向您介绍高校技术转让项目

▲离心泵及混流泵水力设计系统 该系统根据设计参数进行离心泵叶轮、蜗壳、径向导叶和半螺旋形吸水室的水力设计以及混流泵叶轮、空间导叶、蜗壳和肘形吸水室的水力设计;可对离心泵进行改型(相似和切割)设计;可绘出水力设计图并标注尺寸。使用此程序可大大节省设计工作量,原来需     

吸水室隔板对低比转速离心泵非定常特性影响

为了研究离心泵吸水室内置隔板对低比速离心泵内部非定常特性的影响。采用数值模拟与试验研究相结合的方法,基于标准k-ε湍流模型和滑移网格模型,分别对吸水室有无内置隔板的低比转速离心泵进行三维全流场非定常数值计算,得到了不同工况下低比转速离心泵的外特性,并对叶轮径向力和轴向力的瞬态特性以及蜗壳流道内不同位置的压力脉动特性进行了分析。结果表明,采用吸水室内置隔板对外特性的影响不显著;无论吸水室有无内置隔板,低比转速离心泵蜗壳各断面压力和叶轮径向力均呈周期性波动,脉动频率为叶频。此外,径向力大小和方向时刻都在变化,且整体变化趋势基本呈六角星形分布;与无内置隔板相比,吸水室有内置隔板时蜗壳各断面压力脉动幅值均有所减弱,作用在叶轮上的径向力幅值减小,轴向力明显减小。研究结果可为低比转速离心泵的优化设计和稳定运行提供依据。     

卧式蜗壳叶片泵自吸装置

介绍了一种用于卧式蜗壳叶片泵的新型自吸装置。该装置是在泵的进口连接一段向上翘起的折弯管,在折弯管顶部与水泵或叶轮进口之间连接一根吸气管,组成一种新型的自吸装置,该装置型式不仅适用于单吸卧式蜗壳叶片泵,而且适用于双吸卧式蜗壳叶片泵,其应用范围可扩大到３００ｍｍ口径的卧式蜗壳离心泵和混流泵。同时提出了对虹吸式进水流道（管道）和负压吸水管突高点聚气进行处理的简便技术。     

离心泵叶轮上水力径向力的分析

对离心泵叶轮和蜗壳这间的水力相互作用进行了理论分析。考虑了叶轮叶片不能准确地引导流体流过叶轮，而且对蜗壳中的流动进行了准一维处理，理论模型确定了叶轮出口的流量扰动和合力。用该模型计算了叶轮上水力作用力扰动、压力分布和径向力；并给出了理论计算结果和实验研究结果的比较。     

不同蜗壳对离心泵汽蚀性能的影响

在离心泵水力模型研究过程中,为了寻找最佳方案,通常分别对叶轮及蜗壳进行优化设计,提出2个以上的叶轮设计方案及2个以上的蜗壳设计方案,然后相互配对组合成多个水力模型方案。通过CFD数值模拟进行筛选后,确定较好的2个水力模型,然后通过模型泵试验确定最终方案。在某离心泵水力模型研究过程中,笔者发现在叶轮不变的情况下,采用不同的蜗壳对离心泵汽蚀性能影响差异明显。     

泵水力设计软件PCAD 2004的开发

在简要分析国内泵水力设计CAD软件现状的基础上。提出了开发泵水力设计软件PCAD2004的基本思路,即实用性和能够进行绝大多数泵水力元件的设计。介绍PCAD2004的水力设计方法、编程方法、文件管理等关键技术。还给出了离心泵叶轮、蜗壳和双流道叶轮的设计图例。     

混流泵速度系数法水力设计探讨

本文在对6个混流泵优秀水力模型统计分析基础上,对叶轮和蜗室的主要几何参数：叶轮进口速度v0、叶轮外径D2（D2a,D2c）、出口宽度b2及蜗室几何参数计算公式中的速度系数进行了公式拟合,给出了混流泵的水力参数计算方法。用一设计实例进行了检验,证明本设计方法具有相当的准确性。     

