节段式多级离心泵轴向力的计算与分析

轴向力的准确计算是影响离心泵可靠性、安全性和稳定性的重要因素。以某节段式多级离心泵为研究对象,不考虑平衡盘轴向间隙的变化,首先采用传统的经验公式计算其轴向力,然后基于FLUENT软件,采用Realizableκ-ε湍流模型和二阶迎风格式算法,对该多级泵的内部流动进行全流场数值模拟,预测叶轮壁面所受的轴向力大小,得到其主要工况下的轴向力分布。比较泵主要工况下的理论值与模拟值,发现轴向力在小流量工况下相差较大,在设计工况下模拟值与理论值基本吻合,最大误差为5.9%。数值模拟的方法验证了用经验公式计算轴向力的准确性,研究结论为离心泵轴向力计算提供了新的思路和方法。     

矿井防尘供水管网相似试验模型构建与测点优化

依据水力相似理论,提出了构建与矿井防尘供水管网等效的相似试验模型的理论方法,基于流体力学基本方程和量纲分析法,结合重力相似准则和压力相似准则,推导出矿井防尘供水管网与其相似模型主要物理指标之间的关系,运用EPANET水力模拟软件求解最大防尘用水量下管网原型与模型水力工况并进行误差分析。结果表明,管网原型与变态相似模型对应管段的流量、流速和压差相似比尺的平均相对误差分别为0.20%、0.46%和-4.20%,验证了相似试验模型构建的合理性和可行性。同时,为进一步实现对相似物理模型水力工况的有效监测,基于信息理论和相关系数构建测点优化数学模型,并结合日防尘用水需求的动态水力模拟,对压力监测点进行优化布置。     

额定工况下离心泵空化数值分析

泵做为输送流体或增压流体的机械设备已广泛应用于各行各业,而泵工作过程中,由于进口压力的降低,可能会产生空化,其不仅降低泵的效率,而且会对叶片产生一定的损坏。采用Rayleigh-Plesset空化模型对矿用小流量离心泵额定流量工况进行计算,分析额定工况下不同进口压力时,离心泵空化特性,并绘制NPSH-H曲线。     

基于iSIGHT的桁架结构优化设计

针对目前履带起重机臂架设计冗余度过剩等问题,以某型履带起重机3 m中间节臂为研究对象,以臂架轻量化为优化目标,建立扭转工况下参数化有限元优化设计模型。在iSIGHT软件中搭建优化流程,进行DOE分析与优化设计研究,仿真结果表明,DOE分析结果与试验结果一致;在保证强度和稳定性的情况下,重量减轻10%。     

随钻型水力冲孔器的设计

针对煤矿井下"三高一低"松软煤层中瓦斯抽采效率低、抽采时间长等问题,采用水力冲孔技术,降低地应力,增加煤层渗透性,以解决瓦斯抽采问题。为提高水力冲孔效率,研制随钻型压力可调节式水力冲孔器,关键部件为流量可调节的高低压转换机构,并利用伯努利方程推导了合金喷嘴直径与高压泵泵量和压力之间的变化规律。室内实验和现场试验结果表明:实际工况下,流量可调节的高低压转换机构可实现不同流量下高低压临界状态控制,稳定可靠;优选的合金喷嘴直径能满足水力冲孔要求,与理论研究相一致。     

泵流量对纵向切槽水力压裂裂缝偏转的影响规律研究

采用ABAQUS软件,建立了纵向切槽水力压裂裂缝扩展的有限元二维模型,分析了不同泵流量条件下纵向切槽水力压裂裂缝扩展规律。研究表明:裂缝开裂初期,受地应力差的影响,裂缝很快转向最大主应力方向;随着泵流量的大幅增加,裂缝的偏转情况得到减缓,曲率半径增大,偏转距明显增加,流量在120L/min以内时,增长速度较快;目前常用注水泵流量为90L/min,其裂缝偏转距为4.05m。结论对于实际的钻孔距设计和注水泵选取具有参考意义。     

离心泵取消底阀节能装置设计与经济性分析

离心泵是国民经济各部门必不可少的通用机械,耗电量较高,因此泵的节能意义十分重大。离心泵为无底阀运行,计算了离心泵取消底阀前后各项阻力损失,选择吸水装置及其设计,并进行经济性分析。     

