2014年第10期导读

<正>本期论文广场栏目中,叶轮背叶片对离心泵内部流场的影响一文,研究了叶轮背叶片对离心泵内部流场的影响,建立了前弯、后弯和直型三种不同背叶片数量的叶轮模型,在相同工况下对离心泵内部流场进行了数值模拟。研究表明,在不同背叶片数目和形式下,泵的效率有所不同。小孔在压力容器中的设计与应用、超压低温绝热液氧容器的开     

2014年第10期导读

正本期论文广场栏目中,叶轮背叶片对离心泵内部流场的影响一文,研究了叶轮背叶片对离心泵内部流场的影响,建立了前弯、后弯和直型三种不同背叶片数量的叶轮模型,在相同工况下对离心泵内部流场进行了数值模拟。研究表明,在不同背叶片数目和形式下,泵的效率有所不同。小孔在压力容器中的设计与应用、超压低温绝热液氧容器的开     

叶轮背叶片对离心泵轴向力的影响

离心泵在石油化工行业有着广泛的应用,不同结构的叶轮其内部受力也存在不同。对此,对叶轮背叶片对离心泵轴向力影响进行研究和分析,并在检修中如何将叶轮背叶片间隙控制,为平时检修提供一定的理论依据。同时,确保设备长期运行。     

离心泵三元流场计算与叶轮计算机辅助设计

为进行离心泵叶轮的三元设计,用有限元方法解决了离心泵叶轮三元流场的计算问题。借助Auto CAD绘图系统,实现了叶轮的三元CAD。试验研究表明,本项研究在提高叶轮绘图效率、质量和泵效等方面有明显的效果。     

无过载泵优化设计

从理论上分析了无过载离心泵的原理。考虑到叶轮圆盘摩擦损失和泵体内的水力损失是无过载泵内的主要功率损失,经它为目标函数,在地设计变量进行合理约束的条件下,寻求最佳的叶轮直径、叶片同口角、叶轮出口宽度和叶片数,以及与之匹配的其他参数,以提高泵的效率。     

变流量工况下离心泵内部流场数值模拟分析

利用工程上普遍采用的κ-ε两方程模型和SIMPLE算法,对变流量工况下的离心泵内部流场进行了数值模拟分析,得出了离心泵在不同流量工况下的压力场和速度场分布图,在对变流量工况下的内部流场进行分析比较后认为,泵在靠近额定工况下运行时,流动最为稳定,应确保泵在额定工况下运行。     

输送粘油时叶轮几何参数对离心泵性能的影响

试验研究了以叶片数及叶片出口角为代表的叶轮几何参数对离心泵输送粘性油性能的影响。在离心泵试验台架上,测量了输送不同粘度油品时不同叶片数及叶片出口角叶轮的外特性;对比了在泵送不同粘度介质时叶片数及叶片出口角对离心泵性能的影响程度。试验表明,叶片数与叶片出口角对离心泵性能的影响程度随输送油品粘度范围的不同而改变。分析可知,输送油品运动粘度低于１００×１０－６ｍ２／ｓ时,增大叶片出口角,能有效提高泵的输送能力;输送高粘油时,宜采用少叶片数叶轮。三叶片叶轮能在较大范围内延缓粘性对离心泵性能的影响。     

空穴影响离心泵工作特性的CFD分析

为了研究离心泵发生空穴后的工作性能,将Singhal空穴模型和Mixture多相流模型相结合,运用RNGκ-ε湍流模型和SIMPLE算法对离心泵的三维流场进行计算流体动力学数值模拟,并预测其性能曲线。研究结果表明,压力自叶片工作面的根部向尾部逐渐增大,然后从背面的尾部向根部不断下降,在入口端容易发生空穴。空穴的临界条件为泵入口压力58 104 Pa或出口压力187 792 Pa。当泵发生空穴时,叶轮内的流线偏离叶片型线,并在流量下降时出现大尺度漩涡,造成泵的扬程和效率急剧下降。在设计流量下,一定程度的空穴并不引起泵效的大幅下降,当泵出口压力超过145 k Pa时,空穴造成的泵效下降率小于1.97%。     

多级离心泵内动静干扰流场的数值模拟

为了分析离心泵内动静干扰作用和压力脉动特性,基于Fluent软件并运用滑移网格技术求解了三维非稳态Navier-Stokes方程和标准的κ-ε湍流方程,并对内部流场进行了多工况非定常数值模拟。计算得出了离心泵的性能曲线,还得到了内部的压力和速度分布以及在不同流量下的压力脉动时域和频谱特性。计算结果表明,叶轮出流因受到导叶叶片头部的阻挡干扰,导致局部流体出现涡流;各工况下离心泵内压力脉动呈明显的周期性变化规律;叶轮与导叶间动静耦合处的压力脉动主要受叶频的影响,叶频是流道内压力脉动的主频;不同流量下主频相同,但主频振幅稍有不同;旋转叶轮与静止导叶间的动静耦合作用是压力脉动的主要来源。     

2种电潜离心泵流场模拟及外特性对比分析

针对目前油田使用的2种不同叶轮和导轮结构的电潜离心泵,采用计算流体动力学方法进行泵内流场模拟。在流量为80～200 m³/d,介质运动黏度为1～40 mm²/s的工况下研究泵的外特性差异。基于FLUENT商业软件,采用标准k-ε湍流模型建立数值仿真模型,分析2种泵的叶轮在不同工况下的流场分布规律,根据速度矢量分布探究静压分布出现的原因。绘制泵的特性曲线,包括扬程、效率与流量的关系,发现泵特性出现变化的工况点与流场分析结果相对应。根据流场模拟结果分析2种泵所适用的工况,结果表明：径向流泵适用于大流量和高黏度工况,混向流泵适用于较低流量和中低黏度工况。研究成果可为不同工况下泵的选择及泵的结构优化提供理论依据。     