对称半螺旋形吸水室对多级离心泵汽蚀性能的影响研究

为提高环形吸水室的节段式多级离心泵的抗汽蚀性能,采用对称分布的半螺旋结构对环形吸水室进行水力优化,并对优化前后的多级离心泵进行数值计算和流场分析,最后进行汽蚀试验验证。研究结果表明,优化后的环形吸水室的流场结构有了较明显的改善,增大了首级叶轮叶片入口边的压强,提高了泵的抗汽蚀性能。经汽蚀试验验证,泵的汽蚀性能完全达到设计要求。     

计算离心泵面积比和蜗壳面积的方法

依据离心泵的面积比原理,推导得出了计算离心泵面积比的计算公式,公式体现了面积比值和叶轮、蜗壳的水力参数关系。提出建立在面积比原理基础上、低比转速离心泵在加大流量设计后的面积比、蜗壳第八断面面积的计算方法及公式,面积比及蜗壳的第八断面面积和泵的流量加大系数、比转速加大系数得到了联系,也和叶轮、蜗壳的水力参数有关。解决泵行业一直依据经验统计值确定面积比而不能使低比转速离心泵在设计点效率最高这一问题。实例表明:提出的计算方法能够提高低比转速离心泵的效率,充实低比转速离心泵的设计理论。     

一种实用的混流泵叶轮设计方法

在对优秀水力模型统计的基础上，利用一元流动理论的基本思想，按照离心泵叶轮的设计思路，对设计过程中的重要参数如叶轮出口宽度，叶轮外径、叶片出口角等的选取进行了修正，提出了一种实用的混流泵设计方法。     

潜水混流泵水力设计与CFD分析的应用

为提高水泵的效率,提出了采用高效、泄漏损失小的闭式叶轮,配套设计空间导叶。本项目水力部件是2种叶轮和4种导叶体进行组合,有8种水力设计方案。利用CFD分析工具进行潜水混流泵水力性能预测,筛选确定了最优水力设计方案生产样机。     

蜗壳内水力损失模型的研究

通过对蜗壳内水力损失模型的分析,建立了蜗壳内水力损失的数学表达式,指出蜗壳内的水力损失为叶轮出口几何参数及蜗壳喉部面积的函数,其大小受叶轮与蜗壳间匹配关系的影响,并以此为依据,利用面积比原理对建立的数学表达式进行了修正.最后将该数学表达式应用于离心泵整机的优化设计,得到了较满意的结果.     

不同叶片出口角下离心泵压力脉动及径向力分析

在试验结果和数值模拟吻合良好的基础上,开展叶片出口角对离心泵压力脉动以及径向力影响的研究。本文以两级矿用潜水离心泵为研究对象,建立4组不同叶片出口角叶轮模型,通过数值模拟获得离心泵外特性,叶轮、导叶、蜗壳的压力脉动分布及叶轮径向力特性,并进行对比分析。结果表明:离心泵内压力脉动呈周期性,当β2=16°和20°时叶轮出口压力脉动强度较大。随着叶片出口角增大,导叶和蜗壳内压力脉动均逐渐增强,且导叶内压力脉动强度大于蜗壳,不同叶片出口角下,导叶及蜗壳内脉动主频均为叶频。叶片出口角的改变也会对叶轮径向力矢量分布产生一定影响,随着β2增大,叶轮径向力逐渐增大,且首级叶轮轴向力大于次级叶轮,蜗壳比导叶有更好地改善叶轮轴向力的作用。     

离心泵水力元件三维实体造型的研究

在分析国内泵水力元件三维实体造型现状的基础上，提出在二维泵水力设计CAD软件的基础上，采用Pro／Engineer进行泵水力元件的三维实体造型。介绍了径向导叶三维实体造型的方法，同时还给出了离心泵扭曲叶片、双流道叶轮以及蜗壳的三维实体造型图。最后介绍了泵水力元件三维实体造型的应用。     

