高速离心泵内部流动数值计算结果研究

利用三维κ-ε双模型方程对一种高速泵的内部流动规律进行了研究，计算了从进口到出口的整个流场，得到了其内部流动的主要特征，为了解高速泵内部流动规律提供了重要的理论依据。     

螺旋式纸浆离心泵内部流动的数值模拟

为分析螺旋式纸浆离心泵内部流动状态,给优化过流部件结构的优化设计提供基础,采用CFD分析软件Fluent对螺旋式离心泵内部单相流动和固液两相流动进行了数值模拟。给出了螺旋式叶轮建模方法和流场分析方法,分析了泵内流体速度和压力的分布特性,并基于流动模拟结果预测了水力性能,单相输送条件下的计算结果与试验结果取得了较好的一致。通过对一定体积浓度和颗粒粒径下固液两相流的研究计算,分析了螺旋式离心泵叶片表面以及流道内的固液相分布状态,对螺旋式结构的优化具有一定的参考意义。     

超小型离心泵内部流动研究

本文对一种超小型离心泵的内部流动规律进行了研究，计算了从进口到出口的整机流场，并与油膜法实验结果进行了比较，得到了其内部流动的主要特征。为人们了解这种新型的叶轮机械内部流动提供了重要的理论依据。     

多级离心泵内部流动的数值模拟与优化

以某公司在北赵引黄工程中设计的某型号多级离心泵为研究对象,应用CFD软件对其内部流场进行了三维数值模拟.在分析流场的基础上,对过渡流道的结构提出了两种优化方案,并对优化后的多级泵的内部流场进行数值分析,结果对比表明,方案二最优.     

基于CFD的离心泵内部三维流动数值模拟和性能预测

基于N-S时均方程,利用标准k-ε湍流模型,采用FLUENT软件中的多重参考坐标系(MRF)和SIMPLE算法,对40BZ6型离心水泵叶轮和涡壳流动区域进行了全三维粘性流动数值模拟,模拟分析了离心泵内流动速度和压力的分布规律。将模拟得到的离心泵扬程、轴功率及效率与流量关系与实验数据进行对比,预测性能与实验性能吻合,为泵的优化设计提供理论基础。     

截止阀内部瞬态流动特性研究

为得到截止阀启闭过程中流动特性对自身性能的影响规律,对截止阀内部瞬态流动特性进行研究。在不同开度的情况下,应用仿真软件进行模拟分析,结果表明：当开度小于30°时,截止阀阀芯结构内部高压区域的压力急剧增大,压力分布密集,截止阀流阻因数提高;当开度大于70°时,截止阀阀芯结构内部高压区域的压力相对减小,压力分布平缓,截止阀流阻因数降低,此时有利于提高截止阀的流通性能。将流阻因数作为衡量截止阀流通性能的评判标准,在整个开启过程中,截止阀开度越小,阀芯所受管道振动与冲击越大,越不利于流量调节。     

离心泵叶轮内部湍流流动的数值计算及试验

对IH65型离心泵叶轮内部流动进行研究,基于Reynolds时均化的N-S方程和标准的k – e 两方程湍流模型,运用流场计算软件Fluent,计算该泵叶轮在不同工况下的内部流场,并将计算结果与粒子图像测速仪(PIV)实测结果进行比较。在对该泵叶轮内部流速分布、压力分布以及试验得到的流动撞击、二次流、回流等现象分析的基础上,提出设计上的一些改进措施,为该型泵叶轮优化设计及其内部两相流动研究提供参考。     

离心泵内部流动诱导噪声的研究

介绍离心泵内部流动诱导噪声的国内外研究概况。结合声学分析软件SYSNOISE，阐述了离心泵内部流动诱导噪声的一些数值模拟方法，如有限元方法、边界元方法及有限元和边界元耦合分析法等，并探讨了离心泵内部流动诱导噪声的一种数值模拟方法。此外，还详细介绍了离心泵内部流动诱导噪声的两种测试方法：双传声器传递函数法和四端网络法。     

