低比转速离心泵消除驼峰的研究

通过设计实例及对比试验说明,在低比转速离心泵的水力设计中,采用加大流量设计方法,可以提高泵的水力性能,但易出现驼峰;为了保证低比转速离心泵高效率的前提下而不出现驼峰,提出了低比转速离心泵的叶轮按加大流量设计方法进行设计而压出室的喉部面积按常规方法设计的原则。     

基于微遗传算法的低比转速泵叶轮的优化

提出一种解决加大流量设计对低比转速泵叶轮进行水力设计易出现驼峰,轴功率易产生过载现象的直接优化设计方法,得到综合性能较好的叶轮。其优化设计方法:通过加大流量设计理论设计初始叶轮,将得到的初始叶轮个体与随机个体作为微遗传算法的初始群体中的染色体,并以效率、消除驼峰、气蚀余量最小为分目标函数建立多目标规划作为适应度,进行微遗传操作。最后,结合设计实例进行验证。研究结果表明,将微遗传算法和加大流量设计理论相结合,直接对叶轮进行优化的方法,提升了低比转速泵的综合性能。     

计算离心泵面积比和蜗壳面积的方法

依据离心泵的面积比原理,推导得出了计算离心泵面积比的计算公式,公式体现了面积比值和叶轮、蜗壳的水力参数关系。提出建立在面积比原理基础上、低比转速离心泵在加大流量设计后的面积比、蜗壳第八断面面积的计算方法及公式,面积比及蜗壳的第八断面面积和泵的流量加大系数、比转速加大系数得到了联系,也和叶轮、蜗壳的水力参数有关。解决泵行业一直依据经验统计值确定面积比而不能使低比转速离心泵在设计点效率最高这一问题。实例表明:提出的计算方法能够提高低比转速离心泵的效率,充实低比转速离心泵的设计理论。     

反击系数在低比转速叶轮几何参数优化中的应用

低比转速叶轮为产生较高的给定扬程,叶轮直径都相对较大。叶轮圆盘摩擦损失大约正比于叶轮直径的5次方．圆盘摩擦损失成为低比转速泵内损失的主要形式,也是这类泵效率甚低的基本原因。为改善这类泵的效率指标,曾提出了一以降低叶轮直径和圆盘摩擦损失为主要目标的优化模型。针对对这一数学模型的质疑,从叶轮的反击系数这一概念入手,论证了不可能通过叶轮几何尺寸优化同时把叶轮圆盘摩擦损失和叶轮出口冲击损失降低到最小值,由于在低比转速泵中前者占优势,因而降低这类泵的圆盘摩擦损失是提高这类泵效率的主要途径,从而在理论上论证了所讨论优化模型的正确性．     

常转速恒压泵设计

在分析常转速恒压泵的性能特点及结构特点的基础上,介绍了常转速恒压泵的水力设计及结构设计,给出了泵体、叶轮的主要几何参数的计算公式及结构设计关键点,并对设计与制造中的几个关键点进行浅析.     

低比转速离心泵大包角叶轮的优化设计

为了研究在大包角下低比转速离心泵叶轮的水力性能,本文采用CFD数值模拟并结合试验对大包角下的低比转速离心泵叶轮进行优化设计。在叶轮其他参数相同的条件下,对包角300°的9种方案分别进行数值计算,对试验结果采用极差分析,得到了300°大包角下叶轮的最优参数组合,并对比了该参数组合下泵数值模拟结果与试验结果。研究结果表明:数值模拟预测的泵外特性与试验结果基本符合,验证了数值模拟结果的准确性。研究结果为低比转速离心泵大包角叶轮的设计提供了一定的理论参考。     

一种计算低比转速离心泵加大系数的方法

依据离心泵叶轮出口宽度、比转速的计算式推导得出了计算低比转速离心泵流量、扬程及比转速放大系数的计算公式,公式体现了放大系数和叶轮水力参数间的关系。提出了建立在离心泵性能预测基础上的理论计算低比转速离心泵最佳流量、扬程及比转速放大系数的方法,解决了泵行业一直依据经验统计值确定其放大系数不能使低比转速离心泵在设计点效率最高这一问题。实例表明:提出的方法能够提高低比转速离心泵在设计工况点的效率,充实了低比转速离心泵的设计理论。     

小流量高扬程离心旋涡泵的设计与试验研究

采用加大流量法对小流量高扬程离心旋涡泵进行了水力设计,并对自行研制的HTB-5/60型离心旋涡泵进行了与开式旋涡叶轮、复合离心叶轮及诱导轮有关的性能试验及汽蚀试验.试验研究表明:设计的诱导轮大大提高了泵的汽蚀性能,样泵的各项性能均可达到设计要求,复合离心叶轮与开式旋涡叶轮串联离心旋涡泵的理论设计是可行的.     

基于能量梯度方法的离心叶轮流动分离特性研究

流动分离对离心叶轮旋转失速和内部流动稳定性具有重要影响。以低比转速离心叶轮为研究对象,基于RANS方法和RNG k-ε湍流模型,本文对离心叶轮内部流场进行了数值模拟,模拟结果与实验数据吻合良好。在此基础上采用一种用于分析流动稳定性的新方法一能量梯度方法,对流场数据进行处理,获得不同流量工况下离心叶轮内能量梯度K函数分布。研究结果表明:能量梯度方法不仅能够用于低比转速离心叶轮,而且能在定性上表征流动分离特性。流动分离在小于设计流量时出现,且随着流量减小逐渐增强,同时能量梯度K函数较大值所占面积增大。     

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.