低比转速多级泵间隙尺寸改变对内部流场及其性能的影响

为研究低比转速多级泵间隙尺寸的改变对内流场及其性能的影响,应用CFX软件对带间隙模型泵进行数值模拟,设计了12个间隙组合模型,分析了泵的外特性、间隙泄漏量、叶轮出口与导叶进口速度压力的变化规律。结果表明,随着间隙尺寸的增加泵扬程和效率均有所下降;叶轮口环的泄漏来自遭到撞击改变方向的叶轮出口流体,导叶口环的泄漏来自次级叶轮进口的流体;间隙对泵的影响程度依次为叶轮口环导叶口环叶轮与导叶的运转间隙;叶轮出口流出的液体进入导叶时极大地阻断了叶轮泵腔之间与叶轮导叶轴向间隙的流体交换。数值模拟结果较估计值仍然偏高,数值模拟对单一模型的准确度有待商榷,说明多组模型对比十分必要。研究成果为进一步深入分析奠定了基础。     

基于CFD的悬臂式多级离心泵径向力与轴向力研究

为提高悬臂式多级离心泵的运行稳定性,以某不锈钢悬臂式多级离心泵为例,采用Pro/E与ICEM软件完成全流场三维模型与网格划分,在ANSYS CFX中选取RNGκ-ε湍流模型方法,研究了以全流场非定常数值计算为基础提取得到的计算模型在多个典型工况下作用在叶轮上的径向力和轴向力。发现外特性曲线的模拟值和试验值吻合良好,说明径向力与轴向力的数值预测规律能够反映泵运转状态下的实际变化规律。分析结果表明,各级叶轮在一个单旋转周期内所受径向力较小,且分布不均匀;随着流量的增大,各级叶轮所受径向力均呈现先减小后增大的趋势,在设计点工况达到最小值;各级叶轮所受到的轴向力随流量增大而逐渐减小,首末两级叶轮较大,第二与第三级叶轮较小;总轴向力大小与流量呈现非线性关系,流量越大轴向力减小越快;随着流量的增加,单个周期内的总轴向力出现脉动频率等于叶轮和导叶叶片数最小公倍数的周期性现象。     

叶片厚度分布对两级离心泵空化性能的影响

针对叶片厚度分布对两级离心泵空化性能的影响,通过对第一级叶轮叶片的厚度分布进行优化,研究其对泵外特性、压力脉动以及流体激励力的影响。结果表明：采用线性厚度分布的对称叶片时,前缘厚度对空化性能的影响最大,叶片越薄,泵的抗空化能力越强;随着尾缘变厚,压力脉动幅值向叶轮进口方向偏移,且随着叶片厚度减小,压力脉动幅值相应减小。第一级叶轮流道内的压力脉动主频为干涉叶频,保留高幅低频的宽频特征,所受空间三向力的脉动主频为2倍叶频,轴向力较小,脉动幅值较低,径向力的主要信号成分是叶频和2倍叶频。     

高速离心泵叶轮的平衡孔对其性能的影响分析

文中以高速高压离心泵为研究对象,基于ANSYS-Fluent流场仿真软件,采用标准k-ε湍流模型、SIMPLE算法对高速高压条件下运行的离心泵在叶轮有无平衡孔的两种情况分别进行内部流场全流道三维数值模拟,分析叶轮上的平衡孔对离心泵性能及轴向推力的影响,探讨了其减小轴向力的效果。数值模拟的结果表明,若平衡孔的大小合适,平衡孔对泵扬程影响不大,但是对离心泵轴向推力的减小有效。     

熔盐泵空间导叶与叶轮的径向安装间隙对泵性能影响研究

为了探究空间导叶和叶轮之间的径向安装间隙对泵性能影响规律,选择某VS1型太阳能高温熔盐泵首级部分作为研究对象,在其他几何参数不变的前提下,以原导叶和叶轮径向间隙值为基础,通过沿径向逐次改变导叶进口和叶轮之间的相对位置,共设计了6组不同间隙下的导叶-叶轮组合方案,基于CFD方法对6种间隙方案(1.5～6.5 mm),进行了全流场数值模拟,并试验验证了数值算法的可靠性。研究表明：导叶与叶轮径向安装间隙对泵扬程和效率在不同工况下的影响具有显著差异性,存在较优间隙使泵性能整体最佳,间隙过大、过小时都会致使其性能劣化;与原间隙2.5 mm时相比,合适的间隙可使叶轮出口和腔体间隙处的主频压力脉动幅值分别降低20.6%和36.4%,泵内介质流动稳定性提升;导叶内流道压力梯度和腔体涡核心分布随间隙改变呈不同变化态势,间隙为4.5 mm时,导叶内流道压力梯度变化更为均匀有序,腔体内涡的范围和强度较其它方案削弱明显,泵内流态最优。     

