结构参数对高速液环泵内流场及水力性能的影响

为分析结构参数对高速液环泵内流场及水力性能的影响,采用数值模拟和试验相结合的方法,分析了某高速液环泵的排气口始端角、转速和偏心距等结构参数对泵内流场及外特性的影响。结果表明:随着排气口始端角的增大,进口真空度及效率均呈先增大后减小的趋势,排气口始端角为211°时性能达到最高;排气口始端角过小会导致排气口始端区域产生回流,排气口始端角过大会使泵排气不充分,传统设计方法得到的高速液环泵排气口始端角偏大,无法在进口形成真空度;随着转速的增大,液环内液体的做功能力增强,泵的进口真空度和吸气流量均逐渐增加,叶轮出口线速度低于15 m/s时泵进口无法形成真空度;随着偏心距的增大,进口真空度和最大吸气流量逐渐增大,但过大的偏心距会导致液环旋转不稳定,偏心距为3 mm时运行效果最佳。研究结果可为高速液环真空泵的设计提供参考。

液环真空泵叶轮与壳体型线的协同优化

为研究液环泵叶轮与壳体型线对其性能的耦合影响关系,采用高阶Bezier曲线和直接自由曲面变形(DFFD)方法对叶轮及壳体型线进行参数化控制,根据拉丁超立方(LHS)抽样方法,建立液环泵叶轮和壳体型线参数与真空度和效率间的径向基函数(RBF)代理模型,基于NSGA-Ⅱ算法实现液环泵叶轮和壳体型线耦合多目标优化。结果表明:叶轮与壳体耦合多目标优化得到的模型K(真空度最优模型)的真空度提高了11.2%,模型J(效率最优模型)的效率提高了4.1%;叶片包角的增大和扩张的吸气段壳体型线有助于提高泵的进口真空度,出口安放角的增大、收缩的吸气段型线以及扩张的排气段型线可降低泵内水力损失,提升效率;叶轮与壳体型线的耦合优化效果明显优于独立优化;在相同代理模型条件下,叶轮与壳体的分步优化与耦合优化结果基本一致。

立式自吸泵前口环几何参数对其自吸性能的影响

为探究立式自吸泵前口环几何参数对其自吸性能的影响,以350WFB-1200-50型外混式无密封立式自吸泵为研究对象,在保证自吸泵其他参数不变的情况下,通过改变前口环间隙δ和前口环长度l的数值大小,共设计20种方案.利用数值计算和试验验证相结合的研究方法,通过定常数值计算得到不同方案外特性曲线图及前口环进出口压差图;通过非定常数值计算得到不同方案不同时刻中间截面气体体积分布云图、不同方案自吸泵出口含气率变化图及不同方案自吸完成时间曲线图来研究立式自吸泵前口环几何参数与其自吸性能的关系.研究发现:前口环间隙δ和前口环长度l对自吸泵自吸性能均有影响,适当减小前口环间隙δ和增大前口环长度l均能提高自吸泵自吸性能,且当前口环间隙δ过大时,其对自吸泵自吸性能的影响大于前口环长度l对自吸泵自吸性能的影响.

粘性耗散效应下螺旋式泵效环的泵效性能研究

为探究因泵效环结构参数不同对密封腔温升及泵效性能变化规律的影响。基于公司之前使用的泵效环基础上优化模型,考虑粘性耗散效应,利用商业FLUENT软件对两种不同结构参数的螺旋式泵效环进行仿真模拟计算,对比分析转速、黏度、泵效环外径与静止件内径间隙及螺纹长度对耗散温升及泵效性能的影响。研究表明:转速、黏度、螺纹长度的增加有益于提升泵效性能,而随泵效环外径与静止件内径间隙的逐渐增大,泵效性能减弱;耗散温升随着转速和螺纹长度的增大呈现逐渐增长的趋势,随泵效环外径与静止件内径间隙的增大,呈现先增大后减小的趋势,优化前的泵效环耗散温升随黏度的增大,呈现逐渐增大趋势,优化后则逐渐减小;该研究成果为螺旋式泵效环基于粘性耗散下流动规律研究和设计应用提供了理论基础。

