离心泵计算机辅助性能试验系统的研究

介绍了离心泵计算机辅助试验系统的设计及试验结果。该系统利用计算机对离心泵进行性能试验。通过仪器仪表将离心泵的运转参数：流量、进出口压力、功率、扬程、效率转换成相应的电压，将电压信号送入数据采集卡进行采集测得各参数的大小，根据这些数据拟合出流量与扬程，流量与功率，流量与效率的关系曲线。     

不同参数对多级离心泵性能的影响

鉴于传统设计的离心泵存在周期长且与实际生产需求有一定的差距等问题,以流体力学(CFD)为研究方法,以离心泵的主要工作部件即叶轮为研究对象,分析其叶片数、叶轮的进出口直径等参数对多级离心泵性能的影响.研究内容主要包括通过设定以上各个影响因素的参数值,分析各项参数对离心泵设计点性能、内流场以及H-Q曲线的影响,为后续的优化设计方案奠定基础.     

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。     

方便手动倒角工具

在泵的制造业中,离心泵泵体的进出口处及泵的进出口座零件,其内孔必存在一定的偏差及圆度误差,而倘若不加工,让其飞边和毛刺存在,必定造成一定的水力损失,从而影响着泵的性能。针对这种情况,我们设计了一种方便手动倒角工具,较理想的解决了上述存在的问题。     

高抗气蚀离心泵内流场数值模拟研究（英文）

本文以同一工况下具有相同进出口尺寸的离心泵模型为对象,基于数值模拟的方法研究了子午面轮廓和长短叶片对离心泵的气蚀性能和水力性能影响。遵循抗空化设计准则提出有别于普通离心泵的三种高抗气蚀离心泵,其一具有驼峰型过水断面曲线,最大值在叶片前缘处以降低前缘冲击损失,减少空化影响。其二采用诱导轮叶轮一体化设计,安置分流叶片,长叶片在进口处螺旋形前伸,提前做功,使低压点前移。其三结合以上两种设计手段综合提高抗气蚀性能。采用多相流CFD模型预测三种模型泵在设计工况下的气蚀性能叶片载荷与气液两相分布间,并在无量纲空化数下分析了其气蚀性能。结果显示进口延长的螺旋形长叶片形成了类似诱导轮的效果,降低了整个叶轮对空化影响的敏感性。另一方面,单纯地扩展子午面流道虽然可以显著提高扬程与空化性能,但是却对整体效率产生了不利影响。     

离心泵基于稳态性能试验的起动特性预测

：本文旨在对离心泵起动特性进行预测。给出了试验系统简图和起动特性试验过程中各动态参数的测量方法和数据采集方法，基于由稳态试验得到的性能曲线和泵的相似定律得出数学模型，并结合管路流动方程给出了描述离心泵系统动态特性的数值模型。通过一台进出口直径为80mm的管道离心泵的试验来验证数值模型的准确性。数值计算和试验结果均显示，起动过程中。离心泵的扬程随着转速迅增而迅速增大。并在转速达最大时达到最大值，而流量达到最大值的时间与管路系统特性有关，数值计算与试验结果在整体上能较好地吻合。     

基于叶轮压水室特性匹配的离心泵作透平的性能预测

离心泵反转作透平(PAT)作为一种方便快捷的能量回收装置,具有显著的工农业应用价值,PAT应用的前提是掌握离心泵正反转模式下性能参数的换算关系。本文从有限叶片数的欧拉方程和转轮进出口速度三角形出发,推导了PAT转轮特性方程。借鉴离心泵叶轮和压水室的特性匹配原理,由PAT转轮与压水室特性方程联立求解获得了PAT的最优工况点流量、扬程等参数的预测计算公式。该性能预测方法仅需已知转轮和压水室的几何参数而不受比转速等条件的限制,具有通用性和实用性。预测方法得到了PAT的实测结果的验证,性能预测和试验结果的相对误差都在工程允许的范围内,表明本文所提出的性能预测方法是切实可行的,可为PAT的选型及应用提供理论依据。     

单级单吸离心泵水力模型的试验研究

本文介绍了ISO2858—1975(E)中的100—65—200离心泵水力模型的试验研究成果。分析了叶轮进出口主要几何参数、蜗壳过流断面的尺寸和形状对泵的一般性能、汽蚀及性能曲线稳定性的影响,并通过试验研究获得了较为满意的结果。其中ⅡB、ⅢB的性能达到或超过H=50m,Q=100m~3/h,η=76％,临界汽蚀余最Ah=4.2m的目标值。     

