轴流泵全流道数值模拟前处理过程分析

根据轴流泵叶轮叶片和导叶体叶片的木模图,利用Pro/engineering软件的三维造型功能,采用由点到线、线到面、面再到体的方法对轴流泵叶片进行三维造型,进而完成轴流泵全流道的造型.采用CFD前处理器Gambit软件对全流道进行了网格划分,并在前处理软件中进行了边界条件的划定,从而完成了轴流泵内部湍流场数值模拟的前处理过程,为后期的CFD计算和性能预测提供了条件.     

轴流泵内部三维湍流场数值模拟

设计了一900型号的轴流泵,进行了轴流泵全流道的三维造型和数值模拟,数值模拟采用基于雷诺平均Navier-Stokes方程和标准模型,采用了SIMPLEC算法．通过数值模拟得出了叶片表面速度和压力分布规律．通过分析结果表明：叶片表面的相对速度沿径向逐渐增大,其分布规律符合圆柱层无关性假设;叶片发生汽蚀的危险区域位于叶片外缘进口边到出口边约1／4处;叶轮出口处流场呈螺旋形向外运动趋势．     

轴流泵在浙江省大中型泵站中的应用及改造建议

通过对浙江省大中型泵站的水泵现状进行分析,发现轴流泵在大中型泵站中被广泛使用．由于这些大中型泵站轴流泵泵型落后,设备老化严重,需要采伯优秀的轴流泵水力模型,并对轴流泵叶轮等破损部件的更换、修复,对轴流泵叶片角度进行调节,以完成轴流泵更新改造．     

轴流泵叶轮翼型升力系数的影响参数及其排序

采用多元回归分析方法研究了轴流泵叶轮升力系数CY与参数半径比(任意半径与叶轮最大半径之比)r/rK、翼型相对曲率f/l、相对弦长l/t、翼型安放角β、冲角α和叶轮外缘径向间隙s对轴流泵叶轮翼型升力系数的影响及排序。计算结果表明,相对曲率f/l对升力系数CY的影响最大,叶轮径向间隙s影响最小,其余参数介于二者之间。     

船用螺旋桨作叶轮的高比转数轴流泵的设计原理

循环水槽是近年耒发展起来的船舶力学研究用的新型实验设备,其中驱动水流的轴流泵是水槽的关键.因该泵工作条件是扬程小,流量大,比转数高达3000以上.而轴流泵的定型产品中比转数只有1000左右,根本不能在水槽中使用. 在船工学院新建的循环水槽中,采用导管螺旋桨做轴流泵的叶轮,获得了比转数为3300的轴流泵,克服了上述困难,且效率高达76%.本文介绍将船用螺旋桨用作水泵叶轮时的设计与计算方法:将螺旋桨敞水实验结果通过理论分析转换成水泵设计中所需要的“全特性曲线”,再根据这些曲线完成水泵参数的最优设计.用该法设计的循环水槽用轴流泵已投入使用,实测结果与计算完全符合.     

轴流泵几何参数对扬程综合影响的排序

文中利用灰色理论分析了5种比转速轴流泵2个Ⅰ级因素(叶轮参数IP与导叶参数GVP)、4个Ⅱ级因素(叶轮叶梢参数ITP,叶轮叶根参数IRP,叶轮导叶叶梢参数GVTP与导叶叶根参数GVRP)和22个Ⅲ级因素(几何参数)对扬程H的综合影响。结果表明,各级参数对于扬程的影响是,在Ⅰ级因素中叶轮参数IP大于导叶参数GVP,而在Ⅱ级因素中叶轮叶根参数IRP大于叶轮叶梢参数ITP,导叶叶根参数GVRP大于导叶叶梢参数GVTP。文中提出的轴流泵几何参数分级概念以及分析结果对轴流泵的研究、优化设计以及现有产品改造提供了重要的参考。     

轴流泵叶轮与导叶流道中轴面速度与环量相关最佳分布预测模型

建立了轴流泵叶轮与导叶流道中轴面速度V_m与环量Γ(周向速度V_■)相关最佳分布规律预测计算模型.对若干典型轴流泵实际采用的轴面速度与环量分布做了详细验证与研讨.     