基于ANSYS水环真空泵转子静力学和模态分析

水环真空泵具有构造简单、等温压缩、方便使用维修等特点,特别适合抽吸和压缩易燃易爆气体。转子部件在水环真空泵的稳定运行中发挥关键作用,其设计强度直接影响着产品的质量和寿命。通过ANSYS有限元分析软件对转子部件进行了静力学分析和模态分析。结果表明:水环真空泵泵轴和叶轮最大变形量均未超过材料允许的变形量。通过模态分析可知水环真空泵工作转速远低于转子系统的一阶临界转速,系统不会发生共振。研究验证了水环真空泵的工作可靠性,为转子部件以及产品整体结构优化设计提供了理论依据。

泵用机械密封织构端面干摩擦磨损仿真及试验研究

为了减轻泵用机械密封端面在启停阶段和严重振动工况下的干摩擦磨损,对泵用机械密封织构端面进行了干摩擦磨损仿真及试验研究。首先,采用ANSYS软件建立了具有表面织构的动静环密封端面的瞬态有限元模型,基于Archard磨损理论,分析了不同织构分布间隔角度、边长和旋转角度下静环(石墨环)的磨损规律,得到了石墨环的磨损体积分布;然后,采用摩擦磨损试验机在干摩擦条件下对不同织构参数的密封环进行了磨损试验,得到了密封环磨损前后的表面形貌和石墨环的磨损质量;最后,对比分析了仿真和试验结果,讨论了不同织构参数对石墨环磨损质量的影响以及织构的减磨机理。研究结果表明:织构凹槽可以在容纳磨粒磨屑的同时生成石墨转移膜进而减轻磨损;减轻密封环端面磨损要求织构面积合适,足够容纳磨粒磨屑,同时不过分增大表面粗糙度;织构分布间隔角度每增大5°且边长每减小0.1 mm,石墨环的磨损质量平均减少约7.83%和7.35%。织构旋转角度每增大15°,石墨环的磨损质量平均增大约4.25%。所得研究结果可为泵用机械密封的表面织构设计提供较好的理论支撑,并提升泵用机械密封的耐磨性能。

径向间隙对液环真空泵内流场及其性能影响机理研究

现有大型液环真空泵能耗高、运行效率低下、研发周期长且产品失败率较高。为解决以上问题,文章基于FLUENT仿真软件,针对一种通过旋转泵体来实现径向间隙改变的液环真空泵,建立数学模型;进行外特性测试,验证仿真结果的准确性;探究径向间隙对液环泵内流场气液两相、压力、速度和进出口回流特性的影响机理;通过数值计算,得出径向间隙和叶片包角对吸气量、轴功率及效率的影响规律。结果表明,通过调整径向间隙和叶片包角,可以有效地改善泵内的流动情况,提升吸气效率和整体性能,为新型液环泵研发提供了理论支撑。

氨蒸馏装置氨水泵机械密封故障原因分析

对PMC-50*5型氨蒸馏塔进料泵机械密封运行故障进行统计,分析故障主要原因为氨水泵的非驱动端机械密封运行周期短,一般运行周期为15~20 d。机械密封为无压双端面平衡型机械密封,对机泵机械密封损坏的原因进行分析,主要是机械密封动环、静环发生过热造成的。分析PMC-50*5氨蒸馏塔进料泵机械密封故障原因和处理方法,对全厂类似多级泵机械密封维护、维修、改造具有一定的借鉴意义。

常减压装置减底泵机械密封结构改造

文章聚焦于某炼油厂常减压装置减底泵机械密封的频繁泄漏,导致装置多次的操作波动,严重影响了炼油厂的正常生产秩序。每次密封泄漏不仅会造成近10万元的直接经济损失,而且为了更换密封,大量渣油需要降温排空,这不仅浪费了宝贵的资源,还增加了处理成本和环境污染风险。为解决这一问题,文章深入分析了影响机械密封使用效果的诸多原因,通过对其结构的精心优化设计,以及对机械密封辅助系统的精准调整,在新方案投用后,达到了预期的使用效果,显著提升了装置的运行稳定性和经济性。

