采用径向回流平衡孔的低比速离心泵压力脉动特性

采用Relizable k~ε模型对具有径向回流平衡孔以及传统轴向回流平衡孔和无平衡孔结构的低比速离心泵进行全流场非定常数值模拟,并进行时域分析和频域分析。研究结果表明：平衡孔采用径向回流方式、传统轴向回流方式以及无平衡孔结构这3种方案时,离心泵的叶轮进口、蜗壳出口以及蜗壳隔舌处的流体均随时间呈周期性波动,脉动频率以叶片通过频率为主;具有径向回流平衡孔的低比速离心泵与其他2种结构形式的低比速离心泵相比,能够有效地改善蜗壳隔舌处的压力脉动情况。

低比速离心泵叶轮内不同叶片数流场计算及分析

根据低比速离心泵叶轮流道的几何和流场特点,简要阐述了计算的控制方程和叶轮通道网格划分方法,采用压强连接的隐式修正SIMPLEC算法,结合雷诺平均法的RNGκ?ε模型和壁面函数法对叶轮内部的三维湍流流动进行计算。依据计算结果,分析叶片数对低比速离心泵流速分布、压力分布和泵性能的影响,揭示叶轮内湍流的流动规律,提高低比速离心泵的优化设计水平。

基于CFD技术改善低比速离心泵叶轮性能

简要介绍低比速离心泵特点,阐述计算的控制方程和叶轮通道网格划分方法。运用商业CFD软件FLU-ENT对不同叶片形式叶轮流道进行三维湍流流动计算。计算采用压强连接的隐式修正SIMPLEC算法和雷诺平均法的RNGk-ε湍流模型。根据计算结果分析叶片形式对流速分布、压力分布的影响,揭示叶轮内流动规律,提高低比速离心泵优化设计的水平。

低比速离心泵优化设计方法

对低比速离心泵优化设计的各种数学模型作了简要评述 ,指出了其优缺点 ,提出了一些改进措施 ,为进一步提高泵性能指出了方向。

低比速离心泵圆盘摩擦损失功率若干计算公式的精度评价

对低比速离心泵圆盘摩擦损失功率试验数据进行回归分析,经过大量计算得出了低比速离心泵圆盘摩擦损失功率的计算公式。将按此公式计算的实例与笔者搜集的国内外现有圆盘摩擦损失功率计算公式精度相比较,按笔者提出的公式计算相对误差为6.23%,均小于所有现有的计算公式,建议可以在低比速离心泵研究和设计中参考使用。

低比速离心泵容积效率浅析

对现行的离心泵容积效率估算式推导的合理性进行了讨论,指出该估算式不适用低比速离心泵。对低比速离心泵容积效率、容积损失的估算值与实际值进行了分析比较,并结合圆盘摩擦损失加以讨论,进一步认识了影响低比速离心泵容积效率(容积损失)、圆盘摩擦损失等的若干因素和效率估算问题。

低比转速离心泵内部流场的数值模拟

利用计算流体力学软件Fluent对低比转速离心泵叶轮内的三维流动进行了数值模拟,不同工况下模拟所得到的结果与实际情况非常吻合。通过对压力场的分析提出了判断叶轮内是否发生空化初生和计算水泵必需空化余量△hr的简洁方法;通过对速度场的分析,从另外一个角度印证了加大流量的设计方法。同时也为分析水泵性能、优选设计方案,提供了一个可靠的途径。

分流叶片对离心泵流场和性能影响的数值预报

针对低比速离心泵IS50-32-160模型,给出不同叶片数下、不同分流叶片长度的设计方案,采用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)方法,对多方案的全流场进行分析。对非设计流量工况计算采用了稳态N-S方程求解,对于叶轮和蜗壳、前后腔体的交界面采用滑移网格技术进行处理。通过叶轮叶片上扭矩分析,并结合以往试验和计算经验,给出适用于低比速离心泵分流叶片长度的设计公式;流场计算结果显示:分流叶片有利于叶轮出口和蜗壳入口的压力、速度分布均匀性,能有效提高叶轮出口压力,减小压力脉动;通过不同工况的计算模拟,预测各个设计方案离心泵的性能,结果表明:含分流叶片离心泵的效率向偏大流量处偏移,扬程提高较多,且功率曲线更加陡峭。最后总结了不同叶片数对水泵性能的影响,给出不同设计要求时叶片数取值参考。

PIV边界处理技术在离心泵内流测试中的应用改进

针对离心泵PIV测试在流场边界附近速度测量的不足,提出了一种基于掩模操作的流场边界处理方法。利用PIV测量离心泵在设计工况和非设计工况下叶轮内部的流动,分别使用掩模处理方法和常规PIV测试中等效处理方法处理PIV图像,并对不同方法处理得到的结果进行对比分析。试验结果表明,所提出的掩模处理方法可较好地解决流场边界附近测量问题,在流场边界附近得到直接测量的、真实可靠的速度,较等效处理方法更易捕捉到细微的流动结构。

新型低比速泵的设计分析

1引言除了泵的常见问题外,低比速离心泵还存在水力效率低的缺点。这通常归因于叶轮叶片通道内的二次流动,此处存在称作局部涡流发展的现象[1,2],这种现象导致再循环造成的损失及叶轮出口的流线曲率增加,液体离开叶轮的角度显著减小(见相对旋转空间)。从欧拉泵方程可知,与叶片出口角度的偏差会降低最高输送水头或比能量。