带有前置导叶离心泵空化性能的试验及数值模拟

为分析前置导叶对离心泵空化性能的影响,在不同流量下开展带有前置导叶离心泵的空化性能试验,得到无导叶、导叶预旋角(12(时的离心泵空化性能曲线.空化性能试验结果表明,离心泵的临界空化余量随流量的增大近似线性增大.基于均相流假设的完全空化模型,考虑空化流可压缩性的影响修正RNG κ-ε湍流模型,采用SMPLEC算法,数值求解雷诺平均的Navier-Stokes方程,模拟离心泵安装前置导叶前后不同工况下的全流道空化流动.计算得到的H-LBOSGa曲线与试验数据吻合较好,验证计算方法的准确性.基于数值模拟结果,分析不同工况下叶轮内部空泡体积率的分布规律,发现前置导叶预旋调节对离心泵叶轮空化性能的影响较小,并能有效改善叶轮进口流态,使压力分布更均匀.     

导流器调节对风机性能影响的数值模拟

以M5-29型离心风机为研究对象,利用计算流体软件Fluent,对不同预旋角度下的离心风机进行数值模拟,分析风机流场及性能的变化,为改善风机运行调节提供指导。模拟结果表明:轴向导流器导叶为正预旋时,随着导叶角度β的增加,风机性能曲线向小流量区域移动,全压与效率下降,最高效率降低,高效率范围变窄,但最高效率点仍有68%;在小流量工况时,随着正预旋角度β的增加,叶轮流道内部的二次流及回流现象得到了有效改善;反预旋角度β为-30°时,气体在进入叶轮时冲击叶轮凹面(非工作面),促使风机叶轮内部产生涡流,效率降低。     

诱导轮和离心泵叶轮内部空化流动数值分析

为了提高诱导轮离心泵的空化性能和运行稳定性,阐明诱导轮和离心泵叶轮几何参数对空化性能的影响规律,基于空泡可压缩性影响修正的RNG k-ε模型和改进的空化模型,对诱导轮和离心泵叶轮内部流场进行空化数值计算。数值结果表明:在小流量工况和额定工况下,空化性能曲线基本一致;在大流量工况下,空化特性曲线波动相对比较严重,空化性能较差。额定流量下泵蜗壳水力损失最小,小流量工况下蜗壳水力损失最大。临界汽蚀余量时,蜗壳水力损失突升。无空化条件下,随着前口环间隙值的增大,诱导轮扬程、效率和前口环间隙泄漏量增大,泵和叶轮的扬程、效率值降低,泵的空化特性曲线的稳定性变差,使诱导轮叶片出口液流角发生偏转,导致诱导轮和离心泵叶轮内部产生周期性的交变空化流。     

3BA-9离心泵扬程曲线驼峰的消除

我厂3BA—9离心泵于79年获国家银质奖(表18为3EA—9离心泵国内外先进水平对照表)。此离心泵近几年来生产量大,出口和内销均供不应求,深受用户欢迎.但由于该产品图纸是全国水泵行业联合设计的(水力模型参照苏联标准),其标准扬程曲线在小流量区存有2～3米的“驼峰”——泵的扬程曲线在局部范围出现了波形。它影响水泵在小流量时工作性能不稳定。近年来,全国水泵行业把BA 型离心泵存     

基于喉部参数控制的离心泵导叶扩散度研究

为研究导叶扩散段无量纲参数对离心泵水力性能的影响,通过控制导叶喉部参数设计出5种导叶扩散度方案,采用雷诺时均N-S方程和RNG_κ-ε湍流模型对离心泵进行全流场计算,对比分析了不同扩散度方案对上游叶轮、导叶本身以及下游压水室水力性能的影响,并验证了数值分析的可靠性。研究表明:导叶扩散度对上游叶轮水力性能较大,叶轮效率随导叶扩散度的增加而增大,扩散度过小会增大叶轮出口位置液流所受冲击损失;导叶水力性能对扩散度的变化比较敏感,其水力损失随扩散度的增加而增大,且扩散度越大导叶叶片进口工作面上压力波动越剧烈、背面静压提升越明显;导叶扩散度的变化对下游压水室的水力性能影响较小,水力损失随导叶扩散度的增加先减小后增大,导叶扩散度过大会加剧压水室内液体的环流运动、降低压水室的水力性能;泵的扬程随导叶扩散度的增加而减小,效率随导叶扩散度的增加先增大后减小,导叶扩散度K_d位于0.026~0.038之间时离心泵具有较高的运行效率。     