浸出器负压强制沥干装置分析

浸出器是浸出制油的重要设备,提高浸出器的性能不但能降低粕中残油,而且能够减轻后续高温脱溶或低温脱溶的负荷,进而节省蒸汽消耗。浸出器负压强制沥干装置是用不同的方式使沥干封闭油斗为负压,强制沥干湿粕物料中的低浓度混合油,达到湿粕含溶量进一步降低的目的。为了降低湿粕含溶量,提高企业经济效益,分别介绍了用液环真空泵、蒸汽真空泵、负压风机抽取浸出器沥干段负压装置的工艺,特点和适用范围,同时也阐述了不同类型的常用浸出器强制沥干封闭油斗的方式,最后对沥干效果和经济效益进行综合分析。通过浸出器负压强制沥干装置可以有效降低湿粕含溶量,在高温蒸脱时节省蒸汽消耗量进而为企业带来一定的经济效益。

液环式航空燃油离心泵自吸性能

基于Mixture模型对液环式航空燃油泵进行自吸阶段的非稳态数值计算,研究自吸过程中燃油泵内气液两相分布的变化过程,对不同时刻下燃油泵内部含气率、气液两相分布、压力及速度流线、熵产率和湍动能变化规律进行分析.结果表明:燃油泵的吸气和排气主要集中在自吸过程的前期和中期;随着自吸时间的增加,各监测面的含气率逐渐降低,当自吸时间为3.00 s时,蜗壳出口含气率接近于0,自吸过程结束;泵内压力随相对距离的增加而增大,泵内同一相对距离平面压力随自吸时间的增加而增大;在气液混合时,高速区域主要集中在叶轮中间流道和蜗壳壁面处,低速区域则集中分布在隔舌附近和导叶出口;随着自吸过程的进行,泵内湍动能和熵产率也随之增大,泵内能量损失增大,主要集中在叶轮叶片、导叶叶片和蜗壳出口处.

口环间隙对屏蔽泵性能影响的数值研究

口环结构对屏蔽泵水动力特性的影响显著。为了降低屏蔽泵转子轴向力进而延长其使用寿命,采用SST k-ω模型模拟了不同口环形式(矩形、锯齿形、梯形、倒梯形和圆形口环)的屏蔽泵内部流场,分析其对口环压力、后泵腔压力、轴向力和泄漏量的影响,研究不同的口环形式对屏蔽泵运行特性的影响规律。结果表明:后口环间隙宽度增加时,泵水力性能下降,同时会使轴向力由负向正递增,因此存在最佳间隙宽度;后口环结构形式对屏蔽泵水力性能影响不明显,而前口环结构改变可有效提高泵效率,最大提高了1.3%,而对轴向力影响不明显;采用锯齿形后口环时,泄漏量较原模型约降低了30%,可有效地减少泄漏。

一种应用于DDR的低抖动锁相环设计

针对双倍速率同步动态随机存储器中锁相环抖动性能较差的问题,基于55nmCMOS工艺设计了一种低抖动锁相环。采用负反馈型比例-积分结构控制的电荷泵来获得良好的抖动性能并实现快速锁定,环型振荡器采用伪差分结构的预充电方式来提升时钟翻转速度。后仿真结果显示,在2.5V电源供电条件下,锁相环能够在2μs内锁定在3.2GHz频率处,其相位噪声约为-96.2dBc/Hz@1MHz。芯片测试结果显示,输出时钟周期抖动为-27.7~23.2ps。

基于水环泵与蒸汽喷射泵组合技术下的RH真空系统节能实践

针对某炼钢厂RH蒸汽喷射泵蒸汽耗量大、供汽不稳定的问题,提出一种改造方案,该方案应用水环泵与蒸汽喷射泵组合技术,以新设蒸汽专线优先供应RH精炼设备。改造后,RH精炼外部蒸汽用量降低约25%,在现有条件下可以满足RH正常生产需要,达到了节能降耗的目标。

