基于叶片载荷分布的离心泵叶轮水力性能优化

载荷分布是三元反问题设计中的关键参数,为分析叶片载荷分布规律对离心泵叶轮水力性能和气蚀性能的影响,采用软件CFX对叶轮a、b和c 3种不同叶片载荷方式的离心泵叶轮内流场进行数值模拟。由分析结果可知:不同叶片载荷对离心泵叶轮外特性存在较大影响,外特性性能最好的是叶轮b,但其吸力面进口处静压值最小,外特性性能其次的为叶轮a,其吸力面进口处静压值最大,所以在兼顾离心泵叶轮效率与气蚀性能的条件下,优化出最佳载荷分布方式为叶轮a,即外特性和气蚀性最好,在其最佳载荷的基础上对其载荷分布再次进行优化可知:叶轮a-3的载荷分布水力性能和气蚀性能较好。分析结果为离心泵叶轮三元反设计提供一定参考。     

离心泵叶轮的优化设计

针对离心泵的设计中存在的问题,探讨了应用优化理论进行叶轮设计的新方法,以效率和气蚀作为优化目标建立了离心泵叶轮的多目标优化设计模型。实例计算证明该方法是切实可行的。     

Bezier曲线在离心泵叶轮水力设计中的应用

给出了Bezier曲线的主要性质 ,以及Bezier曲线在离心泵叶轮水力设计中的应用 .实例表明 ,方法是可行的     

叶片进口安放角对单叶片离心泵内流场的影响

文章利用ANSYS Bladegen软件,设计了4种不同叶片进口安放角的叶轮。对采用不同叶轮的单叶片离心泵进行了全流场定常数值计算,并通过试验验证了所采用数值计算方法的可靠性。结果表明：额定转速下,流量越大,叶轮中间截面上压力分布越均匀,但叶轮入口处和蜗壳内的低速区范围越大,同时叶轮出口绝对速度的波动程度受叶片进口安放角的影响越小。同一工况下,适当增大叶片进口安放角可增加叶轮中间截面上高压区的范围,提高叶轮能量转换能力,但会降低叶片吸力面入口处的压力。所有流量工况下,叶片进口安放角太小或太大均不利于降低叶轮流出液流与蜗壳中液流发生碰撞产生的碰撞损失,同时不利于降低叶片所受载荷的波动程度。     

动叶轮叶片数对多相混输泵水力性能的影响

为了探究动叶轮叶片数对多相混输泵外特性、做功性能和水力特性的影响规律,基于欧拉非均质流模型,利用CFX软件对不同动叶轮叶片数下的多相混输泵在多种流量工况、入口含气率10%的条件下进行数值计算。研究发现:流量在90 m3/h及以下时,动叶轮叶片数对扬程和效率的变化趋势影响相对较小,而随着流量的增加,四叶片动叶轮会使混输泵扬程和效率的下降程度增大;当动叶轮叶片数为3时,多相混输泵的外特性、叶片表面静压分布、载荷分布和水力特性等均优于动叶轮叶片数为4时的性能。本文的研究结果可为多相混输泵动叶轮叶片数的选择提供参考。     

液力透平进口截面对水力损失及速度矩的影响

为减小液力透平各过流部件的水力损失,提高液力透平的效率,在不同蜗壳进口截面下将一单级液力透平蜗壳的基圆作为一环线,计算沿该环线的切向速度值,根据基圆半径计算出相应的速度矩,并在环线上分别设置4个监测点,利用ANSYS软件计算监测点处的速度矩随流量的变化规律,最后研究蜗壳进口截面对各过流部件水力损失的影响。结果表明:所选液力透平的蜗壳最佳进口直径为65mm,改进后液力透平的效率比原设计下的效率提高了1.83%,且在该蜗壳进口下叶轮进口的速度矩波动幅值最小;随着蜗壳进口直径的增加叶轮进口的速度矩逐渐减小,蜗壳收缩管的收缩率逐渐增加,收缩管中的水力损失逐渐减小。       

基于ANSYS Workbench的离心泵叶轮强度分析

针对某离心叶轮结构的安全性问题,采用有限元分析软件ANSYS Workbench中的流动分析及静态结构分析模块对叶轮强度进行协同计算分析.首先采用SolidWorks软件特征建模方法,建立了叶轮及叶轮内流体流动空间的三维模型;接着通过FSI接口,实现了流场与结构场之间的数据传递,进而完成了流体压力分析计算.计算结果表明...     

