离心泵优化设计的遗传算法

探讨了离心泵的遗传算法优化设计方法．首次采用遗传算法,对低比速离心泵参数的优化设计方法进行了研究,列举设计实例．经过多次选择、交叉和变异等遗传操作和大量计算．得出了参数优化设计结果,泵效率有所提高,消除了扬程曲线的驼峰现象。本设计方法与传统设计方法相比,具有思想简单、易于实现、应用效果显著等优点,因此更合理、更严谨。     

离心泵性能自动测试仪的研制

介绍的是在常规的离心泵性能曲线测试装置上,采用MCS－51系列的单片机8031,扩展必须的电路芯片和外设,构成一种具有足够工程精度的离心泵性能自动测试仪．该测试仪用来检测离心泵的流量-功率、流量-效率和流量-压头关系,并以表格和曲线的形式直接给出离心泵的特性．大大提高了检测效率,实现了测量数字化和自动化．     

单级双吸离心泵设计方法

采用回归分析方法,研究了单级双吸离心泵水力模型参数和有关设计资料,通过大量计算,给出了单级双吸离心泵设计方法,首次提出了单级双吸离心泵水力效率Zh、容积效率Zv、机械效率Zm和泵过流部件几何参数的设计计算公式,列举了计算实例。研究结果表明,叶轮直径计算平均相对误差为1.17%,泵效率计算平均相对误差为2.92%,完全可以满足设计时的精度要求。文中成果为单级双吸离心泵设计、研究及现有产品改造提供有用的参考。     

电潜泵极限下泵深度的探讨

电动潜油泵是油田进入中后期开发阶段强有力的机械采油方法之一,在世界各主要产油国内均得到了较广泛的应用。本文从潜油多级离心泵泵轴的强度、刚度问题入手,应用纵横弯曲连续梁理论,探讨电潜泵的极限下泵深度。文末以国产200m~3/日电潜泵为例,说明了有关参数对泵轴的变形及强度影响的趋势,并对计算结果进行了分析讨论。     

遗传算法在离心泵叶轮设计中的应用

基于对旋转机械叶片参数化描述、叶栅流道网格参数化生成、流场数值模拟方法以及寻优算法的全局搜索性能四方面的研究,利用Blade Gen旋转机械叶片专业设计软件,对离心泵叶轮的叶型骨线、子午流面进行了参数化描述,并在Blade Gen中生成离心泵叶轮模型.利用Turbo Grid的高质量旋转机械六面体网格生成算法,对离心泵叶轮叶栅流道的网格进行拓扑计算及参数化控制,增大了后续流场分析的稳定性以及收敛速度.利用CFX的session文件,实现对CFX的后台参数化调用,建立了CFX环境下的完全自动化仿真分析过程.以Matlab为主控程序的方式,高效地整合了Blade Gen、Turbo Grid、CFX软件,建立了可扩展性好、鲁棒性强的离心泵叶片优化系统.     

离心泵装置运行参数在线检测系统的研究

介绍了离心泵装置运行参数在线检测系统的基本原理与方法、计算程序流程,以及离心泵Q-H、Q-N性能曲线的拟合.比照分析试验表明,所研究的水泵运行参数在线检测系统在线实时检测显示水泵装置运行时的流量、扬程、轴功率、效率等各项参数,具有较高的精度,可以较好的满足一般水泵站工程的实际应用.     

一种数字式多功能电网参数测量仪的研制

为了提高电参数测量的便利性和准确性,提出了一种基于数字信号处理器的多功能电网参数测量仪设计方案．对C500、C501、AT93C46的工作方式和接口等进行了讨论,采用了基于C500的误差校正法以提高测量准确度,实现了对交流电网中三相电流、电压、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率、频率、有功及无功电能的实时测量,测量准确度达到0．5级．     

一种原油含水率的微波测量原理

原油含水率在油田的生产管理中是一项十分重要的基础参数,含水率的测量十分重要。本文给出了一种利用带状线来设计能在线式地测量流体介质参数的微波探测器的原理,同时总结了利用油水均匀混合两相流总体介电常数来实现原油含水率测量的理论模型。能在线式地测量流体介质参数的微波探测器将成为多相流等流体领域应用和研究上的强力工具。     

