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。     

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。     

离心式压缩机无叶扩压器内部流动分析

讨论了无叶扩压器内气流的流动损失和沿扩压器流道方向的参数变化。得出了所进行的计算和预测与实测达到了预期值的结论。     

旋流泵内部固液两相流动的CFD模拟分析

基于雷诺平均N-S方程,对旋流泵金属蜗壳叶轮在清水和固液两相流动时的内部流场进行三维CFD数值模拟。采用Pro/E三维造型软件进行几何造型,应用Fluent软件,选用雷诺平均N-S方程,输送清水介质使用标准k-ε紊流模型,输送含有固体颗粒的两相介质采用k-ε-Ap模型,结合SI MPLE算法,采用笛卡尔坐标,混合四面体非结构网格,对其内部流场进行了三维CFD数值模拟。对固体颗粒直径发生变化时的固液相速度分布情况进行详细分析。结果表明,它们的速度分布和实际情况基本吻合。     

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。     

离心式制冷压缩机无叶扩压器内部流动分析

在分析无叶扩压器内部流动基础上,利用差分法对分段焓降损失和参数进行了计算。通过计算发现气流角α沿流道呈近似抛物线型变化,且在流道中截面处存在一个最小气流角α_(min)。这与通常假设α_3=α_4=Const规律是不同的。     

无叶扩压器内部非定常流动的PIV测量

利用激光粒子成像速度仪(PIV)测量了无叶扩压器内部的非定常流场.试验发现在无叶扩压器内,沿扩压器宽度方向,气流速度分布是不均匀的,在靠近叶轮叶片吸力面侧形成了一个低速区,这个低速区是由叶轮出口的尾迹流造成的.这个低速区的存在影响了无叶扩压器的扩压能力和效率.     

旋流泵特性分析

以叶轮内流动机理为依据,从理论上分析了旋流泵一系列重要的外特性特征。如叶轮产生的理论扬程的不变性、轴功率的无界性、蜗壳内流动的强制旋涡特点等等。这些分析将有助于深化人们对这种近年发展迅速的泵型的特征的认识。也为改进这种泵型的设计方法提供了新的依据。     

混合式油气混输泵内部流动分析

为分析混合式油气混输泵内部流动情况、探索混合式叶轮结构对混输泵性能的影响,该文基于Pro/E及Fluent等软件,对混合式油气混输泵建立全三维流场。并采用Mixture多相流模型、 Standard k-epsilon湍流模型以及基于Pressure-Velocity耦合计算的Simple C算法。以理想状态的水和空气作为多相介质,通过改变含气率(GVF)等工况,分析了混合式油气混输泵的内部流动情况,以及不同外径的混流式叶轮对油气混输泵外特性的影响。结果表明：混合式油气混输泵相较于原型泵的扬程和效率得到提高,混流式叶轮内的气液分布较为均匀,随着混流式叶轮外径的增大,扬程提高越明显;在相同混流式叶轮外径下,随含气率提高,扬程逐渐下降,叶轮出口边出现气液分离,但流道内湍动能基本不发生变化。     

泵腔内流动的数值计算

以IS150-125-315型离心泵泵腔为研究对象，通过模拟泵腔内液体的流动得到其压力值与测量值，在设计流量下，用fluent模拟的数值与试验测得的数值非常接近；而在大流量和小流量下，越靠近轮毂它们的差值越大。     

船用挖泥泵内部流动研究

采用数值计算方法研究船用挖泥泵内部三维粘性流动特性。计算模型建立在N-S方程基础上，采用Real-izable k-ε紊流模型，该紊流模型在具有较高主流剪切率、较大曲率的壁面或有流动分离的情况都能得到相当精确的计算结果，并且计算所得叶轮能量特性和实际运行结果相当吻合。在流场计算的基础上，利用压力、速度矢量分布团等处理手段显示内部流场，分析在不同工况下流道的内部流态，研究挖泥泵流道内部的流动规律，对机组的各项性能做出合理的判断。     

混流式核主泵内部复杂流动结构分析

以混流式核主泵水力模型为研究对象,基于三维不可压缩流体的N-S方程和RNG k-ε湍流模型,采用流体计算软件ANSYS-Fluent对不同工况下的混流式核主泵水力模型的三维湍流流场进行数值模拟。通过分析不同特征面上的流动状态,构建该泵内的典型时均流谱,为性能优化及内部流动控制提供参考。计算结果表明:高涡量区域主要分布在固体壁面、径向导叶流道以及球型压水室内出液管附近;靠近出液管附近存在旋涡,导致流动损失增加,但随着流量减小,此处的流动情况趋于稳定,旋涡减弱甚至消失;靠近球型压水室出液管段的旋涡及其相近的径向导叶流道内的复杂流动情况与球型压水室出液管的位置有一定关系,因此减小出液管附近的流动损失,对实现混流式核主泵流动控制具有重要意义。     

