基于CFD数值模拟和泵性能实验的迷宫螺旋泵泵送机制研究

在CFD数值模拟和泵性能实验的基础上分析了至今仍不完全清楚的迷宫螺旋泵泵送机制;在多重坐标中,用剪切应力输运k-ω湍流模型近似模拟了三角形螺纹迷宫螺旋泵内流体的稳定流动;用泵的性能实验验证了提出的迷宫螺旋泵泵送机制.CFD模拟结果表明:迷宫螺旋泵转子螺槽和定子螺槽流体之间存在动量和能量传递.由于转子螺纹和定子螺纹形成的蜂窝体的存在,流体在轴向流动中反复从转子获得能量,因而泵扬程随流量减小近似线性增大.     

三角形迷宫螺旋泵内三维紊流数值模拟

采用雷诺平均N-S方程和标准k-ε湍流模型,运用SIMPLEC算法,对三角形迷宫螺旋泵内三维不可压缩湍流流场进行了数值模拟。计算结果揭示了其内部流动的压力分布和速度分布规律,研究结果可用来对三角形迷宫螺旋泵进行性能预测,并为其水力优化设计提供有益参考。     

迷宫螺旋泵的设计

介绍了一种新型小流量、高扬程、低比转数迷宫螺旋泵的结构、特点，并重点分析了螺纹的几个主要结构参数对泵性能的影响及其取值范围。     

基于Fluent的高速动车组齿轮箱迷宫密封数值模拟

以设计的某高速动车组齿轮箱迷宫密封为研究对象,利用Fluent软件对迷宫密封内部流场进行数值模拟,得出了迷宫密封内部流场的压力、速度、速度矢量以及湍流分布云图,分析了齿轮箱迷宫密封的密封机理与过程。结果表明,流体流经密封间隙时是加速降压过程,但压力降低很少,流体流出密封间隙进入空腔时是等压增阻过程,进入空腔后,腔体中心的湍流度最大、压力最小,随着距腔体中心的距离增大,速度递增,压力也递增。分析了齿轮箱在3种典型工况中形成的不同压比下的迷宫密封内部流场分布特性,表明泄漏量随着进出口压比的增加而增加,且压比与泄漏量之间成非线性关系。仿真结果可作为齿轮箱迷宫密封设计的参考依据。     

迷宫螺旋泵螺旋槽的实验研究

迷宫螺旋泵中螺旋体作为输送介质的作功组件,其螺旋槽的选择,对迷宫螺旋泵的扬程、流量、效率、汽蚀等性能参数有较大的影响,目前常用螺旋槽的形状有矩形、梯形、三角形。本文给出不同螺旋槽形状与几何参数的选取及比较,以及其对性能参数的影响。     

迷宫螺旋泵性能的试验研究

对不同参数的三角形螺纹迷宫螺旋泵进行了流量、扬程、功率的性能试验,对比研究了三角形螺纹导程、牙型角、转子定子配合间隙对迷宫泵性能的影响.结合泵送原理和相似原理,推导出了配合间隙变化时,泵送流量、扬程、效率的相似换算关系,换算结果与试验结果吻合.试验同时表明:螺纹导程降低,泵关死扬程升高,流量降低,性能曲线变陡;配合间隙减小,泵扬程和效率提高.     

迷宫—螺旋泵的原理及工作特性

迷宫－螺旋泵的结构独特，不仅具有高扬程小流量的特性，而且可输送含颗粒介质。文中综述了对其工作原理和性能特点进行的试验研究和理论探讨结论，讨论了此产品应用前景，并在此基础上提出了进一步开发迷宫－螺旋泵的几点建议。     

矩形迷宫泵内部流场的数值模拟及试验研究

结合矩形迷宫螺旋泵的流动特点,采用雷诺平均N-S方程和RNG湍流模型,对矩形迷宫泵内三维流场进行模拟,分析其转子、定子面的流动情况和压力状态,从而得到其内部流动的主要特征和外特性。结合试验结果,分析预测值和试验进行分析,从而为矩形迷宫泵设计、改进、优化提供有益补充。     

螺旋流对环形射流泵性能影响的数值模拟

为了提高环形射流泵的输送效率,本文提出了一种利用导叶结构形成螺旋流的螺旋流环形射流泵。利用数值模拟的方法研究不同工作压力下的螺旋流环形射流泵和原型泵的速度、压力和湍动能分布计算结果,来分析螺旋流对环形射流泵的性能影响。数值模拟结果表明：在工作压力为130 kPa时,螺旋流使环形射流泵的流量比增加了43.1%,压力比降低了22.8%。螺旋流降低了环形射流泵喉管内的静压,更容易引起空化。螺旋流使得环形射流泵的效率在工作压力低于160 kPa时大于原型泵。螺旋流环形射流泵内具有更大的湍动能分布区域。随着工作压力升高,两种结构的环形射流泵湍动能分布差别减小。导叶阻力对螺旋流环形射流泵的效率有着重要的影响。     

