潜水排污泵叶轮水力设计改造

某污水处理厂潜水排污泵在实际运行中,实际运行工况大大偏离设计点工况,导致泵出现较强的振动现象,且潜水排污泵性能范围无法满足实际工况需求。针对此问题,对该泵叶轮进行了水力设计改造,改善水力性能,通过三副叶轮试验比较,择优选出的叶轮,满足了实际工况要求,扩大了潜水排污泵的使用性能范围。     

水力激振加剧离心泵振动的试验研究

对一次偶然发现的离心泵振动值偏高问题进行根本原因分析,找出导致加剧泵振动值偏大的根本原因来自于水力激振;通过改善叶轮流道制造质量,达到了降低泵振动值的满意效果,提出高能量离心泵~([1])振动值偏大现象与水力激振有很大关联。     

半开式叶轮与导流器间隙对自吸泵性能的影响

为分析射流式自吸离心泵的半开式叶轮与导流器前盖之间的间隙大小对其性能的影响,采用数值模拟的方法得到了4种不同间隙下射流式自吸离心泵水力性能、径向力变化规律、自吸过程泵内部气液两相分布及流动情况,结果表明:间隙大小对射流式自吸离心泵水力性能影响明显,随着间隙增大,泵扬程和效率呈明显下降趋势,额定工况点间隙为0.5时的扬程和效率相对于间隙2mm时的扬程和效率分别下降14.43%、7.07%;叶轮与导流器上径向力也随间隙增大而减小;叶轮含气率、导流器两个不对称出口及泵体出口的气相质量流率随间隙增大而降低.兼顾考虑水力性能、自吸性能及加工装配工艺,最终确定叶轮与导流器前盖的间隙为0.5mm.样机试验结果表明:在额定工况点扬程34.21m,效率55.29%,当自吸高度为5m时,自吸时间45s,达到设计要求。     

双吸泵叶轮叶片包角的研究

本文通过设计实例及对比试验表明，在双吸泵叶轮的水力设计中，加大叶片的包角设计，对提高泵的水力性能所起的作用；同时提出了一般离心泵叶轮叶片包角也可以适当放大的原则。     

闭式旋涡泵性能试验研究及水力设计

通过分析旋涡泵叶轮叶片数、泵体流道面积对泵性能影响的对比试验，阐述泵的几何参数对泵性能影响的变化规律。利用数值分析方法拟合出叶轮直径D、叶片数Z及流道面积A的经验系数水力计算公式。     

冲压泵叶轮叶片与盖板间间隙对泵性能的影响

采用CFD数值模拟和试验研究相结合的方法,对冲压泵叶轮叶片与盖板间焊接间隙与泵水力性能的关系进行了研究,针对五种不同焊接间隙值对叶轮内部流动特性及水力性能的影响开展了深入研究.研究结果表明:随着叶片与盖板间间隙值的增大,叶轮出口到导叶出口的整体静压值不断降低,叶轮增压作用下降,叶轮各流道间出现窜流和二次回流,泵的水力性能也不断下降.当间隙值δ=1mm时,扬程和效率下降最大,分别为2.13m和13.7％.研究结果对产品的设计与制造具有一定的指导意义.     

轴向剖分双吸泵最小连续流量点降噪降振的改进措施

通过分析一台轴向剖分双吸泵在试验中发生小流量点的振动与噪声超标的原因，进行水力结构及尺寸的改进，达到降低小流量点振动与噪声的目的，试验结果符合标准要求。这种改进对泵的生产及工程应用有实践意义。     

双吸泵叶轮叶片包角的研究

用设计实例及对比试验说明，在双吸泵叶轮的水力设计中，加大叶片的包角设计，对提高泵的水力性能的作用；同时提出了离心泵叶轮叶片包角可以适当放大的原则。     

基于Excel VBA的泵叶轮曲面数控车削宏程序的自动生成

我公司生产各种离心泵,叶轮是泵的水力核心部件,叶轮加工水平直接决定着泵的性能能否达到规定性能。叶轮通常分为开式叶轮和闭式叶轮,见图1。虽然开式叶轮、闭式叶轮曲面作用不同,但都可以用相同的数学模型表示,所不同的只是加工     