转子螺旋槽结构对离心泵水力性能的影响

由于传统高速小比转数离心泵存在出口回流,水力效率损失较大,而借助辅助叶轮又较为复杂,为了提高其水力性能,减少机械结构,设计一种新型单级小比转数转子螺旋槽离心泵.搭建了离心泵水力性能实验台,研究了不同流量下离心泵螺旋槽结构对出口压力、扬程、有效功率的影响.结果表明:转子螺旋槽离心泵与传统单级离心泵相比较,转子螺旋槽离心泵...     

离心泵性能曲线稳定判据

简述离心泵性能曲线的形状及影响曲线形状的诸因素、消除性能曲线驼峰的措施。根据对国内外离心泵大量数据及曲线的分析,提出了离心泵性能曲线稳定条件的β_2-Z判别曲线和公式。     

伺服电机控制高压大流量双泵液压动力系统研究

由伺服电机和液压泵组成的新型泵控系统已经应用于液压机械设备中,为解决大型液压机对液压动力源高压大流量输出的要求,在传统伺服电机泵控系统中引入了高压主泵和低压副泵,并通过双泵切换来实现高压大流量输出。通过控制器与伺服电机控制电机输出转矩和转速,进而实现对输出压力和流量的控制。通过合流阀块实现对双泵合流与分流的控制,进而实现液压系统的大流量或高压力输出。以液压机一个工作循环为基础进行了性能试验,结果表明该液压动力系统满足压力、流量设计要求,响应速度快,控制精度高。     

单振子双腔体无阀压电泵结构设计与机理分析

提出了一种单振子双腔体无阀压电泵,应用小挠度弹性弯曲理论导出了圆形复合压电振子的弹性曲面微分方程,分析了采用一个压电振子形成两个工作腔体压电泵的结构和工作机理,并与单振子单腔体压电泵对比分析了该结构与输出流量的关系。设计研制了结构独特、输出性能更高的单振子双腔体无阀压电泵,通过试验表明:单振子双腔体无阀压电泵比单振子单腔体无阀压电泵输出流量有明显提高。     

D+A组合控制多泵源液压系统泵阀复合控制研究

针对传统大功率多泵液压阀控系统中由于泵源输出与负载流量需求不匹配,导致液压系统传动效率低下的问题,在数字泵PCM控制概念的基础上提出一种基于数字+模拟（D+A）组合控制多泵源液压系统。通过流量区域划分方法,给出该系统的构型原则,其中定量泵组排量比采用二进制编码,由1台变量泵补偿定量泵的阶跃流量差值;建立多泵源液压系统流量状态矩阵,通过求解得到泵组的控制信号;为了减少阶跃流量冲击对系统控制特性的影响,提出多泵源液压系统泵阀复合控制策略,并对该系统输出特性进行试验研究。试验结果表明在泵阀复合控制策略下,多泵源液压系统具有良好的动静态特性和节能效果。正弦位置跟随精度达到±0.1 mm,滞后约为100 ms;由于采用D+A组合流量控制和比例溢流阀压力控制,始终使多泵源液压系统输出的流量和压力分别高于负载所需要流量10 L/min和压力2 MPa,使该系统的溢流和节流损失大大降低。     

一种新型单腔双振子压电泵的结构设计和性能试验

为优化单腔双振子压电泵的结构,提高输出性能,设计了一种新型结构的单腔双振子压电泵。将新设计结构同前期设计结构进行了比较,并对两种结构的试验样机进行了输出流量测试。试验显示,新结构的输出流量是前期结构输出流量的2倍,最大流量可达800mL/min。将新结构加工了不同腔体初始容积样机,得到了压缩比对泵输出性能的影响。试验发现,当腔体高度为1.2mm,工作时的压缩比为1/46,此时单腔双振子压电泵整体输出效果最好。分析了单腔双振子压电输送液体和气体时工作特点,得到泵输送液体介质时最佳工作频率点远远低于输送气体介质。     

