超大流量轴流潜水泵叶轮设计与优化

基于升力法对超大流量轴流潜水电泵叶轮进行水力设计,采用计算流体动力学方法对超大流量轴流潜水电泵装置进行全流道数值模拟和性能预测,并对该水力模型进行优化,同时通过试验对计算结果进行验证.分析结果表明：原设计模型在叶轮压力面进口处存在较明显的局部高压区,吸力面进口附近存在明显低压带和局部高涡量区域,消耗较大的能量,是导致叶轮效率低的主要原因之一;通过调整叶片进口角度和叶轮转速2个参数进行模型优化设计,优化后模型叶片压力面的静压分布较均匀,吸力面低压区域相对较小且涡量分布均匀;优化设计明显改善了叶片表面的压力分布和空化性能,同时提高了机组的水力效率;优化后的水力模型性能预测结果与实验结果吻合较好,数值预测结果能够较为准确地反映轴流泵系统的水力性能.研究结果为该类泵水力模型优化和性能改进提供了参考.

含沙空化对轴流泵内压力脉动特性的影响

为了阐明含沙量、粒径、空化等因素对轴流泵内部压力脉动特性的影响,分别在清水、含沙水、清水空化及空化与泥沙磨损联合作用下,采用SST k-ω湍流模型对轴流泵内部压力脉动特性进行数值模拟分析,得到以下结论:泥沙的加入会加剧压力脉动,且促进空化的发展;叶轮出口处脉动系数均大于进口处,说明除空化外,叶轮与导叶的动静干涉是引发压力脉动的一个主要因素,且空化会增大压力脉动,对泵的振动造成不利影响;压力脉动引发的振动信号主要频率成分包括2.5 Hz,10 Hz和20 Hz,与水泵的转频2.5 Hz,叶频10 Hz及其二倍频20 Hz保持一致。

轴流型潜水泵轴承设计的改进

大中型轴流式潜水泵的下轴承承受很大的轴向力,因而需要对其温升进行控制。笔者根据在设计实践中的经验,对轴流型潜水泵下轴承的设计作了改进,通过温升监控装置显示此改进可大幅度降低轴承的温升。

基于体横波传感器的新型低功耗超声波流量计探头设计与研究

超声波流量测量技术是流量测量领域的一个重要分支,超声波流量计广泛应用于能源、化工和冶金等大型工业领域,在环保、水处理等行业的应用也日益增多。所有的超声波流量测量方法都基于超声波的产生、传播和接收。因此,超声波探头作为产生和接收超声波信号的器件在超声流量测量系统中起着关键的作用。针对目前在国内大量使用折射法横波传感器的时差法超声波流量计探头普遍存在的测量信噪比不理想和功耗偏高等问题,本文通过改变超声探头的横波产生方式,从探头能量损失的角度对传统折射法探头及新型体横波探头进行了深入的分析,总结了折射法探头能量损失较大的原因,比较了折射法探头与体横波探头在入射角度选择上的优劣。在常见的4寸管道上对1 MHz的CRS折射法横波探头进行了测试,并设计了一种激励体横波的产生方式,在圆柱形不锈钢的试块上对1 MHz的UTX体横波探头进行了测试。对两者的回波信号幅值进行采集,将两种探头的连续两次反射波之间时间间隔的计算值与实测值分别进行了对比和分析,表明在发射孔径相差16倍的前提下,UTX的反射信号反而比CRS的反射信号要强。测试结果也论证了体横波传感器在超声流量计中应用的可行性,对低功耗及高精度超声波流量计的研发具有一定的指导意义。