空化对轴流泵叶轮能量转化特性的影响

为了研究轴流泵空化对叶轮内部流动特性以及能量转化特性的影响,结合SST CC k-ω湍流模型与均相多相流模型对轴流泵进行了非定常空化计算。结果表明:随着有效汽蚀余量的逐渐降低,轴流泵内空化体积分数逐渐增加,诱导叶片表面出现侧向射流与漩涡等不良流态,对叶片出口流场的均匀性产生不良影响;自叶片进口至叶片出口,空化区域内的液体相对速度较未空化时增大,绝对速度与静压较未空化时减小。沿轴向,在无空化与空化初生时,动静扬程先不发生变化,随着泵进口压力逐渐降低,当有效汽蚀余量a=5.33 m时,静扬程不变而动扬程出现小幅增加,泵的水力性能出现小幅上升;在a=4.71 m时,静扬程下降且下降幅度高于动扬程上升幅度,泵扬程效率明显下降。随着空化程度的进一步增大,动静扬程继续下降,轴流泵水力性能急剧下降。     

泵的汽蚀因素 危害和防止措施

泵的汽蚀问题将直接影响泵的性能，发生汽蚀时，由于机械剥离与化学腐蚀及电化学腐蚀的共同作用，会使泵的过流部件材料受到破坏，大大缩短泵的使用寿命，而且还会出现噪声和振动，导致泵的扬程下降，流量下降，压力波动较大，同时泵的效率也相应降低。这对于要求高扬程、大流量、持续稳定液体供给的工业企业来说，泵的汽蚀问题将严重影响生产的安全稳定及经济运行，因此选用性能良好的泵、正确安装使用及合理调整泵的运行工况可以有效减小泵的汽蚀影响。     

多工况下分流叶片离心泵非定常空化特性分析

为了进一步优化离心泵叶轮流道,提高离心泵的空化性能,对有/无分流叶片离心泵进行全流道三维非定常湍流空化数值模拟,分析0.4Q~1.0Q工况下泵的空化性能。结果显示:在空化充分发展的情况下,无分流叶片离心泵扬程对NPSH的降低比较敏感;添加分流叶片后,离心泵的扬程提高,叶轮进口部位的低压区域减少,叶轮内湍动能明显减小,泵的抗空化性能明显增强;随着流量的降低,泵的临界空化余量降低,但泵内发生严重空化的速率逐渐加快;当离心泵内发生严重空化时,空泡将堵塞整个叶轮流道。     

水泵汽蚀的危害及预防措施

一、汽蚀产生的原因及危害水泵在工作中,如果泵内液体局部位置的压力降低到水的饱和蒸汽压力(汽化压力)时,水就开始汽化生成大量的汽泡,汽泡随水流向前运动,流入压力较高的部位时,在高压作用下,迅速凝结、溃灭,并伴随着噪音、振动对过流部件材料产生侵蚀,这一过程统称为水泵的汽蚀现象。     

低比转速离心泵空化性能的数值模拟

为了对低比转速离心泵空化发生时的内部气液两相流动进行分析,应用计算流体力学(CFD)软件对比转速为66的离心泵空化性能进行气液两相流场的数值研究。对不同有效空化余量时叶轮内部气泡分布的研究表明,泵在进口压力较高时就已经在叶片的进口背面产生空化初生,临界空化余量和许用空化余量时,气泡在叶片表面和流道内部均有分布,占据了部分叶轮流道,影响叶轮内部能量交换,并可能对泵造成空蚀。对该实型泵进行试验研究,验证了数值计算的精确度。     

利用水射器改善机井离心泵吸水性能试验研究

利用水射器以水泵自身压力水作为动力来提高机井离心泵装置的吸水性能，解决超吸程离心泵机井在干旱季节无法正常工作，水泵汽蚀严重的问题，能使无法上水的离心泵重新上水。同时，可使井、泵在不同时期出水量均处于一个合理范围，从而使井泵安全运行。     

离心泵吸上扬程对其抽水性能的影响

离心泵站吸上扬程的高低直接影响着泵组运行工况,汽蚀振动会导致其扬程、流量、轴功率和效率急剧下降,能源单耗升高,过流部件损坏,影响泵站安全运行。根据汽蚀产生的原因,提出采取降低泵组安装高程的措施,改善水泵的抽水性能。通过交口抽渭灌溉管理局渠首抽水站更新改造的实践表明,降低离心泵组的安装高程,可有效消除边界及水质条件引起的汽蚀、振动现象发生,提高装置效率,延长水泵过流部件的使用寿命,节约运行费用。     

