径向剖分式输油泵流场模拟及试验

由于四级结构的BB2型输油泵理论上具有高效节能的特点,将两级BB2结构形式的输油泵改进为四级结构,为研究其压力特性以及速度分布情况,并验证其改进的有效性和合理性,在计算流体力学方法的基础上,采用CFX软件进行流场模拟,随后运用试验方法验证其实际工况。研究结果表明,首级叶轮和次级叶轮进口到出口处压力分布比较均匀,具有明显的压力梯度,次级叶轮的流场稳定性相对较差;流道内流动均匀良好,速度方向基本与旋转方向一致,次级叶轮内速度值大于第一级叶轮内流体速度,流道内工作面流速低于背面流速,在叶轮出口处由于导叶头部的干扰出现速度反向现象。结合试验数据表明,四级结构的BB2型输油泵的流量、扬程、效率和汽蚀余量均符合国家标准,并达到了更为高效节能的实际效果。

口环密封激振力对多级离心泵动力特性的影响

为了研究口环密封激振力对多级离心泵动力特性的影响,本研究以KDY150×8高压多级离心泵为例,通过CFX数值仿真对多级泵全流道进行数值模拟,得到了全流道流体力数值;对口环间隙进行建模与仿真处理,对比分析了不同口环间隙尺寸下流体的泄漏量及不同涡动转速下口环表面的径向力;对比“干”态、“湿”态及口环密封激振力的计算结果,得到了转子的动力特性。研究结果表明:随着口环间隙尺寸的增大,口环间隙泄漏量逐渐增加,且修改后的0.5 mm口环间隙尺寸在合理范围内。在“湿”态情况下,当考虑流固耦合和口环间隙密封力的影响时,多级泵固有频率和临界转速均有所提高,特别是第一阶固有频率,提高了95%。因此,在分析离心泵动力特性时,不能忽略口环密封激振力的影响。

基于CFD技术的离心泵汽蚀性能优化

以TSY500-400-895型离心泵为研究对象,采用ANSYS CFX软件进行离心泵内部流动的数值计算与汽蚀模拟,预测了设计工况(Q=2700 m^(3)/h)下离心泵的临界汽蚀余量(NPSH_(r))。在此基础上对离心泵叶轮的结构参数进行了优化设计,优化后泵的临界汽蚀余量降低了1~1.5 m,汽蚀性能得到了有效改善。在试验台上对优化前后的离心泵进行汽蚀性能试验,并与数值模拟的预测结果进行比对,结果显示,NPSH_(r)预测值与试验值基本吻合,表明利用流体动力学(CFD)软件进行汽蚀分析,可以有效地指导工程实践。