岩石破裂压力和力学特性参数的计算

钻井工程、井下作业及采油均需要了解地层的各种压力及力学特性参数．文中介绍了岩石破裂压力、单轴抗压强度、起始剪切强度、就地最小主应力、就地最大主应力及方向和杨氏模量、切变模量、泊松比等弹性参数的计算方法及其在油田工程、地质、采油等领域的应用．对计算方法的适用条件进行了分析讨论．在分析研究的基础上编制了用于生产的软件并设计了汉字图头，为现场提供了各种有用信息．     

离心泵装置运行参数在线检测系统的研究

介绍了离心泵装置运行参数在线检测系统的基本原理与方法、计算程序流程,以及离心泵Q—H、Q-N性能曲线的拟合。比照分析试验表明,所研究的水泵运行参数在线检测系统在线实时检测显示水泵装置运行时的流量、扬程、轴功率、效率等各项参数,具有较高的精度,可以较好的满足一般水泵站工程的实际应用。     

注水系统效率影响因素分析与对策

注水系统效率是一项反映油田注水系统地面工程综合性经济技术指标,注水系统效率的高低直接影响着原油生产能耗的高低。从目前的情况来看,影响注水站效率的原因:一是小排量离心泵机组效率低;二是设备设计能力与实际生产能力不匹配,设备运行工况达不到较好的水平。在管网效率方面,受到了阀控损失影响和管线压降损失影响。针对这种情况,提出解决方案:一是将离心泵机组更换为柱塞泵机组;二是进行注水泵拆级改造;三是实施分压注水调整改造,降低阀控损失;四是实施注水管网改造,减少管道摩擦阻力损失;五是实现污水就地回注或回罐,降低输水能耗。     

入口导流栅几何参数对高速泵诱导轮空化特性的影响

高速离心泵空化问题机理相对复杂,通常认为诱导轮间隙泄漏涡与回流漩涡是影响高速离心泵空化的主要原因。本文通过在诱导轮入口前增设导流栅来抑制旋转涡,达到提高离心泵空化性能的目的。采用RNG k-ε湍流模型,对带有矩形、椭圆形两种不同形状导流栅的离心泵进行全流场模拟,分析高速离心泵全流场数值计算结果,对比增置导流栅前后离心泵空化特性以及进口段流场。结果表明:带椭圆形导流栅的离心泵临界空化数有所降低,空化性能得到改善;增设导流栅后,诱导轮进口段旋转强度明显减弱,离心泵扬程均有明显提升,其中椭圆形导流栅方案较原方案提高了3%。     

基于MATLAB的离心式水泵性能曲线绘制

离心式水泵性能的测定和曲线绘制工作无论是对生产厂家还是对用户都是很必要的，但又是很繁杂的．随着计算机技术的发展，数学正以其所特有的卓越能力进入到各个领域，从而使离心式水泵性能的测定和曲线绘制工作得以简化．MATLAB的出现又使离心式水泵的性能曲线绘制达到了更加快速、准确、直观．     

计算机水冷循环泵设计方法研究

依据生产商对计算机水冷循环泵的性能要求,利用叶片式泵与风机的基本理论,确定了水泵的结构型式,在合理选择基本设计参数的基础上,采用隐函数求导和坐标变换方法,对水泵的叶轮叶片和蜗壳型线进行了设计计算,完成了该种水泵的结构设计,实验表明,该种水泵完全满足设计要求,并且具有体积小、结构合理、成本低等的优点。     

Rotordynamic forces generated by discharge-to-suction leakage flows in centrifugal pumps