离心泵的调节方式及其能耗分析

通过离心泵与管路系统的特性曲线图可得知离心泵流量调节的方式有出口阀门调节、泵改变转速调节和泵的串、并联调节。用特性曲线图分析了出口阀门调节和泵变转速调节两种方式的能耗损失,并进行了对比,指出离心泵用变速调节流量比用出口阀门调节流量可以更好的节约能耗。但在实际应用时应该注意变速调节的范围,才能更好的应用离心泵变速调节。     

离心泵的调节方式及其能耗分析

通过离心泵与管路系统的特性曲线图可知 ,离心泵流量调节的方式有出口阀门调节 ,泵改变转速调节和泵的串、并联调节 ,用特性曲线图分析了出口阀门调节和泵变转速调节 2种方式的能耗损失 ,并进行了对比 ,指出离心泵用变速调节流量比用出口阀门调节流量可以更好地节约能耗。但在实际应用时应该注意变速调节的范围 ,才能更好地应用离心泵变速调节     

矿用离心泵运行工况的调整

一、为什么需要调整 1.矿用多级离心泵扬程不能满足各种矿井排高的要求 目前矿井排水泵90％以上是多级离心泵,以一台250D—60C型泵为例,其设计流量为450米~3/时,而泵的扬程随泵的级数增加而而增加,且每增加一级,扬程增加60米,从设计的角度就是用多级泵级数的变化来适应不同深度的矿井排高的要求。然而,矿井要求的排高,随矿井的深度不同和排水系统的管路结构不同,往往是千差万别的,并非正好适合增加一级或减少一级,这就出现了在使用多级离心泵的实际工作中,需要在增减一级的范围内再作进一步微调的要求。     

永磁调速与变频调速技术在选煤厂循环水泵的应用

在实际生产过程中,神火集团梁北选煤厂循环水泵由于用水流量不需要水泵系统按照原设计进行满负荷输出,故而通过调节阀门开度来控制水泵的流量,因此阀门节流及管网压力损失大,进而造成电能消耗严重。为了减少循环水泵阀门节流产生的管网压力损失,节约电能消耗,提高循环水泵的工作能效,研究了近几年新兴的一种调速技术——永磁调速技术的特点、调速原理及节能原理,并与2013年进行高压变频调速节能改造的另一台循环水泵电机在同等工况下的变频调速使用效果进行比较,分析了两种调速技术各自的优缺点,重点对两者在循环水泵电机上的应用节能效果进行了比对,结果表明新兴的调速技术——永磁调速技术相比变频调速技术更适合应用于风机、泵类等离心负载的调速节能方面。     

离心泵叶轮多工况节能运行状态监测方法

为了保证离心泵叶轮的节能稳定运行,提出了一种离心泵叶轮多工况节能运行状态监测方法。同步采集离心泵叶轮运行过程中的进口空泡分布以及外特性等信息,并分析其变化规律,同时采用小波分解方法对信号进行降噪处理。引入Hilbert-Huang变换算法提取离心泵叶轮多工况节能运行特征和运行状态监测指标,采用支持向量机完成离心泵叶轮多工况节能运行状态监测。应用分析结果表明,所提方法可以有效提升监测结果的准确性,保证离心泵叶轮节能稳定运行。     

新型对称互平衡离心式卧泵的研制

针对煤矿泵房使用的多级离心水泵平衡盘泄漏3%～5%的额定流量所引起水泵效率降低及能量消耗问题,研究开发了一种新型对称互平衡水泵。利用对称互平衡技术抵消水泵的轴向力,取消了平衡盘,最大限度地减少其容积损失,提高系统运行效率,实现节省能耗的目的。     

矿用液压注浆泵换向机构及液压系统的优化设计

简要分析了ZBYS3/10-11型煤矿用液压注浆泵使用过程中存在的一些问题:设备长时间使用后换向机构失灵,换向连接片间隙过大甚至断裂,不能适应长期稳定工作的需求。对原有换向机构存在的结构缺陷进行了阐述,并优化改进了该换向机构的结构形式;同时针对液压系统长时间工作油温过高问题,提出采用恒功率柱塞泵来降低液压系统油温,液压系统节能在20%以上,增加了泵出口单向阀,有效保护了恒功率柱塞泵,并实现了对电机的过载保护,能够较好地满足注浆作业的需求。     

