丁基橡胶生产装置胶粒旋流泵设计

论述了国内外旋流泵的研究现状,分析了其结构参数对泵性能的影响,旋流泵内部流动形态与流动模式,旋流泵的设计方法,在总结前人所做工作的基础上进行研究,对今后研究方向进行了展望。     

旋流泵内部流动及吸入性能试验研究

通过萝卜水流流动和气水混输观察试验，研究旋流泵流动原理，探讨旋流泵涡室流动模型。通过对液下旋流泵进口直径D0对性能影响的对比试验，确定D0/D2的最佳比值。对旋流泵汽蚀余量曲线及汽蚀对泵扬程的影响与同比转数离心泵进行对比分析，探讨旋流泵汽蚀性能特点。     

高低折边叶片对旋流泵影响的数值模拟与试验研究

为提高旋流泵的扬程与效率,进行了高低折边叶片对旋流泵性能影响的数值模拟与试验研究。通过3种不同叶片的水力性能对比,分析了高低折边叶片对旋流泵性能的影响。选用Pro/E造型,采用非结构化网格,把旋流泵无叶腔和叶轮作为一个整体来模拟旋流泵内部三维不可压湍流场。计算结果表明:旋流泵内部存在较强的纵向旋涡和轴向旋涡,高低叶片和折边叶片可以改善旋流泵内部流动情况,提高旋流泵的扬程与效率;在模拟的基础上,进行了试验研究,试验证明了模拟结果的正确性,高低叶片效率提高约3%,高低折边叶片效率提高约2%。     

旋流泵的研究现状及发展趋势

旋流泵的无堵塞特性使得其在化工、制药、造纸以及污水处理等行业中得到了广泛的应用。本文对旋流泵的基本工作原理和内部流动特性进行了分析,总结了国内外旋流泵的研究历史及目前研究现状,结合各国学者提出的几种经典的流动模型,由此给出分析旋流泵设计中存在的问题,为今后一个阶段内旋流泵的研究热点和发展方向提供参考。     

旋流泵的研究现状与展望

针对国内外文献中所分析的结构参数对旋流泵性能的影响,结合实验所得结果对旋流泵的计算模型、计算方法和设计方法等研究现状进行综合分析,提出对旋流泵的设计应在已有的实验数据和数值模拟的基础上对不同浓度、不同粘度、不同粒径颗粒以及在不同比转数情况下对旋流泵进行分型设计,提出应对不同的流动采用不同的设计模型的展望.     

50YXB-42液下旋流泵设计

旋流泵是无堵塞泵的一种,无堵塞性较好,但磨损率较高。其主要结构特征是叶轮退缩在压水室后面的泵腔内,叶轮的前面有一段无叶腔,叶轮主要型式为开式叶轮。叶轮在泵腔内旋转时在叶轮的前面形成两种流动：贯通流和循环流,贯通流通过叶轮和压水室流出,循环流在无叶腔内作循环流动。液下泵则是一种立式、叶轮淹没于液体、无需灌泵、密封性能较好的一种泵型,可以广泛替代自吸泵。叶轮悬空的液下旋流泵则是集旋流泵、液下泵优点于一身,同时又具有可靠性较高、生产维护成本较低等特点,是一种新型的液下泵。     

旋流泵内部非定常压力脉动分析

为了深入分析旋流内部流场的压力脉动特性,建立旋流泵数值计算模型,基于标准k-ε湍流模型,开展旋流泵内部流动结构的非定常计算,分析旋流泵进口、出口及压水室的监测点的压力脉动情况,探讨各处压力时域与频域图变化规律,并对脉动特性进行试验验证。结果表明:不同工况下旋流泵压力波动呈现明显的周期性变化;叶轮与隔舌处的干涉作用是压力脉动的来源,隔舌处的脉动主频以叶频为主;旋流泵内部充满大量回流与漩涡,也是造成流动不稳定的因素,该研究结果为旋流泵的稳定运行提供了理论依据。     