斜轴伸泵装置水动力数值计算与模型试验

为研究斜轴伸泵装置的水动力特性,基于ANSYS CFX软件采用RNG k-ε湍流模型和可伸缩壁面函数对泵装置进行三维粘性湍流定常数值计算,计算区域包括叶轮、导叶和进、出水流道,共计算包括设计工况在内的9个工况点。计算结果揭示出该泵装置的内部流动特性,分析在叶轮旋转条件下斜15°进水流道出口断面的水力性能及其对叶轮进口断面相对高度位置的影响和叶轮受水流作用力的分布规律,并探讨水力矩的变化规律及翼型附近的相对流速分布,给出参考的叶轮名义安装高度取值范围(0.7～0.9)D。通过数值计算预测了模型泵装置的水力性能并与物理模型试验结果进行对比,预测的效率值和试验值最大绝对误差为5.01%,最优工况与设计工况时扬程的相对误差、效率的绝对误差均在3.5%以内。     

液压柱塞泵压力脉动函数的仿真分析

流量脉动会引起压力脉动,从而影响液压系统的工作性能,引起结构振动和辐射噪声,会造成液压元件和系统的疲劳破坏,因此仿真分析流量脉动和压力脉动函数对于有效抑制液压柱塞泵的振动和正确设计液压柱塞泵具有重要价值。笔者针对液压泵系统进行定量的振动与噪声分析时所必须具备的激励函数,首先,详细分析了液压泵系统的运行特性,采用傅里叶(Fourier)级数模拟液压泵系统激励函数;然后,建立了压力脉动函数模型;最后,模拟了压力脉动的函数曲线,解决了液压泵系统振动与噪声分析所必需的激励问题。该文为进一步研究液压柱塞泵的定量振动与噪声的响应提供了脉动激励描述,具有理论意义和实际应用价值。     

ACP1000核电常规岛主给水泵内部流动数值模拟与优化

以第三代核电ACP1000常规岛主给水泵为研究对象,建立双吸叶轮流场三维模型,基于CFD方法,采用标准k-ε湍流模型和可升级壁面函数法对其进行三维定常湍流计算。以叶轮前盖板流线为优化参数,基于Bezier函数型流线设计方法对叶轮前盖板提出了优化设计方案。通过比较叶轮内流场增压特性以及水力性能曲线,结果表明,优化后的方案具有高扬程高效率的特点,设计参数满足ACP1000核电机组常规岛主给水泵性能要求。     

基于轴流泵间隙流动的新水力设计方法

轴流泵叶轮轮毂与轮缘处间隙流动及边界层对轴流泵性能的影响很大,应用Numeca及Flu-ent等软件对轴流泵叶轮轮缘间隙中的流动进行数值模拟,根据流动模拟结果对叶轮叶片型线及轮毂、轮缘处的叶型设计进行修正,使其速度-压力分布比较理想,并提出了基于间隙流动的轴流泵水力设计方法,这种新的水力设计方法有利于改进轮缘和轮毂处边界层以及轮缘间隙中的流动,达到提高轴流泵效率的目的。     

叶片厚度对混流式核主泵叶轮能量性能影响研究

基于三维不可压缩流体N-S方程和RNGκ-ε湍流模型,对混流式核主泵叶轮水力模型的能量性能进行了数值预测,研究了不同叶片厚度及其分布规律对混流叶轮模型水力性能的影响。通过分析叶轮叶片压力面、吸力面的静压分布,获得叶片表面的载荷分布及其变化规律。结果表明:随着叶轮叶片厚度减薄,最高效率值有所增大且高效点向大流量工况偏移;当叶片最厚处位置在靠近进口边约1/3处时,叶轮水力效率值最大;随着叶片最厚位置由进口向出口移动时,最高效率点向大流量工况偏移。     

泵源液压系统压力脉动抑制方法研究

介绍了泵源液压系统振动与噪声产生的原因,分析了液压系统振动与噪声的危害。设计制造了一种基于流体—结构耦合振动的结构共振式液压脉动滤波器,在转运车泵源液压系统压力脉动测试试验平台上进行了2组试验。测试了泵源液压系统实际工况的压力脉动和安装滤波器后系统的压力脉动情况,得出2种试验条件下的液压脉动波动幅度和脉动率。验证了结构共振式液压脉动滤波器的使用效能和不足,为液压系统振动控制提供了新的技术手段。     

