基于统计回归分析的双叶片污水泵设计与试验

选择了叶轮出口直径D_(2)、叶轮出口宽度b2和叶轮进口直径D_(j) 3个因素,结合统计的污水泵优秀水力模型,得到了扬程系数λ_(H)、流量系数λ_(Q)、流速系数λv随比转数的变化规律,确定了相应的经验公式,设计出了效率高、抗堵塞性能好的双叶片污水泵。通过CFX对污水泵全流场进行数值模拟,得出了叶轮内压力、湍动能、流线分布等情况。通过样机试验得到该泵额定流量点的效率为76.53%,扬程为14 m,效率高于国家标准10%。该设计方法对双叶片污水泵水力设计具有一定参考价值。

基于人工蜂群算法的供水泵站多目标优化与决策

为解决供水泵站运行效率低、能源浪费等问题,以并联离心泵站为例,建立同时考虑调度周期内泵站运行电费、机组启停次数、泵运行可靠度的多目标函数来反映泵站的综合性能,以泵总台数、转速比、供水需求为约束条件,将Pareto最优解理论引入人工蜂群算法并与多属性决策相结合,求解泵站多目标优化与决策问题。结果表明,该算法可解决供水泵站的多目标优化运行问题,减缓了机组频繁启停、提高了泵运行可靠度、降低了泵站运行电费,并为决策者提供了综合性能较好的方案。

蒸汽流道结构对清焦阀清焦性能的影响

在蝶阀座密封面上采用高温高压蒸汽吹扫,以降低裂解气在阀座密封圈附近的浓度是解决大型控制阀产生焦化问题的主要技术途径。为探究蒸汽流道结构对清焦蝶阀清焦性能的影响,对不同方案蒸汽流道结构的清焦阀进行多组分裂解气和饱和蒸汽的流场数值模拟。以阀座密封圈周围裂解气和饱和蒸汽的体积分数及分布情况为判定依据,探究蒸汽流道的两种进气形式、进气管的角度、进气管数对蝶阀清焦性能的影响。研究结果表明:缝隙进气形式的清焦性能优于小孔形式。进气管的角度对清焦性能的影响较为明显,切向进气优于径向进气。进气管数对径向进气阀门的清焦性能影响较大,而对于切向进气阀门的影响较小。综合对比分析所有方案,并结合实际制造工艺,最终确定缝隙进气形式、切向进气方式、8根进气管为最优方案,能有效减缓裂解气控制阀产生焦化的问题,为此类阀门的设计提供了依据。

凸轮转子泵抽送不同浓度非牛顿流体的流场分析及对性能影响

为了探讨摆线型凸轮转子泵抽送粪污介质的性能变化和针对非牛顿流体类抽送的优化设计,以三叶摆线型凸轮转子泵作为研究对象,选取清水和浓度为6.87%,9.20%,12.15%的猪粪作为抽送介质,对凸轮转子泵进行三维非定常数值模拟,分析内部流场瞬态特性,预测其外特性。分析结果表明:在抽送清水和不同浓度的猪粪时,从泵腔的进口区域到出口区域的压力逐渐升高,随猪粪浓度增大,独立工作腔室的压力增大;抽送非牛顿流体时,间隙处因挤压而产生的速度激增,转子泵腔内的速度分布更加均匀;出口的压力脉动主频均出现在2倍叶频处,压力脉动幅值随猪粪浓度增大而减小;随猪粪浓度增大,出口流量、容积效率及水力效率增大,流量脉动系数减小,其性能优于抽送清水介质。研究为凸轮转子泵输送非牛顿流体时的优化设计奠定了基础。

基于改进粒子群算法的泵站优化运行研究

为解决供水泵站运行效率低、偏设计工况运行等问题,以泵站输入功率为目标函数,考虑水泵运行高效区等约束条件建立泵站运行优化模型,采用粒子群算法对该模型进行求解。针对粒子群算法求解存在的结果早熟和收敛精度不高的问题,对该算法参数进行了自适应改进,并加入模拟退火与柯西变异操作。通过测试函数验证证明改进后的粒子群算法在寻优精度上相较于APSO-DA等优化算法有大幅提升,并具备良好的搜索稳定性。将其应用于泵站优化运行问题,考虑水泵启停损耗,确定了泵站日运行最优运行方案。优化结果表明改进的运行方案较原方案的能耗下降9.36%,节能效果明显。

前伸式双叶片环保用泵的正交优化设计

为提高环保用污水泵效率,采用正交试验法设计了新型前伸式双叶片泵。选取双叶片环保泵叶轮进口直径Dj、叶轮出口直径D2、叶片出口安放角β2b以及叶片包角θ,按照L9(34)正交表设计出9组方案,分别对每组方案进行CFD分析,获得了不同设计方案在额定工况下的性能曲线。根据正交试验结果,分析了不同几何参数对泵扬程、效率的影响规律,得出对效率η的影响顺序为:D2>β2b>θ>Dj,对扬程H的影响顺序为:D2>β2b>Dj>θ,并提出了优化设计方案。优化后的样机试验结果为:额定流量点效率为76.53%,扬程为14.4 m,其扬程和效率均超过国家标准及国内同类产品。