多级离心泵叶轮与流道式导叶的匹配特性

本文对多级离心泵设计了流道式导叶,采用Spalart-Allmaras湍流模型对设计结果进行数值模拟。通过对流道式导叶几何结构的调整,探讨了叶轮-导叶间隙、导叶进口方式及级间密封对离心泵流动性能的影响。经过分析得到了以下结论:导叶进口直径为叶轮出口直径的1.027倍时与叶轮匹配较好;导叶进口宽度的减小在小流量工况下存在优势;对导叶进口进行斜切处理可以有效消除密封通道对水泵造成的影响,同时提高了大流量工况下的水力性能,设计点效率提高0.65%,扬程提高1.30%,分析结果为离心泵流道式导叶与叶轮匹配设计提供理论指导。     

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。     

立式轴流泵水力不稳定工况流场数值预测

为了研究轴流泵位于水力不稳定工况的流动特性,基于N-S方程以及RNGκ-ε湍流模型,对轴流泵进行三维湍流数值计算。预测得到设计工况下的扬程与模型参数接近,说明所采用的数值计算方法可以较为准确地预测轴流泵内部流动特性。计算结果表明:在0.35Q_d至0.5Q_d流量区间内,轴流泵的流量-扬程曲线呈现正曲率特性,此区间内流量工况即为其水力不稳定工况;伴随着流量由设计工况Q_d依次减小至0.5Q_d和0.35Q_d的过程中,轴流泵内部流态逐渐恶化。在0.35Q_d工况点,叶轮进口前水流存在强烈的预旋,进口存在漩涡导致流体不能有效进入叶轮室,同时叶轮室内流体脱流现象严重,严重堵塞流道,致使叶轮无法有效对流体做功。     

超低比转速高速离心泵设计计算系统

提出了超低比转数高速离心泵的设计计算系统SHPD ,该系统采用一维以效率和稳定性为目标函数的优化设计、准三维S1流面流动分析校核的设计步骤 ,实现了设计过程的计算机化 ,缩短了设计计算时间。同时能对所设计离心泵的扬程—流量和效率—流量曲线进行预测和动态显示。设计实例的水力试验和工业应用表明 ,该设计计算系统合理可行     

导叶与隔舌相对位置对离心泵内外特性的影响

为研究导叶相对隔舌不同位置对离心泵性能的影响,采用CFD计算方法对离心泵导叶与隔舌不同夹角进行数值计算。对导叶与隔舌夹角α从0⁴0°变化下离心泵外特性和内流场进行分析,结果表明导叶相对隔舌不同位置对泵内外特性有明显的影响。随着α增大,扬程和效率呈现出先升高后降低的趋势,20°附近达到扬程和效率的最大值;而在α增加的过程中,蜗壳各断面压力和速度的变化趋势不相同,叶轮各流道低速区及出口高速区受导叶影响而沿周向变化;在隔舌附近,α为040°变化下离心泵外特性和内流场进行分析,结果表明导叶相对隔舌不同位置对泵内外特性有明显的影响。随着α增大,扬程和效率呈现出先升高后降低的趋势,20°附近达到扬程和效率的最大值;而在α增加的过程中,蜗壳各断面压力和速度的变化趋势不相同,叶轮各流道低速区及出口高速区受导叶影响而沿周向变化;在隔舌附近,α为0⁴0°,导叶背面低速区减小并逐渐消失,而隔舌与导叶间低速区的变化规律与之相反。     

南水北调东线工程用泵水力模型设计与选型

为满足南水北调东线工程泵站的高效率、高可靠性的要求,提出了水泵水力模型针对性设计的概念。考虑泵装置中水泵性能的变化,采用等扬程、加大流量的方法初步确定水泵的设计参数。采用CAD技术与CFD计算相结合设计水泵水力模型。通过叶轮轮毂比、叶栅稠密度等主要几何参数的优化,以及导叶设计工况点的调整,实现水泵水力模型向高效区的移动,满足具体泵站运行工况的特殊要求,实现水泵装置综合水力性能的优化。     

多级泵内部流场的三维数值模拟及性能预测

利用CFD软件Fluent对多级导叶式清水离心泵的内部流场进行了数值模拟,得出了叶轮及导叶内部流道的速度和压力分布规律,并发现了叶轮进口回流,出口的二次流动特征等叶轮内部流动的细节,导叶出口区产生了一个低压区等流动特征。然后根据自编计算软件利用计算得到的速度场数据计算出泵的扬程、功率、效率和流量之间的关系曲线,并与试验数据进行了比较。结果表明:在设计工况附近,预测值与试验值吻合较好,在其它工况点,特别是小流量工况点,误差较大。     

ANSYS的CFD功能在离心泵设计中的应用

利用ANSYS软件的FLOTRAN CFD功能,对离心泵叶轮三元流动进行计算分析,预测叶轮性能。当叶轮水力设计完成后,指定某些工况,给定相应的边界条件,对叶轮进行CFD计算,计算出叶轮中的压力和流速分布,得出其进出口压差与流量、流量与叶轮计算扬程的关系曲线,为改进叶轮的设计提供可靠依据。．     