单流道泵内部非定常流动特性

将叶片和蜗室作为一个整体,对单流道泵内部三维非定常流动特性进行研究,经分析提出了单流道泵内部三维非定常势流流动和三维非定常湍流流动的数值模拟方法,分别计算了单流道泵内部的速度场、压力场和叶片表面的压力分布,对进一步研究单流道泵内部流动具有重要意义。在此基础上计算了叶轮所受的径向力及其变化趋势,为提高单流道泵运行稳定性提供了理论依据。此外还计算了扬程、平均水功率和效率,并与试验值作对比。尽管忽略粘性使得势流计算得到的速度场在蜗壳的局部区域出现反方向流动,从而导致叶片压力面压力沿展向波动变化,但其性能曲线与试验值变化趋势一致,粘性计算结果与试验值相比,精度较高。     

炉水循环泵内部流动特性研究

炉水循环泵是机泵一体的高温高压无轴封泵,运用ANSYS-CFX软件对365WLB-965型炉水循环泵样机的内部流场进行数值模拟和试验验证。结果表明,在常温常压工况下,数值模拟与真机试验的扬程及效率变化趋势大致相同,扬程基本相符,模拟效率高于真机试验效率。在高温高压小流量工况下,叶轮内部存在少量旋涡,导叶内部旋涡较多;随着流量的增大,流动更加稳定,叶轮流域速度分布更加均匀,导叶内部旋涡越来越少;在1.2Q流量时,流动最为稳定;流量继续变大时,旋涡重新出现,但相对稳定;泵体内部流动紊乱,旋涡较多,局部存在低压区;球体截面直径减小的过程中,旋涡越来越多,旋涡随流量的增大逐渐减少,流动速度随流量的增大逐渐增大。炉水循环泵应避免在小流量区运行,可对其导叶进行优化设计来提高炉水循环泵样机额定工况下的性能。     

大型贯流泵内部流动数值模拟和特性分析

采用CFD软件对大型贯流泵装置模型(包括叶轮、导叶和进出水流道)内部三维流速场进行计算分析和装置性能研究,计算了过流部件的水力损失,分析了贯流泵内部流动特点及其与装置外特性的联系。在此基础上,对水泵装置结构和过流部件进行优化,提出了较为合理的改进方案,并通过泵装置模型试验进行实际验证,为大型贯流泵装置的设计、改进提供参考。     

新型旋流式无堵塞泵的结构与水力设计

介绍一种旋流式无堵塞泵的结构特点和工作原理,并提供了该泵的水力设计方法及性能曲线。此泵优点突出,较有应用前景。     

基于FLUENT的涡流管内部场的数值模拟及旋流流动分析

以R41为工质对涡流管进行数值模拟,在最佳冷流率下分析了涡流管内部压力场、温度场以及流场的分布规律。模拟结果表明涡流管内部呈现明显的压力梯度和温度梯度及三维旋流流动状态,随着轴向距离的增加轴心区域压力逐渐增加而外缘区域压力逐渐减小,二者在轴向距离为60 mm后逐渐稳定为2.57 MPa;温度随着轴向距离的增加而增加,当轴向距离增加到50～60 mm时温度逐渐稳定在301 K左右;轴向速度方向存在明显的改变,并且随着轴向距离的增加转变程度逐渐降低,径向位置上随着压力差ΔP的增加轴向方向逐渐呈现逆流状态;切向速度随着轴向距离的增加逐渐减小,不同径向位置上切向速度随着压力的增加而增加。     

油气混输泵静叶内部流场分析及优化设计

针对某一典型的油气混输泵,以设计工况下泵的增压和效率提升为优化目标,设计了不同进口安放角的静叶,基于FLUENT软件,采用RNG k-ε模型、SIMPLEC算法对装配不同静叶的单级油气混输泵模型进行数值模拟,得出静叶区域内的压力分布,并分析出不同含气率下不同进口安放角的静叶叶型和混输泵增压及效率之间的关系。结果表明:随着静叶进口安放角的增大,混输泵的增压能力和气液混合能力呈现出先增大后减小的趋势,叶片背面产生低速脱流区的起始点逐渐向进口方向移动;较小的进口安放角使得动静叶交界处流速和压力的不均匀性增加。研究结果对混输泵静叶设计及优化提供了理论参考依据。