叶轮结构对离心风机流动特性及性能影响的研究现状

通过回顾近年来国内外对叶轮性能的研究现状,结合叶轮结构形式及参数对离心风机不同方面的影响,得出离心风机叶轮内的损失主要是叶道内沿程摩擦损失,叶片上边界层分离,叶轮径向出口速度分布不均匀引起的尾迹流,轴向涡流,叶道进口冲击损失等。并指出今后的研究应以试验研究与采用CFD相结合的方法,在风机设计时考虑上述影响因素,从而降低叶轮内损失,提高离心风机性能。     

低比转数泵叶轮优化设计模型

本文以降低泵叶轮圆盘摩擦损失及叶轮几何参数对叶轮流道和运行稳定性的影响作为提高低比转数泵效率的主要途径,得出了低比转数泵叶轮几何参数的优化设计模型、经计算和叶片绘型表明效果是显著的。     

反击系数在低比转速叶轮几何参数优化中的应用

低比转速叶轮为产生较高的给定扬程,叶轮直径都相对较大。叶轮圆盘摩擦损失大约正比于叶轮直径的5次方．圆盘摩擦损失成为低比转速泵内损失的主要形式,也是这类泵效率甚低的基本原因。为改善这类泵的效率指标,曾提出了一以降低叶轮直径和圆盘摩擦损失为主要目标的优化模型。针对对这一数学模型的质疑,从叶轮的反击系数这一概念入手,论证了不可能通过叶轮几何尺寸优化同时把叶轮圆盘摩擦损失和叶轮出口冲击损失降低到最小值,由于在低比转速泵中前者占优势,因而降低这类泵的圆盘摩擦损失是提高这类泵效率的主要途径,从而在理论上论证了所讨论优化模型的正确性．     

低比转速离心泵叶轮的设计

通过对叶轮内液流流动分析 ,提出了减小叶轮出口射流——尾流结构的措施。为减小圆盘摩擦损失 ,对叶轮结构采取了适量车削前后盖板、周向修圆叶片的方法。     

低比转速叶轮的优化设计

本文将优化理论应用于低比转速叶轮主要几何参数设计,针对其圆盘摩擦损失过大的特殊性,提出了区别于现行设计理论的参数确定方法。本方法建立的数学模型以降低叶轮外径值为追求目标,以求克服防碍改善低比转速叶轮效率的主要矛盾。     

蜗壳开度对离心风机气动性能影响的研究

研究不同蜗壳开度对离心风机气动性能的影响。采用Pfleiderer机壳型线计算方法,通过改变x值来调节蜗壳的开度,然后数值模拟计算应用不同开度蜗壳的风机,通过对风机整体气动参数、机壳损失分布以及叶轮流场变化的分析来研究开度不同对风机气动性能的影响。数值模拟结果显示,设计机壳时所取蜗壳开度越大,风机流量越大,但其负面影响是全压和效率的下降。蜗壳开度的增加,改善了叶轮流道流动,使其出口更为均匀,掺混损失减小,但机壳表面积的增大带来更大的摩擦损失。机壳开度增加时叶轮内部流动情况的整体改善,是叶轮效率提高的主要原因,但摩擦损失的增加导致了整机效率的下降。     

低比转速离心泵叶轮的设计

通过对叶轮内液液流动分析，提出了减小叶轮出口射流－尾流结构的措施。为减小圆摩擦损失，对时轮结构采取了适量车削前后盖板，周向修圆叶片的方法。     

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。     

低比转数离心泵叶轮的优化设计

针对低比转数泵圆盘摩擦损失和压水室内的水力损失过大的特点，在对现有部分优秀低比转数泵叶轮出口参数统计分析的基础上，提出了以叶轮出口绝对速度ｖ２为约束条件，以叶轮直径Ｄ２有极小值为目标函数，寻求最优的Ｄ２，ｂ２，β２和Ｚ的优化设计方法。     

离心压缩机叶轮分流叶片对性能的影响

某离心压缩机三元流叶轮由于在入口处无加工空间,因此改为带有分流叶片的叶轮。为了验证改造后的叶轮是否满足设计参数以及和原始叶轮的异同,采用了数值方法对原始叶轮和改造后的叶轮进行了数值分析。结果表明,两种均满足设计要求,并且改造后的叶轮性能要好于原始叶轮。这是由于原始叶轮在入口处的相对马赫数较大,因此所引起的摩擦损失也略大。     

相似离心通风机内部机械效率间的关系

讨论了离心通风机叶轮前后盘外壁面与空气摩擦损失的功率、理论功率、内部功率和内部机械效率,并总结出了相似离心通风机内部机械效率之间的关系式.     