泡状入流条件下旋流泵气液两相流动特性

为研究泡状入流条件下旋流泵内气液两相流动特性规律,对旋流泵进行了全流道数值模拟,并通过试验对其进行验证,分析不同入口体积含气率及不同液相流量对旋流泵内部流动结构演化的影响,并探讨流动结构与外特性的关联。结果表明,在1%～20%入口体积含气率条件下,气泡进入旋流泵后大部分聚集在叶轮轮毂附近,泵内气液两相流型主要有3种,分别为凝聚气泡流、气囊流和气液分离流;当入口体积含气率为1%时,液相介质中少量气体的混入有助于泵压升和效率的提高,而当含气率增大到5%时,泵内循环流旋涡数量增多,并且向无叶腔内聚集,从而增加了能量耗散,导致泵做功能力降低,进而降低了泵的性能。研究结果可为气液两相条件下旋流泵的优化设计和选型提供参考。     

基于CFD的旋流泵叶轮内部流动的仿真研究

运用Pro/E软件进行三维造型,并对泵内部流道区域进行网格划分,采用分块非结构六面体网格,利用修正的RNG k-ε双方程湍流模型、SIMPLEC算法,数值模拟了旋流泵内部三维不可压湍流场,得出旋流泵旋转腔内的速度和压力分布,分析得出旋流泵旋转腔的内部流动特点,可作为改进旋流泵的设计方法的理论资料。     

旋流泵气液混输特性试验研究

通过旋流式模型泵的型式试验,对无叶腔中心线上设定点进行流动参数测量,得到测点静压p_s、绝对速度V、绝对速度的圆周分速度V_u、径向速度V_r和轴向速度V_z随流量增大变化规律。证明泵进口轴向运动为主流,且旋涡中心静压为负值,阐明了旋流泵的抽吸原理。在此基础上,对泵的气液混输特性进行试验研究,证明旋流泵具有气液混输功能,得到了含气量对泵流量、扬程及效率影响的变化规律,为旋流泵工程应用提供科学实践依据。     

小粒径固液两相流在旋流泵内运动的数值模拟

为了分析旋流泵内固液流动特性,采用Eulerian多相流模型,扩展的标准κ-ε湍流方程与SIMPLEC算法,应用流体动力学软件FLUENT对旋流泵叶轮内固液两相湍流进行了数值模拟。分析了多种粒径及浓度条件下的固相体积浓度分布规律。在旋流泵叶轮固液两相流动中,固体颗粒还是主要集中于叶轮工作面,因而会加剧叶轮工作面磨损破坏速度。数值结果表明,泥沙颗粒直径变大以及泥沙浓度的加大都会使旋流泵扬程和效率下降,其中浓度的变化对扬程和效率的影响更明显。     

旋流泵叶轮与无叶腔的相对位置对泵性能影响试验研究

著者自行设计制造一台旋流泵,通过试验研究得出了叶轮与无叶腔的相对位置变化对泵扬程、效率、轴功率和汽蚀余量性能的影响规律,并对性能变化的原因进行了探讨。通过对旋流泵实验数据及曲线分析,阐述汽蚀性能特点及汽蚀发生机理。     

高低叶片对旋流泵性能影响的试验研究

本文对现有的旋流泵叶轮进行研究分析后,对3种不同比转速的叶轮进行重新设计,通过改变成不同高度的叶片数,对旋流泵的性能进行试验研究,获得了旋流泵的高叶片数不同时对其性能影响的变化规律,并对变化原因进行了分析。结果证明,高低叶片能够减小水力损失,提高旋流泵的扬程和效率,特别是当旋流泵叶轮的叶片数为6片时,2个对称分布的叶片比其余4个叶片高的叶轮的水力性能要好;当叶轮的叶片数为8片或10片时,3个均匀分布的叶片比其余叶片高的叶轮的水力性能要好,效率提高约3%。     