双定子力平衡轴向柱塞泵及其流量波动性分析

为实现一泵多级流量输出且不用减压阀实现一泵多压,设计了双定子力平衡轴向柱塞泵。介绍了其结构特点与工作原理,推导出该泵在不同工况下的理论排量、理论瞬时流量及合流量不均系数,分析了不同柱塞数对泵输出特性的影响以及滞后角对输出合流量的影响。结果表明：该泵能实现两种不同流量的输出;随柱塞的增多,其瞬时流量脉动性递减;当两单泵的柱塞数相同且均为奇数时,输出流量品质最高;合理控制滞后角可有效改善泵的波动性。     

非对称分叉流管无阀压电泵的设计及试验

具有微混合功能的多级Y型流管无阀压电泵存在着输出流量与振子带载能力不平衡的问题。为此,提出了一种非对称分叉流管无阀压电泵。首先,理论分析了该无阀压电泵输出流量与流管流阻间的关系;其次,利用有限元软件数值计算了多级Y型流管的流阻特性;最后,采用光固化快速成型技术加工了样机,并进行了泵特性试验和振子振动测试。试验结果表明：在峰峰值200 V正弦波交流电驱动下,该压电泵的流量、扬程和压电振子的振幅都随驱动频率增加呈现先增大后减小的趋势;当驱动频率为31 Hz时,最大流量为4 g/min;驱动频率为38 Hz时,最大扬程为40.5 mmH2O。在试验施加电压范围内,该泵的输出性能与驱动电压呈正相关性。本研究验证了非对称流道树型无阀压电泵的可行性,为非对称无阀压电泵在微流道滴灌和微混合等领域的应用提供了参考。     

基于AMESim的大流量调距桨液压系统泵源设计与分析

针对船舶主机PTO转速不断变化,调距桨液压系统流量变化较大的情况,设计了三联齿轮泵组合式泵源以满足系统快速调距时的大流量和精确调距时小流量的需求。对使用此组合式泵源液压系统进行仿真计算和分析,结果表明三联泵泵源可以满足调距桨液压系统的流量变化要求。同时对影响泵源流量特性的相关参数和系统热性能进行了分析,其结果为组成泵源的元器件和系统换热器选型提供参考依据。     

不同容积比的双腔串联压电泵测试分析

为提高双腔串联压电泵的输出性能,对泵的进口腔与出口腔的容积比进行了优化设计。分别设计了容积比为1.9、1.5、1.3三种串联压电泵样机,并对样机进行了试验测试。试验结果显示,采用增加容积比的方式可以提高双腔串联压电泵的输出流量,但不能提高其输出压力;对每个不同腔体容积比的双腔串联压电泵在异步驱动和同步驱动下进行了输出性能测试,测试结果显示,当输送气体时,两种驱动方式均有很好的流量输出,且输出结果比较接近,但仅有异相驱动时才能输出液体。分析结果为提高双腔串联压电泵的输出性能提供了很好的依据。     

四腔并联压电泵结构设计

为提高压电泵的输出性能,设计了一种层叠型四腔并联有阀压电泵。在80 V正弦交流电驱动下,40~400 Hz工作频率内,以水和空气作为介质,分别选用不同数量的压电振子进行驱动,在不同的驱动方式(指振子间工作时的相位差)下对泵的输出性能进行试验测试。结果显示,当泵送空气时,不管多少个振子进行驱动,驱动方式对泵的输出流量几乎不产生任何影响,在测试频率范围内,输出流量随频率成线性变化,最大输出气体流量可达3600 mL/min;当泵送液体时,驱动方式对泵的输出流量影响很大,当同侧的压电振子为异步驱动时,输出流量的效果更好,在工作频率180 Hz时,最大输出液体流量可达830 mL/min。试验结果为多振子驱动压电泵选择合适的振子间驱动方式提供了参考依据。     

基于转矩控制的变转速定量泵压力控制方法

变转速电液泵可以大幅提升液压动力源能效,但采用变转速电机驱动定量泵作为动力源时,通过控制转速实现压力控制,难以适应流量快速大范围变化的工况。为解决这一问题,采用电机转矩控制液压泵输出压力,实现动力源与流量无关的压力控制。与变转速控制相比,电机转矩属于控制内环,响应速度快;由于泵输出压力与其排量的乘积基本等于电机的输出转矩,控制更为直接。考虑到泵输出压力与电机输出转矩的非线性关系,在前馈控制的基础上,引入压力偏差反馈,实现压力的高精度控制。建立电机转矩控制模型及液压系统模型,对提出的控制方法进行验证。结果表明:采用电机的转矩控制压力,压力响应时间降低到40 ms,静态特性曲线回程误差小于2%。