轴流泵内部三维湍流场的数值模拟

基于流体动力学计算分析的FLUENT软件,采用RNG k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对轴流泵内部流场进行了数值模拟,并分析了该轴流泵在小流量工况﹑设计工况和大流量工况下叶轮内的速度分布和压力分布以及泵的外特性,得出了该轴流泵的扬程和效率随着流量的变化规律。研究结果有助于解析轴流泵的内部流动机理,并对泵的水力设计提供重要的参考。     

基于Pro/E的离心泵叶轮与蜗壳实体造型研究

叶轮与蜗壳是离心泵重要的组成部分,它们的制作精确程度和耦合性直接影响离心泵水利性能。为 能更好地改善叶轮与蜗壳耦合处产生的流动损失,以Pro/E为设计平台,提出叶轮木模图及蜗壳二维投影图的分析 及测绘方法,结合Pro/E中“偏移坐标系基准点”等命令,实现叶轮扭曲叶片及蜗壳的实体精准造型,并通过Fluent 进行数值模拟。压力和速度分布图显示叶轮与蜗壳耦合处压力和速度呈均匀规律性变化,扬程计算显示符合设计 要求。分析结果证明,此种绘图方式不仅精确、快速、灵活,还能够改善叶轮与蜗壳耦合处的流动损失,为后续流场 数值分析奠定基础。     

轴流泵叶轮结构强度有限元分析

轴流泵作为一种转速非常高的水泵,其转速一般能够达到n=500—1000.在当前情况下,我国对于轴流泵的研究已经取得了非常大的进步,已经能够有效的保证轴流泵在正常的运行过程中都得到一定的保护.特别是最近几年我国农业科学的不断发展,以及我国科学技术的不断发展,有效的保证了对轴流泵研究技术的提高,这对于轴流泵自身的发展来说具有非常重要的意义,是以后轴流泵能够走向自动化、大型化的前提.因此,本文重点就对轴流泵的工作原理进行了分析,进而实现对轴流泵主要部件进行结构强度有限元的分析,其所采用的方法一般都是三维实体法,并通过相关的有限元软件进行叶轮应力分布情况的计算结果,进而得出相应的安全系数.     

诱导轮在轴流泵汽蚀防治中的应用

将诱导轮离心泵的工作原理引入高比转数的大型立式轴流泵中，用以防治轴流泵汽蚀．说明了采用诱导轮的依据，重点分析了轴流泵诱导轮的结构以及轴流泵带诱导轮后对泵的汽蚀和能量特性的影响．     

油液特性对轴向柱塞泵流量脉动的影响

含气量、温度和压力作为反应油液特性的3个重要参数,在轴向柱塞泵仿真分析时易忽略其对流量脉动特性的影响。为了探究油液特性对轴向柱塞泵出口处流量脉动的影响规律,基于AMESim建立轴向柱塞泵的仿真模型,对不同的含气量、温度以及压力下轴向柱塞泵的流量脉动进行仿真,对其结果进行分析。结果表明:油液特性对轴向柱塞泵的流量脉动影响较大,轴向柱塞泵流量脉动特性随着油液含气量的增大而减小,随着油液温度的升高而减小,随着系统压力的减小而增大。     

轴流泵前置导轮的设计与研究

根据轴流泵的特点,参考离心泵诱导轮的设计方法,对轴流泵前置导轮的设计与配套作了初步研究,主要内容包括:导轮的布置和轴面尺寸的拟定;导轮的计算截面的划分和叶片进出口安放角计算;利用螺旋线对导轮的叶片绘形等等.经过如此设计的前置导轮装于轴流泵进口,能够减轻轴流泵的汽蚀和改善主叶轮的进口流态,这在试验中已经得到了初步验证.由此证明如此设计是合理可行的.     