喷射泵系统中的能量分布与效率特性研究

为得出喷射泵系统内各种能量损失的大小及变化规律，提出提高效率的针对性措施，根据能量守恒原理及动力定理，推导出喷射泵系统中各种能量的量纲一形式的表达式，并绘制出各能量及效率随体积流量比变化的对比曲线。根据该对比关系进一步分析了各种摩擦损失系数对效率的影响，提出了影响喷射泵效率的主要因素及提高效率的有效途径。计算结果表明，在最佳效率点处，各种能量损失处于同一量级上，它是决定喷射泵效率较低的根本原因；各种能量损失随流量比的改变而变化；喉管与扩散管的摩擦损失系数是影响效率的主要因素。     

Effect of meridional shape on performance of axial-flow fan

In this study, the effect of impeller meridional shape on the performance of axial-flow fan is investigated by CFD method. Three axialflow fan impellers with different meridional shapes are designed. The blade angle, blade stacking condition and other structure factors of the impellers are all remained consistent. The performance curves of the three impellers are calculated and compared. In almost all the interested flowrate range, the impeller W3 with an inverted-isosceles-trapezoid meridional shape and the longer blade camber achieves both the higher pressure rise and the higher efficiency than the other two impellers. A two-stage axial-flow fan designed on basis of W3 is manufactured and tested. Test results show good agreement with the calculated performance curves. Further, analyses of the CFD results are conducted to reveal the reasons for the different performance. A newly-defined Local Euler head (LEH) is introduced to represent the distribution of the major Euler work in the axial-flow fan. And the LEH distributions in the three impellers are obtained. W3 achieves the highest LEH at blade Trailing edge (TE), because it could perform the most Euler work to the fluid with the longest blade camber. Then losses in the impellers are analyzed by means of the entropy generation. Among the losses in impeller, the tip leakage loss and endwall friction loss are dominated at design flowrate. The generation condition of the tip leakage loss shows significant differences among the three impellers. And the whole power loss in impeller of W3 is slightly higher than those of the other two models. However, the power loss difference among the three impellers is negligible. And due to the highest shaft power, the efficiency loss of W3 is the lowest of all.     

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.     

基于熵产的侧流道泵流动损失特性研究

侧流道泵是一种介于容积式泵和离心泵之间的径向式叶片泵。泵内流体以螺旋轨迹方式在叶轮和侧流道中反复运动,整个运动是一种典型的全三维、高湍流强度、空间非对称的湍流流动,因此不可避免地产生较大的流动损失。利用热力学第二定律,基于熵产的流动损失分析方法对一种单级侧流道泵模型湍流流动损失进行研究,主要通过理论和数值计算求解湍流流动过程中增加的熵产,定性分析侧流道泵流动损失出现的位置及分布特点。结果表明,侧流道泵内部流动损失主要与湍流流动增加的熵产有关,而热量交换产生的熵产相对较小,在侧流道泵的损失研究中可以忽略;叶轮流道和侧流道内的湍动耗散率均远远大于直接耗散率;叶轮流道内的损失主要出现在叶轮内缘至0.4 r处,在侧流道内,流动损失主要出现在流道进口、流道中间靠近内缘部分以及出口附近。     

低比转数离心泵驼峰现象的CFD分析

为揭示低比转数离心泵性能曲线产生驼峰现象的内流机理,采用RANS方法算法对一低比转数离心泵2个方案(有驼峰和无驼峰)下的内部进行了全流场CFD计算,重点分析了驼峰现象产生时2个方案内部流动结构的差异。结果表明:性能曲线出现驼峰时,2个方案的靠近蜗壳隔舌的叶轮流道内的流动结构差异最为明显;该流道内叶片压力面的低速区会明显增大并伴有漩涡流动;该流道进口也会出现明显的漩涡流动引起进口冲击损失增加;同时该流道出口的"射流-尾迹"现象也会突变,引起出口(混合)水力损失增加。因此这些损失的增大是引起驼峰现象的重要原因。     

汽轮机主油泵叶轮碎裂原因分析及处理方法

从轴向推力及叶轮本身质量问题分析了汽轮机主油泵叶轮碎裂事故原因,采取了加大叶轮平衡孔直径、更换叶轮材质、提高焊口质量等技术措施,改造后汽轮机达到了出力要求,运行正常.     

解决D100叶轮加工中切削变形的对策

TWLQ系列涡轮气体流量计是一款用于天然气等气体介质瞬时流量和累积流量测量的仪表。TWLQ-100型涡轮气体流量计的核心部件是D100叶轮,其工作原理是将叶轮置于被测流体中,当介质流经流量计时,由于叶轮叶片与流过的介质之间存在一定夹角,流体对叶轮产生转动力矩,使叶轮克服机械摩擦阻力矩和流动阻力矩而旋转,以叶轮的旋转速度来反映流量的大小。因此,叶轮的几何形状、尺寸及动平衡将直接影响涡轮气体流量计的性能和使用寿命。