利用水射器改善机井离心泵吸水性能试验研究

利用水射器以水泵自身压力水作为动力来提高机井主民泵装置的吸水性能，解决超吸程离心泵机井在干旱季节无法工作工作，水泵汽蚀严重的问题，能使无法上水的离心泵重新上水。同时，可使井、泵在不同时期出水量均处于一个合理范围，从而使井泵安全运行。     

口环间隙泄漏对离心泵空化性能的影响分析

以DG-350型多级离心泵次级叶轮为研究对象,研究了口环间隙对离心泵空化性能产生的影响。通过定常数值模拟,计算出了离心泵的扬程和效率,同时得出了口环与进口段交汇处的速度矢量图、涡量云图和空化区域分布图以及叶轮流道内的空化区域分布图。模拟结果与实验结果的对比分析表明:(1)误差都在实际工程所要求的5%左右,说明计算与模拟结果准确;(2)由于口环与进口段交汇处速度旋涡的存在,使得离心泵的进口段与前口环交汇处区域的压力降低,从而导致了空化现象的发生;(3)随着口环间隙的增大叶轮流道上的空化区域也随之增大,从而减小了流体的过流面积,使流体速度和必须的汽蚀余量增大,NPSHR增大,则叶轮进口处的空化区域也就会增大。     

内混式自吸离心泵射流自吸装置的试验研究

通过安装不同收缩角和不同出口截面积的射流嘴，对5种内混式射流自吸离心泵的自吸性能进行了试验研究，利用压力传感器和真空仪测量了吸水管内和叶轮进口的真空度，分析了自吸离心泵自吸过程中吸水管内和叶轮进口真空度的变化情况，以及射流嘴收缩角和出口截面积对自吸性能的影响。结果发现:射流嘴出口压力取决于叶轮进口的真空度，而吸水管内的真空度曲线则反映了自吸离心泵的自吸过程；射流嘴的收缩角为20°～30°时自吸性能最佳；射流嘴的最佳出口截面积与自吸离心泵的大小有关，随泵的额定流量呈指数关系变化。     

微型高速离心泵多工况内部空化特性分析

基于CFX软件和RNG k-ε湍流模型,研究了不同流量和不同进口压力条件下泵内空化流动的特性。通过Rayleigh-Plesset方程均相流动空化模型分析了叶轮内的空泡数与叶轮扭矩随空化系数变化的关系,空化的初生、主要位置和流道的静压变化特性。结果表明:空泡体积随空化系数的减小而增大,空化初生在叶片前缘及附近流道。随着进口压力的减小,诱发空化的低压区主要集中于叶片与流道的中部且压力分布不均匀。各小流量工况下,扭矩变化随着空化系数的减小而减小,在空化系数较大时,不同工况下的扭矩均会有不规则波动且各曲线变化临界点会随着流量的增加逐渐向前移动,但总体变化趋势大致相同。本文研究的微型高速泵内空化流场的特性及空化对泵稳定运行性能的影响可供设计较高运行效率的微型高速离心泵参考。     

基于CFD的多级离心泵吸水室优化研究

为分析吸入段90°转角产生的水流偏向对多级离心泵性能的影响,将多级离心泵首级单独取出并配以导叶和进出水段,完成了三维实体建模及网格剖分,基于大型SST剪切应力模型和N-S方程进行了数值模拟计算。仿真结果表明,叶轮进口水流偏向一侧,叶轮各通道的压力分布存在不均匀的情况。在计算结果基础上,对吸水室进行了型线调整,压缩了回流区域,使进水变得较为均匀。优化后,在1.1Q_d,1.0 Q_d和0.6 Q_d工况下,效率分别提高了1.4%,1.1%和2.6%。所研究的优化方法可为多级离心泵的优化提供一种新的思路。     