高比转数蜗壳式混流泵的设计与试验

采用线性分布的轴面流线速度环量和叶片角度变化规律来设计叶轮,采用圆弧翼型进行固定导叶的设计,蜗壳断面采用非对称断面,进而设计了一叶片可调比转数为564.3的蜗壳式混流泵。应用FLUENT对该泵的内部流动进行了数值模拟并根据模拟结果进行了能量性能预测。内流模拟结果显示该泵内部流动均匀,性能预测结果表明该泵可以满足设计要求。真机性能测试表明该泵在叶片角度为0°时最高运行效率达85.76%,在设计点运行效率要比设计要求高约3%。研究结果对于更高比转数蜗壳式混流泵的设计具有比较重要的指导作用。     

基于喉部参数控制的离心泵导叶扩散度研究

为研究导叶扩散段无量纲参数对离心泵水力性能的影响,通过控制导叶喉部参数设计出5种导叶扩散度方案,采用雷诺时均N-S方程和RNGκ-ε湍流模型对离心泵进行全流场计算,对比分析了不同扩散度方案对上游叶轮、导叶本身以及下游压水室水力性能的影响,并验证了数值分析的可靠性.研究表明:导叶扩散度对上游叶轮水力性能较大,叶轮效率随导...     

基于CFD/CA声比拟分析的两级离心泵流动诱导噪声数值模拟

针对两级离心泵的流体诱发噪声产生的复杂机理,基于Lighthill声比拟理论,采用了计算流体力学(CFD)与计算声学(CA)结合的数值模拟分析方法,研究了两级离心泵变工况下的流场特性及诱发的辐射噪声。采用SST k-ω模型计算分析了不同工况下两级离心泵内部非稳态流场及关键区域压力脉动特性,进而采用声学有限元法(AFEM)计算离心泵内场辐射噪声的声压级变化。研究结果表明,两级离心泵压力脉动幅值从吸水室进口到叶轮出口逐渐增大,叶轮出口处的压力脉动强度最大、声压级最高,且不同工况下压力脉动的主频保持为叶频及其倍频,叶轮和蜗壳之间的动静干涉是流动诱导噪声产生的主要原因;总体声压级在低流量工况下较高,随流量增大逐渐减小,在设计工况处最小;越接近压力脉动主频,声压级的分布越离散,宽频特性越明显,压力脉动强度为流动诱导噪声产生的主要影响因素。研究结果对两级离心泵的低噪设计和水力性能改善提供理论依据和参考。     

叶轮形式对双吸离心泵压力脉动特性影响试验研究

双吸离心泵压力脉动是影响水泵机组运行稳定性的关键因素之一.为研究叶轮形式对双吸离心泵压力脉动的影响,对5种方案的叶轮进行压力脉动同台试验.通过在吸水室和压水室壁面布置压力脉动传感器,采集各个测试流量下的压力脉动信号,并进行混频幅值和频谱分析,得到吸水室和压水室的压力脉动分布规律.结果表明:双吸离心泵普遍存在叶片通过频率、泵轴旋转频率和低于轴频的低频脉动成分.相对于传统双吸叶轮,两侧叶片交错布置后可改善压力脉动特性;调整叶片出口边形状,增加叶片后盖侧的包角,可明显降低压水室叶片通过频率的脉动幅值,减轻动静干涉的危害;采用长短叶片形式可改善叶轮进口流态,降低吸水室的压力脉动,改善小流量工况下压水室的压力脉动特性.     

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。     

多级离心泵叶轮与流道式导叶的匹配特性

本文对多级离心泵设计了流道式导叶,采用Spalart-Allmaras湍流模型对设计结果进行数值模拟。通过对流道式导叶几何结构的调整,探讨了叶轮-导叶间隙、导叶进口方式及级间密封对离心泵流动性能的影响。经过分析得到了以下结论:导叶进口直径为叶轮出口直径的1.027倍时与叶轮匹配较好;导叶进口宽度的减小在小流量工况下存在优势;对导叶进口进行斜切处理可以有效消除密封通道对水泵造成的影响,同时提高了大流量工况下的水力性能,设计点效率提高0.65%,扬程提高1.30%,分析结果为离心泵流道式导叶与叶轮匹配设计提供理论指导。