偏心度与间隙比对轴流泵流动激励力的影响

叶轮偏心将会引起轴流泵叶轮顶部间隙沿周向不均匀,从而导致附加的流动激励和噪声.利用计算流体力学商业软件Fluent模拟不同偏心度和间隙比的轴流泵非定常流场,研究周向非均匀间隙对泵内压强脉动及叶轮激励力的影响.结果表明:壁面压强脉动强度并不是在最小间隙处达到最大,而是出现在偏离最小间隙处约30°~60°的方向,并随着间隙比增大,脉动强度最大值发生位置逐渐向最小间隙处靠拢;同时,偏心造成的非均匀叶顶间隙引起了轴频处的压强脉动,在间隙比为2.5%下偏心度从0%增加到60%,轴频处的压强脉动相对增量为661.54%;叶轮受到的径向激励力时均值与偏心度呈线性关系,其斜率与间隙比的平方根成正比.     

微型高速泵小流量工况空化特性数值分析

通过CFturbo与UG软件建立及优化模型,基于RNG k-ε湍流模型和Rayleigh-Plesset空化模型,利用CFX(计算流体力学)软件对微型高速离心泵进行数值模拟。通过小流量和不同进口总压工况,对叶轮进口段流动特性、叶片表面和叶轮流道的静压分布以及叶轮流道内空泡数分布3个方面进行流场分析。结果表明:流量对叶轮进口段回流影响较大;叶片前缘到后缘的压力逐渐增大,叶轮流道进口到出口的压力也逐渐增加;扬程系数陡降前的振动是叶轮空化不稳定引起的,随着空化系数的降低,空泡体积数逐渐占据整个叶轮流道,空泡分布也由不对称转变为对称结构;为微型高速泵的设计和研究提供了理论基础。     

颗粒体积分数对天然气水合物多相混输泵内流特性的影响

为研究颗粒体积分数对天然气水合物多相混输泵内流特性的影响,基于ANSYS CFX软件采用非均相模型和particle模型,选用甲烷水合物颗粒体积分数为5%、10%、15%和20%的海水为介质,对多相混输泵流场进行数值模拟。结果表明：当颗粒体积分数较低时多相混输泵叶轮和导叶内旋涡较小,但随着颗粒体积分数的增加多相混输泵叶轮和导叶内轴向旋涡逐渐增大;在叶轮流道内颗粒分布较为均匀,而随着颗粒体积分数的增加,导叶内较大的旋涡影响导致颗粒在导叶内出现明显的聚集现象,在导叶叶片表面颗粒主要聚集在吸力面前半部分,其分布区域远大于压力面,即导叶吸力面更易受到磨损;随着颗粒体积分数的增加,多相混输泵的扬程和效率均逐渐降低。     

基于CFD的离心泵叶轮内部流动分析与试验对比

为了解有空间导叶的离心泵叶轮内部水力性能,借助NUMECA公司的FINE软件,采用NavierStokes方程和Spalart-Allmaras湍流模型,分别在0.8Qopt、Qopt、1.2Qopt工况下对离心泵内部流动进行数值模拟计算。结果表明,随流量的增加,靠近进口边叶片吸力面的抗空蚀性能逐渐增强;叶片间轴向漩涡的位置与流量无关;出口边径向速度随流量增加而增大;出口边切向速度随流量增加而减小。与试验结果的比较表明,在Qopt工况下,数值模拟能有效预测泵内部的复杂三维流动与水力性能。     