相似率定律在调节离心泵驼峰工况方面的工程应用

离心泵Q-H曲线上的驼峰特性与水力性能之间存在相互联系、相互制约的关系,片面消除驼峰会导致泵自身水力性能下降.比较而言,如何避免运行工况处在驼峰的不稳定运行区间更具有工程意义.因此,本文提出应用相似定律中流量比扬程随叶轮尺寸变化快的特性,通过水力模型换算时放大叶轮尺寸进行工况调节,实现运行工况避开驼峰不稳定运行区间的目...     

3D测绘技术在离心泵改造中的应用

离心泵在运行过程中,叶轮、导叶、口环及轴套等会出现不同程度的磨损和腐蚀,离心泵会出现效率下降、流量扬程达不到要求、振动,甚至气蚀等情况,影响离心泵的运行。或是由于现场工艺参数的变化,原泵已经不再适合运行要求了。这时需要我们对离心泵进行改进,以便满足运行要求。而在进行离心泵水力改进时,最重要的是要知道原泵的叶轮、导叶等的水力模型,     

基于Fluent的深井泵三维湍流数值模拟研究

以150QJS20型精铸不锈钢井泵为研究对象，以清水为介质，基于雷诺时均Navier-stockes方程和标准双方程湍流模型，利用CFD软件（nuent6．2．16）对其进行定常数值模拟计算，对设计流量工况下叶轮及导叶中间截面的内流场进行分析研究，揭示了其内部流动的主要特征；预测了泵的水力性能，并与性能试验测得的流量—扬程、流量一效率及流量一功率等特性曲线进行对比分析；研究结果表明数值模拟计算预测与试验结果趋势一致，可用于指导实际工程。     

多级离心泵的全面性能预测

本文论述如何对多级离心泵进行整体性能预测。使用CFD(计算流体力学)软件STAR-CD对多级离心泵的叶轮、导叶、口环间隙、轴套间隙、平衡盘间隙进行分析,将数据进行综合,统计水力损失、容积损失、圆盘摩擦损失对泵的性能的影响。并将计算结果与真机实测结果进行比较,分析两者差别产生的原因。     

离心泵S形叶片流动特性及水力性能分析

对离心泵而言，叶片出口角β₂是影响泵性能的一个重要参数。基于Fluent离心泵全流场数值模拟，对某型号低比转数离心泵进行了大出口角叶形的改形设计，研究了不同大出口角对离心泵水力性能的影响，并对比分析了原模型泵与S形叶片离心泵水力特性及流动特性。结果表明：离心泵扬程随着出口角的增大而增大，在出口角为90°时达到最大值。当出口角为90°时，S形叶片的水力性能最佳，在设计工况下及大流量工况泵扬程显著提升且效率有小幅度提升，但小流量工况下泵效率略有下降。S形叶片可以有效抑制离心泵叶轮内的边界层分离现象，且随着流量的增大抑制效果越明显。     

梯级调水泵站变频运行工作点的确定方法研究

梯级调水泵站多采用变频调节以满足上下级流量匹配,针对变频调节工作点较难确定的问题,提出了一种确定梯级调水泵站变频运行工作点的方法。以延安黄河引水工程某泵站为例,文章依据比例律原理在水泵特性曲线基础上求得变频特性曲线;按照工作点扬程相等原则,利用图解法取得工频和变频对应流量点,进一步得到水泵并联特性曲线;针对该泵站绘制不同台数水泵并联管路特性曲线,最终确定多个工况水泵运行工作点。与工频运行工况点相比,变频运行扩大了泵站流量运行范围。本文为类似泵站机组选型和水力计算提供了借鉴。     

一种多目标泵的设计与分析

介绍了某项目用泵的2个需求工况点,应用欧拉扬程公式计算单叶轮设计时的叶轮外径,并计算圆盘摩擦损失预估泵效率,初步分析表明单叶轮设计不仅效率极低,而且也无法满足2个设计目标。针对比开发了一种双叶轮双出口组合的新型结构型式,介绍了其工作原理。其中主要过流部件采用模型换算法,应用面积比法计算正导叶外接的首级叶轮蜗壳的第Ⅷ断面面积。根据模型试验数据换算得到该多目标泵的外特性曲线并用现代CFD技术进行了数值仿真。发现扬程—流量曲线的模型试验数据与仿真结果曲线一致,满足2个工况点的目标需求。与模型换算数据相比,数值仿真得到的数据最高效率点向大流量方向偏移,这是由于第一级蜗壳是以正导叶为基础采用面积比法设计、过流断面大导致的。