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。     

离心泵内部空化流动的定常数值模拟及性能预测

为了研究离心泵内部的空化流动,利用fluent软件中的空蚀模型及混合流体两相流模型,对离心泵的三维湍流空蚀流场进行定常数值模拟,根据模拟计算结果显示的液相和空泡相流动特征,预测了离心泵在设计工况下运行时流道内空化发生的位置和程度;通过分析空蚀发生过程中叶片上的压力分布,揭示出离心泵流道内部流场的内在特性,最后对泵的性能进行了预测,说明数值模拟可以为离心泵在特定工况下运行时的空化性能预测提供依据。     

新型深井离心泵叶轮内部流动的研究

深井离心泵在机井内工作,其外径受井径的限制,为了解决原有的设计方法难以充分地利用有限的空间来进一步提高单级扬程的问题,采用自主创新的极大扬程设计法,成功研制出了100SJB8新型深井离心泵,测试结果表明该泵的单级扬程提高了50%,而且效率超过国家标准9.8%.同时,通过CFD对100SJB8型井泵叶轮内部流场的计算,验证了通过适当加大叶轮前盖板外径以提高单级扬程、减小后盖板外径以实现过流通畅的这一设计思想的正确性.最后通过CFD计算结果与实测结果的比较也充分证明了极大扬程设计法在提高扬程和效率上的优越性.     

离心泵非定常空化流动特性的数值研究

采用压力边界条件对一单级单吸蜗壳离心泵进行了三维空化非定常相变流动的数值计算,模拟过程通过定常计算、基于滑移网格技术的非定常计算、以及结合混合项模型和Schneer-Sauer方程的空化演变计算,成功捕捉了泵内非定常空化流动特性。计算结果表明:设计工况叶轮前缘空化率在0.92%～1.12%范围内以叶片旋转频率做周期性变化;当叶片靠近蜗舌时空化加剧,而泵流量略有降低;当叶片远离蜗舌时空化减轻,流量有所增加。     

离心泵内部流动PIV测试研究进展

粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,简称PIV)是一种非接触式的流场显示技术,它综合了单点测量技术和显示测量技术的优点,广泛应用于离心泵内部流动的研究。简单介绍了典型的离心泵内流场二维PIV技术测试系统,总结了适用于二维PIV光路测试要求的离心泵模型设计特点并分析其原因,重点从离心泵内部流动现象入手,如动静部件干涉、旋转失速、空化现象和轴向旋涡等,综述了国内外利用PIV测试这些现象所取得的研究成果,最后对PIV技术在离心泵内的应用进行了展望。     

离心泵蜗壳内部非定常流动测量

利用LDV（激光多普勒测速仪）在最优工况和小流量工况下测量了比转速为93的单级悬臂蜗壳离心泵输送水时蜗壳内的非定常流动。研究表明,蜗壳内液体速度随叶轮转过角度呈周期性脉动。随着测量点离叶轮出口距离的增加,液体圆周分速度衰减较快,变得越来越均匀,周期性脉动越来越弱。速度波动值随测量点与叶轮出口距离增大而减小,其波动幅度占速度平均值的30％-70％。液流角波动值比速度波动值高1—2个数量级。离隔舌越近,速度和液流角波动值越大,隔舌对非定常流动的影响越显著。小流量工况的速度和液流角波动值比最优工况高。流动沿叶轮圆周是非轴对称的。蜗壳内流动是扩散的。小流量工况下,蜗壳流速比最优工况更不均匀,扩散更严重。     

基于动网格的离心泵内部流场数值模拟

为了实时地模拟离心叶片泵的内部动态流场,将动网格技术引入到离心泵内部流场的数值模拟中,并分析了离心泵在叶轮旋转情况下的内部流场的动态变化及对水泵蜗壳结构改进计算.模拟结果显示,动网格技术能较好地模拟离心泵内部流场的动态变化,便于研究人员分析离心泵内部流场参数的瞬时变化情况.     