离心泵的节能措施与应用

离心泵耗电量非常高,其年耗电量约占国内用电量的1/3,占国内工业用电量的40%~45%。泵自身的电力消耗相当大,这就要求采取各种节能措施使离心泵在低耗能、高效率工况下工作,从而达到节能的目的。从提高泵自身效率,合理选型,调节可动叶片,切割或加长叶轮,调节电机转速,经济调度等方面对离心泵的节能措施进行了介绍。     

离心泵的节能措施与应用

离心泵耗电量非常高,其年耗电量约占国内用电量的1/3,占国内工业用电量的40%~45%。泵自身的电力消耗相当大,这就要求采取各种节能措施使离心泵在低耗能、高效率工况下工作,从而达到节能的目的。从提高泵自身效率,合理选型,调节可动叶片,切割或加长叶轮,调节电机转速,经济调度等方面对离心泵的节能措施进行了介绍。     

基于输油气场站高比转数离心泵设计优化研究

针对输油气场站高比转数离心泵的运行特性,基于N-S方程和标准k-ε模型,对比转数ns为177的离心泵进行定常数值模拟,得出压力场、速度场及湍流强度的等值线分布云图,分析了叶轮及蜗壳内部流场的分布规律,研究结果表明:叶轮及蜗壳内的流场呈非均匀分布;在泵出口靠近蜗壳的上侧产生明显的回流,可为高比转数离心泵性能的改进及优化提供科学的依据,达到优化设计、节能降耗目的。     

不同形状叶轮对潜油离心泵内数值流场的影响

对具有不同形状叶轮的潜油离心泵进行数值流场分析和研究,在Pro/E中建立三维几何模型,将模型转入GAMBIT进行网格划分,再利用Fluent软件模拟2种不同形状离心泵叶轮的三维流动。结果显示出离心泵内的压力场、速度场和湍流强度等情况,对比了不同形状叶轮对潜油离心泵内数值流场的影响,为其设计选型及改良提供了可靠依据。     

离心油泵变角调节与数值模拟

在石油化工企业中,在非设计工况下运行的离心泵是很常见的,其操作流量低于设计流量,存在效率低、能耗高、运行不稳定等问题。用变角调节的方法,改变叶片入口角和曲率,降低叶轮流道水力损失并利用CAD对变角调节前后的离心泵叶轮进行三维建模．借用ANSYS进行受力分析和网格生成,最后将网格文件导入FLUENT进行数值模拟,找到泵在非设计工况下的最佳工况点。     

油气混输泵叶轮叶片重叠度数值模拟

基于螺旋轴流式油气混输泵叶轮的基本参数,利用标准κ-ε模型和Mixture模型,在叶片重叠系数m〉1和m=1及不同体积含气率下,对单个压缩单元进行三维气液两相流场数值模拟。通过对叶片工作面、背面静压和速度矢量分析,探讨气液两相介质在叶轮内的流动规律,并绘制在2种重叠系数下效率和相对扬程与不同含气率关系曲线。结果表明：压缩单元叶片重叠系数m〉1时,其效率和对流体的增压能力均大于重叠系数m=1时。     

单级双吸双层蜗壳离心泵变工况运行特性研究

为研究双层蜗壳离心泵变工况运行时的泵内流动特性,应用计算流体动力学技术对模型泵内部的流场进行数值模拟,并对设计工况和非设计工况下的压力等值线图和速度等值线图进行分析。结果表明,设计工况下泵内压力速度分布较均匀,流动轴对称性较好;小流量工况下靠近隔舌附近和蜗壳隔板始端附近叶轮内的压力和速度分布不均匀性增加,轴对称性变差;大流量工况下,叶轮内和叶轮周围蜗壳内流动对称性相对于小流量工况下的情况好,但隔板外侧压力和速度分布不均匀,会使流动损失增大。     

基于CFD技术的离心泵叶轮的优化设计

利用Fluent流体分析软件对离心泵叶轮内流场进行模拟,模拟出叶轮内流场在不同的叶轮型线的速度、雷诺数以及压力的变化规律,按照优化原则,得出最优的叶轮结构,进而提高了泵的效率.     

叶片数对离心泵输送粘性流体时性能的影响

在离心泵试验台上，试验测量了各种运动粘度下，具有不同叶片数叶轮的离心泵性能，探讨了叶片数对离心泵输送粘性流体时对性能的影响，比较了不同粘度下叶片数对油泵性能影响程度的大小，并对输送粘性流体时离心泵的设计提出了新的见解     

固液圆盘泵固相体积分数分布数值模拟

为研究固液圆盘泵内固相体积分数的分布规律,应用Fluent对模型泵内部的固液两相湍流进行数值模拟。比较了不同颗粒体积分数及不同颗粒直径对固相体积分数分布规律以及泵的扬程和效率的影响。结果表明,叶片工作面附近的颗粒体积分数大于吸力面的体积分数,叶轮入口的颗粒体积分数大于出口处的体积分数,在叶轮出口处,颗粒更易于集中在叶片工作面附近,在有叶片区域内,颗粒体积分数最高处在叶轮出口叶片工作面靠近无叶区附近。压水室流道内,颗粒主要集中于与叶轮无叶区相对应的流道区域内,且越靠近压水室流道壁颗粒体积分数越高。