基于Fluent的螺旋槽干气密封数值模拟与分析

笔者从计算流体力学出发,使用GAMBIT对模型进行网格划分,用世界著名的CFD软件Fluent对螺旋槽干气密封进行了数值模拟分析,并与权威的试验值进行比较,验证了所用方法在螺旋槽干气密封研究中应用的可行性和可信性。     

单螺杆泵系统温度场数值模拟与分析

介绍了单螺杆泵生热的原理,利用有限体积法对液压驱动单螺杆采油系统生热和传热进行了数值模拟,给出了不同工况的泵内温度场分布情况和液流平均温度,并与实际情况进行了比较分析,弥补了单螺杆泵系统温度场难以测量的问题.在此基础上,分析了不同工况对泵温的影响,为泵的合理设计和稳定运行提供了一种新方法.     

内啮合齿轮泵流场的数值模拟

采用Fluent的动网格技术,对内啮合齿轮泵内部流场进行了二维非定常计算,得到了内啮合齿轮泵在不同工况下的流场特性。结果表明内啮合齿轮泵无困油现象,泵转速提高会使压力过渡区相邻两齿之间的压差增大。     

螺旋离心泵管路内流的数值模拟研究

文中采用现代计算流体动力学(CFD)的计算方法,对螺旋离心泵的管路内部流动的实际流场进行了数值模拟,并给出了流场控制、颗粒在流体中的运动和受力的求解方程式,最后对计算结果进行了分析。     

螺杆泵腔室内流场的数值模拟研究

在SolidWorks软件中建立了螺杆泵定子与转子模型,并成功地进行装配,运用Fluent提供的UDF功能建立描述螺杆泵转子运动的动网格;运用Fluent求解器对螺杆泵腔室内的非定常流动进行数值模拟,得到流场的速度分布、压力分布和应力场;分析流体粘度、转子转速以及螺杆泵偏心距对流场的影响。计算结果表明:当转子要离开定子的两端面时,泵内流场总会出现十分明显的涡流;粘度仅影响速度、压力和应力数值的大小,而对分布规律的影响不大;转子转速对速度分布影响比较大,流场速度随转子转速的增大而增大;此外,偏心距对流场有较大的影响,且偏心距越大流场参数变化幅度越大,这表明偏心距对螺杆泵的稳定性影响很大。     

基于流场计算的螺旋离心泵叶轮静力学分析

为研究螺旋离心泵叶轮结构的振动特性,首先建立螺旋离心泵内部流场三维模型,对设计工况下的螺旋离心泵内流场进行了定常数值模拟,得到了叶片表面的压力载荷分布;建立叶轮有限元模型,以螺旋离心泵全流道三维定常数值模拟计算结果为基础,利用顺序耦合技术进行了有预应力的叶轮静应力分析和模态分析,结果表明:叶轮的最大应力出现在叶片进口的轮毂处,叶轮强度满足设计要求;叶轮最大的形变区域出现在叶片进口的轮缘处;叶轮的变形域随着频率的增加而增大;叶轮的各阶固有频率远大于泵的运行频率,因此在运行过程中不易发生共振现象。     

大颗粒下螺旋离心泵内运动特性数值模拟与分析

以150×100LN-32型螺旋离心泵为模型,采用欧拉多流体、RNG k-ε模型对其内部进行三维数值模拟。对比不同颗粒粒径以及浓度情况下固液两相流场,分析了在大颗粒情况下,固体颗粒在螺旋离心泵内的运动情况。通过固相体积分数、压力以及速度分布,得出了大颗粒固液两相流在螺旋离心泵内的运动特性。并以此为参照,分析大颗粒情况下螺旋离心泵磨损情况。     

单柱塞泵工作腔流场的数值模拟和实验研究

针对单柱塞泵工作容腔的气穴现象,运用Fluent软件对柱塞泵工作容腔的气穴流场进行了数值模拟,采用了非平衡壁面函数的k-ε模型和带有空化作用的多相流混合模型,得出了不同阀口开度和入口速度下柱塞泵工作容腔的气穴流场的分布规律.在实验方面,采用了不带补油泵和带补油泵两套实验装置来对比测试柱塞泵工作容腔的真空度大小.将仿真和实验结果进行比较,模拟得到的柱塞泵工作容腔的真空度和实验得到的真空度比较吻合,表明非平衡壁面函数的k-ε模型和带有空化作用的多相流混合模型能够有效地预测柱塞泵工作容腔气穴流场的分布规律.     

煤粒在螺旋离心泵内运动数值模拟分析

利用计算流体力学（CFD）FLUENT软件对煤粒在螺旋离心泵内部的运动进行了数值模拟分析,获得了煤粒在螺旋离心泵内的运动轨迹和速度变化规律。螺旋叶轮独特的大角度叶轮包角使煤粒进入叶轮后,实现了多级加速的作用,证明了螺旋离心泵在煤粒输送中具有很好的增速效果。