一种基于22 nm FDSOI工艺的低噪声快速锁定电荷泵锁相环

基于22 nm全耗尽绝缘体上硅(Fully Depleted Silicon-On-Insulator,FDSOI)工艺设计了一种能够快速锁定的电荷泵锁相环(Charge Pump Phase Locked Loop,CPPLL)电路,该锁相环利用FDSOI器件背栅偏置的特点来提升压控振荡器性能,采用了无死区的鉴频鉴相器(Phase Frequency Detector,PFD)和低失配电流电荷泵(Charge Pump,CP)以及低相位噪声结构的压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator,VCO)。研究了相位噪声的理论模型,基于理论参数进行电路设计和电路噪声降低。仿真结果表明,该锁相环锁定时间3μs,CP电流失配小于1%,VCO相噪水平达到-100.4 dBc/Hz@1 MHz,版图面积为0.14 mm^(2)。该锁相环具有锁定速度快,相噪低,频率精准等优点。

水泵水轮机转轮止漏环结构优化研究

水轮机止漏环是设置在转轮与顶盖、底环间用于减小漏水并可更换的金属密封结构。本文以国内某抽蓄机组为研究对象,结合同水头段相似机组的结构型式和参数优化,旨在改善水泵水轮机止漏环处的机械性能和水力性能,并通过有限元方法,对优化前后的水力模型进行了深入对比分析。研究结果表明,本文提供的优化方案能明显降低转轮上、下腔过流面的压力值,并有效减少止漏环的漏水量。研究成果对提升水泵水轮机的水力效率及增强机组系统稳定性具有重要意义。

核主泵口环密封动力学特性数值研究

为了研究口环密封对核主泵转子动力学特性的影响,本文以“华龙一号”核主泵密封口环为研究对象,应用转子动力学理论,建立小扰动模型下的涡动转子动力学方程,基于CFD准稳态方法,对密封间隙域内部流场进行数值模拟,探究转速、压差及口环结构对转子动力学特性以其稳定性的影响。结果表明:转速和压差越大,涡动比对密封力的影响效果越显著,刚度系数、阻尼系数的绝对值呈增大趋势,转速对交叉刚度系数和交叉阻尼系数影响显著,平面密封和迷宫密封交叉刚度系数分别增加了6.92倍和4.13倍,交叉阻尼系数分别增加了15.4倍和6.25倍;压差对直接刚度系数影响明显,平面密封与迷宫密封直接刚度系数分别增加了6.2倍和9.1倍。同时迷宫密封对应的涡动系数Ω_(f)小于平面密封,稳定性优于平面密封结构。

水环真空泵抽空气能力提升改造及效益研究

本文结合内蒙古蒙东能源有限公司1号600MW超临界燃煤空冷汽轮发电机组真空泵改造项目,详细分析了空冷岛增加辅助抽真空系统、更换抽真空管道的改造过程,改造后环境温度低于0℃以下,最低背压可达到5kPa,冬季降低背压平均约2kPa,降低煤耗2.4g/kWh,折合全年降低煤耗约1.1g/kWh,投资回收期约2.1年,实现冬季空冷岛不结冻,满足防冻要求。通过真空泵改造,每年节约标煤3300t,节约费用161.7万元,抽气效率得到有效提升,达到了改造目的并有效提升了发电效益,值得推广。

三门核电屏蔽主泵上部C型密封环焊接定位装置及操作工艺

三门核电有限公司屏蔽主泵定子挡板与泵壳之间采用上部C型密封环设计,与传统的压水堆轴封主泵相比具有零泄漏的优点,而屏蔽主泵设计60 a不解体,故上部C型密封环的安装质量是保证零泄漏的关键。文章介绍了三门核电屏蔽主泵上部C型密封环焊接定位装置的要求、设计方案与其可行性分析及操作工艺。

电厂汽轮机水环式真空泵真空度降低的原因及处理措施

电厂汽轮机的高效运行依赖于良好的真空系统,其中水环式真空泵是真空系统的核心设备之一。在实际运行过程中,真空泵往往会出现真空度降低的问题,直接影响汽轮机的运行效率和电厂的整体安全性。基于此,探讨水环式真空泵真空度降低的主要原因,并提出相应的处理措施及其效果评估方法。通过对真空度降低问题的分析,为电厂汽轮机真空系统的优化提供有价值的参考。