In order to investigate the flow-induced vibration in the shroud passage of centrifugal pump and predict rotordynamic forces of centrifugal pump rotor system,an analysis of rotordynamic forces arising from shrouded centrifugal pump is presented. CFD techniques were utilized to analyze the full three-dimensional viscous,primary/secondary flow field in a centrifugal pump impeller to determine rotordynamic forces. Multiple quasi-steady solutions of an eccentric three-dimensional model at different whirl frequency ratios yielded the rotordynamic forces. The skew-symmetric stiffness,damping,and mass matrices were obtained by second-order least-squares analysis. Simulation of the coupled primary/secondary flow field was conducted,and the complex flow characteristics in the flow field of a shroud passage were achieved including the mean velocity and pressure,as well as the eddy in a large scale of flow field due to viscosity. The rotordynamic force coefficients were calculated,and the results were in good agreement with those of experiment except for the direct inertial coefficient without the consideration of whirling forces from the impeller primary flow passage.     

多级离心泵内部间隙流动与泄漏损失

为研究多级离心泵前后密封口环对整体水力性能和容积损失的影响,以某高压离心泵为分析模型,建立叶轮、导叶和密封环一体化的整体模型并进行了三维流场模拟,得到不同工况下多级泵的水力性能和口环间隙泄漏量,分析间隙内的流场结构.结果表明,考虑环形间隙结构的全模型性能预测结果与试验值取得较好的一致,在设计点附近的泄漏量预测值与经验公式计算结果接近.高压多级离心泵内部泄漏损失对性能存在明显的影响,间隙内的回流和叶片出口处的损失随流量增加而减小,相反地,叶轮入口处的损失因流量和间隙泄漏量增加而增大.     

基于水力损失计算的离心泵叶轮叶片出口安放角选择方法

为提高离心泵的效率,在泵叶轮内水力损失计算的基础上,通过推导建立叶轮水力效率和流量、转速、叶片数、比转速、出口安放角及叶轮设计系数的函数关系。据此关系,针对一台Q=100 m3/h、H=34 m、n=2 900 r/min的泵,编写性能预测程序,得出不同叶片数、不同k₀取值下的叶片出口安放角和水力效率的关系,可知当叶片数Z=5、β₂=29°、k₀=4.2时,叶轮水力效率最高。按设计参数设计叶轮,并构建叶轮和蜗壳模型,利用FULENT软件对其内部流场进行数值模拟,得出在设计参数下泵的水力效率达到89.43%,证明了用所提出的方法可以设计出高效的离心泵叶轮。     

多级液力透平效率理论分析及数值计算

为预测多级离心泵作透平的水力效率,以DG85-80多级离心泵为模型,对多级离心泵作透平的性能进行理论分析,提出多级离心泵透平工况下最优效率与泵工况下最优水力效率的关系,得到多级离心泵作透平时的最优效率,并应用CFD软件,对多级离心泵作透平时内部流场的水力性能进行数值分析,所得到的结果与理论分析的结果进行比较,发现在最优效率点的效率能够较好地吻合,误差为2.74%。为了获得多级离心泵的内部流场特性,对不同流量与同一流量下不同位置的相对速度和静压力进行分析,得出叶轮内低速区域随着流量增大而减小,在第1级到第4级压降基本相等,第5级的压降最小。       

液体黏度对旋流泵性能和流动的影响

采用计算流体力学方法研究比转速为76的定型产品32WB8-12型电机直联旋流泵输送水和不同黏度黏油时的水力性能和内部流动,分析液体黏度对性能曲线、泵水力损失、泵腔内部液体平均旋转角速度的变化,给出3个工况下流量、扬程、效率和叶轮圆盘摩擦损失修正系数与叶轮雷诺数的定量关系式,并与离心泵输送黏油试验数据和现有修正系数换算方法进行详细对比。结果表明:与离心泵相比,旋流泵的叶轮圆盘摩擦损失占轴功率的百分比最多为5%,属低叶轮圆盘摩擦损失泵;液体黏度对流量和效率修正系数影响较小,对扬程修正修正系数影响较大;当叶轮雷诺数不低于1×104时,旋流泵可维持较佳水力性能,适合输送黏度较高的液体;泵腔内存在环流涡,其位置和大小、液体平均角速度大小同黏度有关。