离心泵叶轮的优化设计模型

论述了以泵的能量损失最小为目标函数,以叶轮叶片出口宽度、出口角、直径、叶片数、进口直径、进口角、进口宽度为设计变量的泵叶轮的优化设计模型及优化计算方法．     

离心泵叶轮内流体流动的有限元分析

应用有限元法,在二维、定常、不可压缩理想流体的假设下,对离心泵叶轮内流体的流动进行了分析,给出了叶片表面相对速度分布曲线及其压力分布曲线,反映了流体在叶片二侧相对运动及压力分布的不均匀性．     

基于CFD的轴流式油气混输泵动叶优化设计

为研究翼型前缘半径对轴流式油气混输泵动叶性能的影响机制,基于RNG k-ε湍流模型及SIMPLEC算法对不同翼型前缘半径的动叶模型进行数值分析,分析不同模型流场中的压力、速度、气相分布规律。数值计算结果表明:增大翼型前缘半径有助于提高动叶增压能力,同时能有效减小动叶出口附近的二次流损失,并抑制轮毂侧气体滞留和流道内的气液分离现象;当含气率(GVF)为0.2时,在设计工况（Q = 100 m3/h）下,优化后的模型M4较原模型压缩级效率提高了3.45%;在小流量工况（Q = 60 m3/h）下,优化后的模型M4较原模型压缩级效率提高了1.47%,说明将翼型前缘半径增大到最大厚度的40%时,能够有效降低能量损失,提高压缩级性能。     

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。     

基于CFD的轴流式油气混输泵动叶优化设计

为研究翼型前缘半径对轴流式油气混输泵动叶性能的影响机制,基于RNG k-ε湍流模型及SIMPLEC算法对不同翼型前缘半径的动叶模型进行数值分析,分析不同模型流场中的压力、速度、气相分布规律。数值计算结果表明:增大翼型前缘半径有助于提高动叶增压能力,同时能有效减小动叶出口附近的二次流损失并抑制轮毂侧气体滞留和流道内的气液分离现象;当含气率(GVF)为0.2时,在设计工况(Q=100 m3/h)下,优化后的模型M4较原模型压缩级效率提高了3.45%;在小流量工况(Q=60 m3/h)下,优化后的模型M4较原模型压缩级效率提高了1.47%,说明将翼型前缘半径增大到最大厚度的40%时,能够有效降低能量损失,提高压缩级性能。     

微处理机在水轮机选型设计中的应用

本文阐述了用微处理机来处理技术资料和曲线的方法,并阐述了用微处理机进行水轮机选型计算以及打印水轮机运转特性曲线的方法。     

遗传算法在离心泵叶轮设计中的应用

基于对旋转机械叶片参数化描述、叶栅流道网格参数化生成、流场数值模拟方法以及寻优算法的全局搜索性能四方面的研究,利用Blade Gen旋转机械叶片专业设计软件,对离心泵叶轮的叶型骨线、子午流面进行了参数化描述,并在Blade Gen中生成离心泵叶轮模型.利用Turbo Grid的高质量旋转机械六面体网格生成算法,对离心泵叶轮叶栅流道的网格进行拓扑计算及参数化控制,增大了后续流场分析的稳定性以及收敛速度.利用CFX的session文件,实现对CFX的后台参数化调用,建立了CFX环境下的完全自动化仿真分析过程.以Matlab为主控程序的方式,高效地整合了Blade Gen、Turbo Grid、CFX软件,建立了可扩展性好、鲁棒性强的离心泵叶片优化系统.     

气-液两相条件下叶轮开孔对高速离心泵的影响

基于计算流体力学（CDF）对Q5H26型高速离心泵进行数值模拟分析,验证CFD数值模拟预测泵的水力效率和扬程的方法的可靠性,研究气-液两相条件下叶轮开孔泵在不同入口含气率对其效率和扬程的变化规律。结果表明:入口含气率在10%以下时,开孔后泵的扬程和效率均略低于初始泵;入口含气率达到10%时,开孔前后扬程和效率基本持平;入口含气率超过10%,开孔后的泵的外特性性能超过初始泵。对于气-液两相条件下的高速离心泵,当入口含气率超过10%时,使用开孔叶轮可有效提高其扬程和工作效率。     

网格划分对多级离心泵水力性能计算精度的影响

为提高多级离心泵在多工况条件下水力性能的计算精度,分别将计算域划分为四面体、混合型和六面体网格,采用RNG κ-ε湍流模型进行数值计算,与试验结果作对比,从计算曲线与试验曲线的吻合度上综合评判网格划分对计算精度的影响。研究结果表明:混合型和六面体网格在多工况条件下的综合计算精度高于四面体网格,而六面体网格的综合计算精度又明显优于混合型网格;六面体网格对各性能参数的最大相对计算误差不超过2.44%,效率的计算曲线和试验曲线吻合度较高。综合来看,六面体网格更适合于多级离心泵的水力性能预测。     

基于热力学方法的离心泵综合参数测试仪

油田管理、科研及节能降耗等方面需要测量泵的多种参数,根据油田生产的现场情 况,采用热力学方法,研制了离心泵综合参数测试仪．在探讨原理基础上,完成了系统设计和误 差分析及相关实验．该仪器能测量离心泵的效率、温度、压力、流量、单位能耗等参数．