双吸泵小流量工况下的空化特性研究

为研究双吸泵在小流量工况下叶轮内部空化特性,同时进一步说明小流量工况相比于设计工况时的空化特性差异,结合均质两相流模型和SST k-ω湍流模型,对双吸泵小流量工况和设计工况下的全流道空化流场进行数值模拟,以分析不同流量工况下空化分布与发展情况,以及空化对各叶片载荷造成的影响。研究结果表明:适当减小双吸泵进口流量,有助于改善双吸泵的空化性能;在小流量工况下空化首先发生于叶片吸力面头部靠后盖板附近,而且此处的空泡体积分数最大,这一空化特征同设计工况有所差异;随着NPSH的降低,叶轮内空化不断加强,但是小流量工况下的空化强度始终不及设计工况;不同空化状态会导致叶片吸力面压力的变化,从而表现为叶片表面载荷分布的变化。     

分流叶片对离心泵内部固液两相流的影响

为了研究分流叶片对离心泵内部固液两相流的影响,建立固液两相流模型,对无分流叶片离心泵和3种带分流叶片的离心泵进行全流道非定常数值模拟。重点分析了添加分流叶片对离心泵外特性、叶片表面压力脉动、叶片表面颗粒体积分数分布、叶片表面颗粒滑移速度的影响。分析结果表明:添加分流叶片以后,离心泵的扬程和效率均有显著的提高,叶片表面的颗粒分布更加均匀,叶片表面颗粒的滑移速度有不同程度的下降,使颗粒对叶片表面的磨损程度得以降低;当分流叶片的进口直径为0.65D2时,叶片出水边处的压力脉动幅值最小,减小了离心泵在运行过程中的振动和噪声。     

两相流数值模拟分析等螺距诱导轮内空化问题

以等螺距诱导轮为研究对象,应用CFD软件,采用空化和混合两相流模型,通过对Y2-315M-2型离心泵前置等螺距诱导轮流道内空化流动进行非定常数值模拟,分析叶片上的静压分布及液相和空泡相分布特征.结论表明: 该诱导轮自身具有良好的抗空化性能.     

高扬程两级双吸离心泵时序效应研究

因叶轮与导叶的周向相对位置变化而产生的时序效应对水泵性能有直接影响。本文针对一台两级叶轮均为6叶片的双进口两级双吸离心泵首级叶轮、过渡流道和第二级叶轮所组成的相位分别为0°、15°、30°及45°等4种方案,对0.6Q、1.0Q及1.2Q等3种典型工况下的水泵瞬态特性进行了研究,分析了过流部件压力脉动频域特征,总结了压力脉动及叶轮径向力变化规律。研究表明:两级双吸离心泵叶轮相位对水泵扬程及效率的影响不显著,偏差在2%以内,但相位对水泵过渡流道和压水室压力脉动影响大,在设计工况下,相对于0°、15°及45°方案,30°方案对过渡流道入口隔舌处压力脉动主频幅值削减度分别达70%、38%和40%;对压水室隔舌处压力脉动主频幅值削减度分别达31%、18%和22%。4种方案对应的离心泵叶轮径向力在各工况下均呈周期性变化,且30°方案下叶轮所受到径向力最小。为保证水泵安全稳定运行,建议两级双吸离心泵首级叶轮与第二级叶轮在圆周向呈对称交错安装。本文研究成果为高扬程多级离心泵的优化设计和稳定运行提供了科学依据。     

叶轮与导叶匹配关系对立式离心泵水力特性影响的实验研究

大型含导叶立式离心泵广泛应用于高扬程远距离调水,旋转叶轮与静止导叶动静干涉引起的无叶区内高幅值压力脉动是影响其稳定运行的关键因素.为研究叶轮与导叶匹配关系对水泵水力特性的影响,对3台模型泵开展能量特性与压力脉动同台对比实验,分别监测了进水流道、无叶区和压水室的压力脉动信号,并进行时域和频域分析.结果表明:泵运行流量越靠...     

Design and experiment of the centrifugal pump impellers with twisted inlet vice blades

In order to introduce gap drainage technology into practice, the design concept and expression format of spatial geometry are proposed for gap drainage impeller with twisted vice blades. First, the profile of vice blade at leading edge and relative position of main blade need to be parameterized. In addition, the influence of these parameters on the performance of a centrifugal pump should be studied. After the above-mentioned work is done, a centrifugal pump with good performance can be designed. On the basis of previous research results, the geometric parameters of twisted blades are determined and the centrifugal pump impellers are designed and manufactured. Through performance tests and cavitation tests, it is verified that the twisted vice blades on centrifugal pumps are effective and practical.