、无人值守的目的.     

基于网络技术的煤矿排水系统研究

以煤矿排水系统为研究对象,在分析系统特点的基础上,研究了下位机之间的RS485通信及上位机与下位机之间的以太网通信系统,最终设计了基于网络的煤矿自动排水系统。     

堡子矿强排水设备的选型计算

介绍了堡子矿地质概况,根据矿井突水量,计算确定强排水设备型号、排水管直径和壁厚,绘制了特性曲线,最后提出了预防水患的建议.