离心泵叶轮的优化设计模型

论述了以泵的能量损失最小为目标函数,以叶轮叶片出口宽度、出口角、直径、叶片数、进口直径、进口角、进口宽度为设计变量的泵叶轮的优化设计模型及优化计算方法．     

离心泵部分负载下进口二次回流成因分析及验证

为探讨离心叶轮在部分负载下进口回流的成因以及其对离心泵运行的影响,应用理论分析与实验方法对强制涡压力分布特点、叶轮入口二次回流产生的原因进行分析,采用数值模拟方案对一比转速为66的泵进行数值计算,探讨在不同流量下叶轮进口速度与压力分布规律,对比叶片进口切割前后的泵外特性,分析入口回流对泵外特性的影响。结果表明:强制涡中压力随着半径增大按抛物线规律上升;二次回流产生的原因在于部分工况下旋转叶轮形成叶轮入口黏性流体的强制涡产生不同半径上的压力差,回流对消除流量扬程曲线的驼峰有积极作用。本文对离心泵部分负载下进口回流成因的探讨以及深入认识离心泵流动原理提供了一定的参考。     

水环泵叶轮强度计算

水环泵叶轮的强度计算 ,是为山东淄博水泵厂改进水环泵设计的一项实际工作。水环泵在实际工作过程中 ,有时叶轮上的叶片会在根部突然发生断裂。经过本论文的研究 ,为水环泵的叶轮强度校核提供了可靠的理论依据     

蒸汽发生器致畸变入流对核主泵流动性能的影响

为了探究由蒸汽发生器（SG）引起的畸变入流对核主泵（RCP）流动性能的影响,采用计算流体力学方法,建立核主泵与下封头的联合计算模型;利用多参考坐标系模型和滑移交界面技术,开展运行工况下的全三维稳态和瞬态数值模拟;采用入流畸变度和平均偏流角公式定量表征畸变入流的流场速度分布,通过正则化螺旋度法捕捉核主泵叶轮的涡流流动特征. 研究结果表明：与均匀入流相比,畸变入流复杂化了核主泵进口流场,导致核主泵的湍动能和湍耗散增大,降低了主泵的水力效率;在泵的进口流场形成了明显的非对称分布的涡核区域,引起叶轮各流道流态产生差异,造成叶轮内部压力和速度分布不均;导致各流道流量分配不均,加剧叶轮受载波动;降低其运行的稳定性和安全性.     

前置式自吸混流泵的开发与研制

介绍了自吸混流泵的工作原理，结构特点及设计要点。前置式自吸混流泵是在水泵叶轮前端，由Ｓ形泵盖与液环共同组成的自吸装置来实现泵的自吸。用这种方法可以简单方便地将任何前开门式单级离心泵和混流泵改成自吸泵，且不影响泵原来的主要性能。     

中低比转速率心泵叶轮几何参数优化

中低比转速离心泵效率普遍不高,主要因素是泵的圆盘摩擦损失过大,而圆盘摩擦损失又和叶轮直径的五次方成正比,针对这一特点,提出了以减少泵的圆盘摩擦损失为目的方法,即以叶轮直径最小为目标函数,综合考虑叶轮进口直径、叶轮叶片进出口安放角,叶轮叶片数等设计变量,建立相应的数学模型,通过优化计算,获得满足一定扬程和流量的上述参数的最优组合,从而提高中低比转数离心泵的效率,缩短泵的设计周期。     

非设计工况下叶轮进口附近的流动及其控制

对叶轮进口附近流动在偏离设计工况下的回流和汽蚀(空化)两大特性进行了系统的描述，阐述了它们的诱发机理及其对泵性能的影响．根据回流的诱发机理对诱导轮的作用进行了全面的分析，提出了控制回流发生的有效方法，从叶片进口流动这一角度完善了离心泵叶片设计理论．     