液压传动动力机械系统节能控制研究

从系统工程出发,建立了发动机的燃油消耗比及液压系统的数学模型,探讨了液压传动动力机械节能的基本机理,并以此机理分析了各工况下整机实现节能的匹配策略,同时,建立了以单片机为核心的机电一体化控制系统,在液压传动动力机械试验台实施了节能控制,初步验证了节能机理的正确性和可实现性。     

全液压钻机节能模糊控制系统研究

针对柴油机驱动液压钻机在工作过程中存在的大量能量损失的问题,将发动机、变量泵及负载作为一个动态系统来研究其节能问题,分析了该系统各环节的匹配原理和方法。提出了一种新的电子节能控制方案,该方案利用模糊控制原理,绕过对钻机复杂系统的建模问题,根据外负载的变化动态调整泵的流量,达到节能的目的,并利用MATLAB进行仿真分析。     

多段压裂水平井产能预测常用解析模型适用性与精度分析

多段压裂水平井在非常规油气中的应用越来越频繁,解析求解多段压裂水平井可以快速获取油气井的产能,为开发方案的制定奠定基础。本文筛选了多段压裂水平井的常用解析模型(郎兆新方法、范子菲方法以及苗和平方法),并采用商业数值模拟软件建立数值模型进行对比,分别从压裂裂缝参数、油藏属性参数以及水平井参数三个方面评价各个模型的适用性及其精度。研究结果表明,各个解析模型之间的预测差异主要是对于基质和裂缝中流体向水平井段的流动过程的处理方法不同造成的;低渗致密储层中,范子菲方法和苗和平方法的预测精度较高,而范子菲方法在拟合水平井和裂缝参数上也具有一定的优势。本文研究结果对非常规储层多段压裂水平井产能预测解析模型的选择具有指导意义。     

离心泵轴面流道参数化设计

基于离心泵优秀水力模型,对其流道中线的离散点,用贝塞尔曲线进行拟合,求出插值三次贝赛尔曲线,进而推导出前后盖板流线的方程。通过SolidWorks二次开发技术,实现了轴面流道的参数化设计,具有一定的工程应用价值。     

碳中和背景下配电网差异化节能降耗潜力评估分

为了提高配电网差异化节能降耗效果，解决现有潜力评估方法存在的应用性能差的问题，提出碳中和背景下配电网差异化节能降耗潜力优化评估方法。根据配电网的空间结构，构建相应的等值电路模型。在该模型下，从设备损耗和运行附加损耗2个方面计算配电网的损耗量。根据损耗量计算结果，确定配电网差异化碳中和节能降耗方式。从静态和动态2个角度设置潜力评估指标，通过指标数据处理、指标权重求解等步骤，得出配电网差异化节能降耗潜力的综合量化评估结果。将设计潜力评估方法应用到配电网的差异化节能降耗改造工作中，能够有效降低配电网的实际线损量、降低区域损耗费用，并具有较高的应用价值。     

碳中和下低温地热水资源利用技术研究

在我国明确提出“碳中和”目标与清洁取暖背景之下,利用低碳能源进行建筑供暖是必然趋势。为探索改造既有建筑燃煤锅炉供暖为低温水热型地热资源供暖的可行性,以陕西某县城老城区为例,结合低温水热型地热能的特点进行了细化设计。通过分析既有建筑群冬季采暖热需求,初步确定采暖设计供/回水温度,对比了单级离心式热泵机组并联系统和两级螺杆式热泵机组串联系统设计。随后,对“小温差,大流量”的并联系统和“大温差,小流量”的串联系统进行了技术经济对比,串联系统比并联系统运行能效高8.1%,增量投资收益率为22.6%。进一步分析了冷凝燃气锅炉作为热源调峰的必要性。研究可为其他地区的既有建筑供暖改造提供技术参考。