离心泵蜗壳对叶轮内部流动的影响研究

本文基于三维雷诺时均的Navier—Stokes方程和标准的k—ε湍流模型,采用三维无结构网格及压强连接的隐式修正SIMPLEC算法,利用Fluent中提供的多重参考系（MRF）模型,分别对IB型离心泵的叶轮与整机流道进行内部流动的数值模拟,根据计算结果分析离心泵蜗壳对叶轮内部流动的影响,揭示离心泵内的流动规律。对离心泵性能的预测值与实验值作了比较以验证计算结果的正确性。     

基于Labview离心泵瞬态特性的试验研究

为了进行离心泵的启动特性的试验研究,介绍了流体输送试验台搭建的全过程,便在基于labview基础上进行了离心泵启动特性的研究.最后通过对泵的瞬态特性的理论分析和实验研究建立了瞬态期间泵流量、扬程、功率、转速关系特性曲线,从而为泵压液体发射装置的研制奠定了一定的理论基础.     

离心泵流动诱导噪声的数值预测

通过计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)结合声振耦合求解方法针对一离心泵所产生的流动诱导噪声在泵壳外部的辐射情况进行数值预测。蜗壳内壁面上的非定常压力脉动监测值显示出蜗舌附近区域的脉动幅值较大,而在远离蜗舌位置处的脉动相对变化较小,在叶片扫掠频率及其谐频下的压力脉动要明显高于其他频率。通过声振耦合计算之后得到的泵壳外部声场辐射结果来看,当斯特劳哈尔数Sr=4时,由于该处所对应的压力脉动频率与泵壳结构的第四阶固有频率接近,可能会在声场与结构之间发生小幅共振,进而使得外场辐射噪声较大,也说明泵壳结构的振动模态对声场计算结果影响十分显著。通过外场监测点上叠加后的总声压级结果显示,各点基本上在60 dB上下波动,外场噪声辐射是泵内流体的压力脉动与壳体结构模态综合作用的结果。     

离心泵叶轮区瞬态流动及压力脉动特性

目前离心泵过流部件的瞬态流动分析主要集中在蜗壳内,对旋转叶轮区内的流动特性研究较少。基于RNG k-ε湍流模型和滑移网格,对不同工况下离心泵内部瞬态流场进行数值模拟,计算得到的离心泵扬程和效率曲线与试验结果吻合较好。在离心泵叶片正背面分别设置3个监测点,分析叶轮区压力脉动特性。结果表明,设计工况下叶片正背面压力脉动的主频为叶轮转频或2倍叶轮转频,非设计工况下其主频均为叶轮转频。从叶轮进口到出口,叶片正背面的压力脉动最大幅值都逐渐增大。同一监测点上压力脉动最大幅值在小流量时最大,约为设计工况下5倍。分析小流量工况下叶轮内部相对速度分布,叶轮出口处附近随时间变化的旋涡是内部流动不均匀的主要原因,使得离心泵在该工况下运行效率低、压力脉动强度大。     

基于数值模拟的流体机械内部流动数值模拟方法研究

绝对假设不能从流体机器的内部流动中压缩,从而使得流场解决方案非常困难。这便需要对流体机器中的黏性场进行有效的模拟,液体实际的流动性要根据流动的物理性质纳入数学方程。同时,在此基础上,利用多学科优化的协同方法以及数值模拟方法,以对优化算法对其进行优化处理,从而可以得到流体机械内部流动数值模拟的设计方案。在计算流体力学软件的并行环境下,对某离心风机进行三维黏性流场数值模拟,并进行气动优化设计。本次研究,运用大涡模拟方法对对体机器的流动路径进行模拟。以此获得大型三维湍流场的分布信息,并与两个方程的仿真模型进行比较。分析表明,流体机械的能量特性是通过湍流模型预测的。而对于无效选择,内部流场分布预测以及大涡模拟方法的流场分布更趋于实际数值。