旋喷泵的理论扬程和叶轮的优化设计

论述了旋喷泵的理论扬程是叶轮的理论扬程，其集流管的作用是使得叶轮出口液体的动能转变为压力能，根据旋喷泵扬程－流量曲线特点，提出了旋喷泵叶轮的优化设计数学模型、叶轮优化设计方法及水力参数的设计原则，依此方法，进行了实例计算。     

旋转喷射泵叶轮内部流动的研究

作者介绍了通过计算出叶轮的理论扬程 ,采用软件GAMBIT里建立的旋喷泵叶轮流道模型 ,对其应用流场分析软件FLUENT ,基于N S方程 ,利用Standard湍流模型以及SIMPLEC算法 ,对旋喷泵叶轮内部流动进行了一些研究。并分析了叶轮内部流道的流动规律     

多相混输泵动叶轮流道内气相分布规律研究

为了揭示多相混输泵动叶轮流道内含气率的分布规律,基于标准k-ε湍流模型,以空气和纯水作为两相介质,采用Fluent软件在进口含气率为30％的工况下对泵内两相流态进行模拟,分析不同叶高下的气相分布特性.研究表明:在首级动叶轮叶片压力面轮毂附近的气相体积分数最大,而在次级和末级动叶轮叶片压力面上的气相体积分数基本相同;在不...     

球形刚性颗粒与物壁的临界碰撞状况及其在水泵设计中的应用

本文研究了颗粒在粘性、不可压、三维轴对称驻点流动中与物壁碰撞的临界状况，对球粒的运动方程及物壁附近的展开式进行了数值计算，得到了颗粒与物壁碰撞的临界条件及临界碰撞曲线、并具体的分析了颗粒性质、初始位置及初始速度对临界碰撞条件的影响。最后给出了粒与叶轮不发生碰撞情况下，泵进口尺寸的选择公式，它对叶轮机械的抗磨设计有着重要的意义。     

粒子群算法在带导叶离心泵性能优化中的应用

为了提高带导叶离心泵运行效率和解决泵性能优化过程中优化目标与设计变量间强非线性问题,文中提出了一种基于粒子群算法的叶轮多参数智能优化方法.在Workbench软件平台搭建了叶轮造型、网格划分和性能计算的数值仿真流程.以泵设计流量效率为优化目标,定义扬程为约束条件,通过Bézier曲线控制叶片安放角、叶片进口边位置和叶片...     

基于ANSYS workbench的叶轮泵装配体线性静力结构分析

叶轮泵是常用的一种泵,借助ANSYS workbench建立了叶轮泵装配体模型,建立了接触约束,对该装配体进行了线性静力结构分析,得到了叶轮以及环轴孔泵的外壳在使用中的受力变形和应力分布情况,为后续叶轮泵可靠性分析提供参考.     

叶轮出口叶片间面积对潜水泵性能的影响

从推导导流器的特性曲线和叶轮的特性曲线入手，分析了导流器与叶轮的相互影响，提出导流器和叶轮适配才能获得高效的泵，经实验证明只要保持导流器喉部面积和叶轮出口叶片间的面积比值不变，就可得到另一种高效率的泵。     

长短交错叶片对离心泵空蚀特性的影响

为了改善离心泵的抗空蚀性能,本文建立3种不同叶片进口形状的叶轮模型。利用数值模拟方法对不同工况下的3种叶轮叶片形状下的离心泵在不同空化余量时内部流动规律进行了研究,分析不同工况下离心泵内部流场特性及空化特性、以及不同空化余量下3种叶片叶轮内的空蚀特性。结果表明:长叶片离心泵最容易发生空化产生空蚀损伤;短叶片和长短交错叶片离心泵较宽的叶轮进口喉部面积改善了泵在叶轮进口处的吸入性能,具有最佳的抗空蚀性能,空蚀损伤区域面积和空蚀强度有显著的减小。由于叶型的不同,短叶片叶轮的扬程与效率有明显的下降,往往达不到设计所需求的扬程和效率。综合比较下,长短交错叶片在不影响离心泵扬程和效率的前提下具有最佳的抗空化效果,有效地改善了离心泵的空蚀性能。     