考虑叶顶间隙的螺旋轴流式混输泵主流道内空化特性

为揭示叶顶间隙对螺旋轴流式混输泵主流道内空化特性的影响,基于Rayleigh-Plesset方程的Zwart-Gerber-Belamri空化模型,采用SST k-ω湍流模型在不同空化阶段下对螺旋轴流式混输泵主流道内的空化特性进行研究,通过考虑叶顶间隙更为精准地揭示螺旋轴流式混输泵主流道的空化情况。结果表明:在叶顶处,除了流道内出现低压区和空泡外,在叶片吸力面表面也出现低压区和空泡分布;在临界空化阶段,叶轮进口以及叶片进口叶顶间隙处存在微弱的空泡分布;随着空化的发展,到断裂空化阶段,空泡分布区域由叶片压力面移动到叶片吸力面,说明叶顶间隙对混输泵主流道内的空化性能产生较大的影响。本文的研究结果可为螺旋轴流式混输泵空化性能的改善提供工程参考。     

轴向柱塞泵的流量脉动

通过对轴向柱塞泵实际排液状况的分析,经过严格的数学推演,本文得出了有关轴向柱塞泵流量脉动的结论:偶数柱塞泵优于奇数柱塞泵,流量脉动频率与柱塞的奇偶性无关。     

莒头泵站轴流泵前置导轮的设计与试验

首次将前置导轮用于莒头泵站２８ＺＬＢ－７０型轴流泵中，以解决该站春秋两季低水抗旱时因转轮淹深不足引起的汽蚀、振动和噪声问题．介绍了该泵导轮的设计配套方法、现场试验结果，该法技术上的成功，证实了用导轮来防治轴流泵汽蚀或解决转轮淹深不足问题已完全可行．     

Effects of operating condition on fish behavior and fish injury in an axial pump

In this study, fish behavior and fish injury at different operating conditions are investigated via numerical simulation to evaluate the fish-friendliness of an axial pump that comprises an inlet pipe, a rotor with six blades, a stator with eight vanes, and an outlet pipe. To precisely obtain the flow field when the fish passes through the axial pump, a hybrid large eddy simulation and immersed boundary method is adopted with the full consideration of the fluid-structure interaction comprehensively. The results indicate that the collision between the fish and the wall of flow components in the axial pump is concentrated near the inlet of the rotor, which results in the complexity of the fish trajectory, especially under the large flow rate condition. It is noted that the fish is likely to move in the reverse direction of the main flow after the impact with the rotor blade if the flow rate coefficient is too large, which increases the possibility of collision between the fish and the rotor blade. It is also indicated that the primary factor affecting the strike injury on the fish when it passes through the axial pump is the strike between the fish and the leading edge of the rotor blade. In addition, the strike injury becomes more significant as the flow rate coefficient increases. Furthermore, the results demonstrate that the fish may simultaneously suffer from strike, pressure, and shear stress injuries, once the collision between the fish and the wall of flow components occurs in the axial pump, thus aggravating the combined damage on the fish. Based on these results, it is recommended that hydraulic machinery should not be operated at large flow rates during fish migration from the view of fish-friendliness.

     

破罡湖新站泵型方案的选择

文章介绍了破罡湖新站设计方案中,立式抽芯式轴流泵与常规的立式轴流泵方案比较及立式抽芯式轴流泵方案选择。     

轴向柱塞液压电机泵内部流场的分析

提出了一种新型的轴向柱塞液压电机泵,简要介绍了其结构和特点。运用计算流体动力学的方法对轴向柱塞液压电机泵内部流场进行数值计算与分析。主要分析了在转子转速不同情况以及转子转过不同角度时流道内的压力、速度等分布情况;研究结果表明,随着转子转速的增大,柱塞腔内的压力明显减小,但压力损失有所增加,因此在设计时该泵的转速不宜选取过高。通过对流场的对比分析能够判断流道设计的是否合理从而为流道结构的优化设计提供有效参考。