颗粒直径及浓度对高速离心泵非定常特性的影响

为探究不同颗粒直径、颗粒浓度对高速离心泵非定常特性的影响,以一台比转速为67的高速离心泵作为研究对象,利用ANSYS CFX软件建立的Mixture混合多相流模型进行了数值模拟计算,分析了高速泵的外特性、内部流场以及压力脉动变化规律。计算结果表明:随着颗粒体积分数的增加,效率最优工况点在向小流量处偏移,并且叶轮进口越偏向大流量工况,效率下降得越快,适当增加颗粒直径,对固液两相流的输送有积极作用;在不同颗粒浓度下,叶轮流道内的压力脉动主频均出现在叶频及倍频处,在颗粒体积分数为0.65%、颗粒直径为D=0.15 mm时,随着进口流量的增加,固相体积在叶轮流道处占比逐渐减小,在叶轮进口处颗粒占比逐渐增大;随着颗粒浓度的增大,叶轮流道内及隔舌处的压力均减小,叶轮流道内、隔舌处的压力和叶轮的径向力增减速度快慢的分界点在颗粒直径D=0.1 mm附近。     

汽轮发电机轴承轴向振动超标的原因与综合治理

通过对汽轮发电机轴承座结构的分析，找出该发电机组轴向振动超标的原因，进而采用高精度高速动平衡的方法，使该发电机组轴承轴向振动降至合格的范围内，确保了机组的安全运行。     

接收侧向排汽凝汽器的设计

凝汽器接收侧向排汽的布置方式,可降低厂房高度,减少工程投资。接收侧向进汽的凝汽器的设计与常规凝汽器有较大的区别,由于进汽流的位置不同,在设计时需要有不同的考虑。该文介绍了接收侧向排汽凝汽器设计过程,重点介绍了设计过程中遇到的一些问题、难点及其解决办法。     

轴流式压气机进口导叶滞后角的计算

根据一系列平面叶栅风洞试验的结果,确定了轴流式压气机中可转导叶和可变尾缘导叶的气动特性,从而总结出它们的滞后角按卡特公式计算时适用的范围和必须进行的修正。     

一种平衡齿轮轴向力的可调止推结构

某柴油机附件齿轮传动机构在工作中齿轮运转的轴向分力对变量泵产生冲击作用,导致变量泵工作不稳定。针对上述问题,设计了可调轴向止推结构,以抵消齿轮轴向力。该方案结构简单、空间占位小、便于安装;并可推广应用于类似齿轮传动轴系中。     

给定通流部分形状时多级轴流压气机效率优化

用一维理论对轴流压气机的初步设计作进一步的研究。导出了多级轴流压气机特性关系，建立了在给定通流部分形状时最优化设计的数学模型，得到了解析关系，并以某三级压气机为例进行了数值计算，所得结论具有一定的普适性，对多级轴流压气机的初步设计有一定的指导作用。     

轴流式压气机参数采集系统的设计与实现

介绍了轴流式压气机参数采集系统的设计原理,基于Visual C＋＋开发了参数采集分析软件,系统由实验压气机、采集系统、控制系统等分系统组成。重点介绍了采集系统和软件设计,实现了一种高精度、高可靠性、数字化的压气机参数采集方法。     

给定轴分速时轴流压气机级性能的解析优化

用一维理论对轴流压气机的初步设计作进一步的研究,导出了轴流压气机基元级的特性关系,建立了在给定轴向分速时最优化设计的数学模型,得到了解析关系,所得结论具有很好的普适性,并可进一步拓广用于多级轴流压气机优化中。     

某柴油机系列机型曲轴轴向间隙偏小分析与改进

通过对设计图纸标注尺寸的尺寸链计算,及对大量装配数据的统计分析,发现对于柴油机止推瓦这种结构,在装配后上、下轴瓦间必定会产生约0.05 mm左右的错位量,在尺寸链计算时必须将这个错位量当做减环来处理,否则就会出现大量不合格。     

小汽轮机轴向位移增大的原因分析与处理

对6号机A小机轴向位移在投入ADS运行状态下增大的现象进行跟踪监测、分析、制定实施方案，处理后取得显著成效，并提出了汽轮机现场轴向位移的定位方法。     

汽轮发电机组轴向振动的分析和处理

从轴向振动的机理入手,结合现场试验研究,对汽轮发电机组轴向振动进行了详细的分析,提出了处理解决的方法,实践证明是行之有效的。