修正湍流粘度的混流泵空化非定常分析

为了减少混流泵空化数值模拟误差和分析泵内空化压力脉动的特征,运用Zwart-Gerber-Belamri空化模型对混流泵的空化性能进行了数值模拟,分析了SST湍流模型和RNG湍流模型对混流泵空化数值模拟的影响,并利用湍流粘度修正后的RNG湍流模型对混流泵的空化性能进行了定常和非定常数值计算。研究表明,无论是在非空化时还是空化时,RNG湍流模型都比SST湍流模型计算的误差小;湍流粘度修正后,RNG湍流模型的误差进一步减小。通过对叶轮进出口和泵出口处的压力脉动进行监测和分析,发现叶轮进口处的平均压力最小,但波动最剧烈;各监测点处压力脉动的主频为叶轮叶频,并且主频的幅值随着进口有效汽蚀余量的减少而增大。     

部分流泵的全三维湍流数值模拟

借助Fluent软件,选择标准κ-ε模型和标准壁面函数对单级部分流泵在设计工况方面进行了三维湍流数值模拟,分析了叶轮、涡壳内流体的流动,指出径向直叶片叶轮进口的冲击损失很大,隔舌前后是能量损失、产生噪声与振动的主要区域,隔舌对泵性能影响较大,蜗壳内存在两个反向的旋涡,蜗壳内的流体在主流和二次流的共同影响下沿着流道向前推进。最后,对泵性能的预测值与实测值作了对比,验证了数值模拟的正确性。     

非定常固液两相流对双流道泵磨损性能的影响

基于Mixture多相流模型和RNG k-ε湍流模型,应用Fluent软件对双流道泵内非定常固液两相流进行了数值模拟,并分析了两相流对双流道泵磨损性能的影响。结果表明：泵的扬程和效率均随时间变化呈现正弦性规律;固相颗粒主要集中在叶轮前、后盖板和蜗壳进口前壁面处;叶轮后盖板中间凸起部位发生严重冲击磨损,其他区域均发生滑动磨损;蜗壳壁面均发生滑动磨损,而隔舌部位发生较为严重的冲击磨损。研究结果可为双流道泵的性能预测和优化提供一定的理论支撑。     

立式混流泵装置压力脉动的模型试验分析

为研究立式混流泵装置内部压力脉动特性,通过模型试验的方法,对某混流泵装置不同叶轮叶片安放角(-2°、0°、2°)下叶轮进口和导叶出口的压力脉动进行采集,通过傅里叶变换后比较分析得出:混流泵装置叶轮进口和导叶出口压力脉动峰峰值均具有一定的规律性,不同叶片安放角下叶轮进口压力脉动峰峰值均大于导叶出口,小流量区域表现得更为明显;建立了泵装置稳定性微观与宏观间的联系,得出高效区附近可以通过压力脉动来反映机组波动性;叶轮进口压力脉动受叶片数的影响,主要以叶频为主,导叶出口压力脉动在1倍转频处幅值最大,受导叶片数影响不大;混流泵装置最优运行区域为最优扬程的0.75~1.15倍区域,运行扬程超出这个范围,压力脉动峰峰值明显增大。     

磁力传动离心式植物油泵设计研究

植物油厂用泵现场使用表明，大部分泵的失效是由于密封泄漏引起的。文中提出采用磁力传动泵来解决这一问题，并在已有磁力泵的基础上，做了结构上的改进。轴不旋转，内磁钢体与叶轮后盖板直接相连，减少了叶轮后盖板和内磁钢体前端面这两个端面与液体间的圆盘摩擦损失；泵轴不传递扭矩，为轴材料选择和加工提供了方便。