基于粒子滤波和自回归谱的液压泵故障诊断

针对飞机轴向柱塞式液压泵的工作状态监控问题,提出了一种基于液压泵振动信号分析处理的故障诊断新方法。通过对加速度传感器的原始数据序列进行信号建模,利用粒子数优化后的粒子滤波算法进行降噪;根据滤波后信号的自回归谱提取特征值,结合液压泵的故障机理分析其工作状态,实现对液压泵的故障分析和诊断。实验及仿真结果表明,粒子滤波可有效跟随原始信号并滤除噪声干扰,基于粒子滤波和自回归谱的液压泵故障诊断方法能有效地提取故障特征值,实现故障诊断和识别。     

Effects of meridional flow passage shape on hydraulic performance of mixed-flow pump impellers

During the process of designing the mixed-flow pump impeller, the meridional flow passage shape directly affects the obtained meridional flow field, which then has an influence on the three-dimensional impeller shape. However, the meridional flow passage shape is too complicated to be described by a simple formula for now. Therefore, reasonable parameter selection for the meridional flow passage is essential to the investigation. In order to explore the effects of the meridional flow passage shape on the impeller design and the hydraulic performance of the mixed-flow pump, the hub and shroud radius ratio (HSRR) of impeller and the outlet diffusion angle (ODA) of outlet zone are selected as the meridional flow passage parameters. 25 mixed-flow pump impellers, with specific speed of 496 under the design condition, are designed with various parameter combinations. Among these impellers, one with HSRR of 1.94 and ODA of 90° is selected to carry out the model test and the obtained experimental results are used to verify accuracies of the head and the hydraulic efficiency predicted by numerical simulation. Based on SIMPLE algorithm and standard k-ε two-equation turbulence model, the three-dimensional steady incompressible Reynolds averaged Navier-Stokes equations are solved and the effects of different parameters on hydraulic performance of mixed-flow pump impellers are analyzed. The analysis results demonstrate that there are optimal values of HSRR and ODA available, so the hydraulic performance and the internal flow of mixed-flow pumps can be improved by selecting appropriate values for the meridional flow passage parameters. The research on these two parameters, HSRR and ODA, has further illustrated influences of the meridional flow passage shape on the hydraulic performance of the mixed-flow pump, and is beneficial to improving the design of the mixed-flow pump impeller.     

大、中型液环真空泵叶轮的动平衡校正

以有效减小叶轮的不平衡量、降低泵的振动和噪音为目的,在平衡理论的指导下,探讨真空泵叶轮的动平衡方法。     

Experimental study of the influence of flow passage subtle variation on mixed-flow pump performance

In the mixed-flow pump design, the shape of the flow passage can directly affect the flow capacity and the internal flow, thus influencing hydraulic performance, cavitation performance and operation stability of the mixed-flow pump. However, there is currently a lack of experimental research on the influence mechanism. Therefore, in order to analyze the effects of subtle variations of the flow passage on the mixed-flow pump performance, the frustum cone surface of the end part of inlet contraction flow passage of the mixed-flow pump is processed into a cylindrical surface and a test rig is built to carry out the hydraulic performance experiment. In this experiment, parameters, such as the head, the efficiency, and the shaft power, are measured, and the pressure fluctuation and the noise signal are also collected. The research results suggest that after processing the inlet flow passage, the head of the mixed-flow pump significantly goes down; the best efficiency of the mixed-flow pump drops by approximately 1.5%, the efficiency decreases more significantly under the large flow rate; the shaft power slightly increases under the large flow rate, slightly decreases under the small flow rate. In addition, the pressure fluctuation amplitudes on both the impeller inlet and the diffuser outlet increase significantly with more drastic pressure fluctuations and significantly lower stability of the internal flow of the mixed-flow pump. At the same time, the noise dramatically increases. Overall speaking, the subtle variation of the inlet flow passage leads to a significant change of the mixed-flow pump performance, thus suggesting a special attention to the optimization of flow passage. This paper investigates the influence of the flow passage variation on the mixed-flow pump performance by experiment, which will benefit the optimal design of the flow passage of the mixed-flow pump.     

基于离心涡轮的液压柱塞泵自增压技术研究

液压柱塞泵由于自身吸油特性不好,入口油压低时极易造成吸油不足产生气穴,引起振动和气穴噪声,对液压系统危害很大。而且入口吸油不足还极大地限制了泵工作转速的提高和减少使用寿命。文中研究在液压柱塞泵入口腔内集成离心涡轮,实现液压柱塞泵自增压。