高低叶片对旋流泵性能影响的研究

通过对旋流泵内部流道进行三维造型,利用雷诺时均方程、双方程湍流模型并结合SIM-PLEC算法对旋流泵内部三维不可压缩湍流场进行数值模拟,得出旋流泵内部的压力分布。通过对三种不同高度差的弯曲叶片模拟结果进行对比,发现高低叶片能够改善旋流泵水力性能。在模拟的基础上进行了试验研究,结果表明：模拟结果是正确的;高低叶片能够减小水力损失,提高旋流泵的扬程和效率;3种叶轮中,2个对称分布叶片比其余4个叶片高的叶轮的水力性能最好,效率提高约3%。     

旋流泵无叶腔内部流动的有限元分析

旋流泵(也称无堵塞泵)由于结构特殊(图1),工作原理与普通离心泵有很大区别。虽然这种泵在国内外已得到了较为广泛的应用,但关于其内部流动规律和设计计算方法的研究尚不够深入。1970年西德学者Grabow率先对无叶腔的     

叶片形式对旋流泵性能的影响

旋流泵因其具有无堵塞的优点而在疏浚清淤工程得以广泛应用。叶片是旋流泵的关键部件,改变叶片形式会引起旋流泵内部流场发生截然不同的变化,从而改变旋流泵性能。本文针对直叶片、后弯叶片、前弯叶片和双向倾斜叶片4种叶片形式,通过数值模拟手段,研究了不同叶片形式对旋流泵扬程、功率和效率等性能参数的影响。研究表明,泵叶腔内流体由后弯叶片所获得的速度较小,向无叶腔流体传递的能量较少,而在这种传递过程中,后弯叶片所产生的漩涡强度和范围却远远高于其它3种叶轮,故采用后弯叶轮的旋流泵扬程、轴功率和效率均为最低。而采用直叶片形式可以使旋流泵获得最大效率。本文研究可以为旋流泵的叶片设计提供参考。     

旋流泵特性及设计方法研究

本文分析了几何参数对旋流泵特性的影响,提出叶轮外径D_2、涡室径向尺寸R_V及涡室喉部面积F_(thr)为旋流泵设计三要素。在大量试验基础上,提出一种实用的旋流泵设计方法。作者运用该设计方法开发了六种规格产品,性能均达到规定指标。     

叶轮切割对旋流泵性能的影响

为了探索叶轮切割对旋流泵性能造成的影响,分别采用试验与理论计算的方法对其进行了研究,并且对扬程、效率和轴功率所造成的影响进行了分析,结果表明当切割量较小时,将叶轮外径稍加切割,可以认为泵的效率几乎不变,试验值与理论值较吻合。叶轮切割定律对预测旋流泵轴功率效果较好,对旋流泵的应用具有实用性。     

污水污物潜水电泵

该技术在国内外首次进行旋流泵旋转叶轮内部流物测量,并用边界方法对无堵塞泵内部流动进行全三级解析计算,在此基础上提高三要素旋流泵设计方法、三截面单流道泵的设计方法、沿流道中心展开双流道泵的设计方法和保角变换螺旋离心泵的设计方法。经实践证明上述设汁方法均达到实用要     

旋流泵内颗粒分布特性及对泵性能的影响

基于Eulerian多相流模型和RNG κ-ε两方程湍流模型对旋流泵内的液固两相流场进行了数值模拟,获得了不同粒径、浓度时泵内的颗粒分布特性及对泵性能的影响。研究结果表明:固体颗粒进入泵内后主要集中于无叶腔内,无叶腔中的颗粒分布以泵轴为中心呈现一定的轴对称分布,随着粒径的增大,颗粒在无叶腔内壁面聚集的更加明显,随着浓度的增大,颗粒在无叶腔内的分布规律几乎没有变化,随着流量的增大,无叶腔中心部分颗粒浓度几乎不变的区域扩大;在叶轮内,叶片工作面附近的颗粒浓度要大于叶片背面的;随着粒径及浓度的增大旋流泵的效率会降低,随着粒径的增大泵的扬程会降低。