基于BP神经网络的离心泵关死点功率预测

离心泵关死点功率至今还不能通过理论计算求得。该文介绍了BP神经网络的结构和特点及其在离心泵性能预测领域的应用现状。基于BP神经网络建立了离心泵关死点功率的预测模型。给出了预测模型的输入模式,并应用试凑法确定了BP神经网络中间隐含层的数目。用46组数据该预测模型进行了训练并给出了神经网络权值和阈值,用3组数据该预测模型进行了仿真并对仿真结果进行了线性回归分析。研究结果表明:建立的离心泵关死点功率预测模型具有比较高的预测精度,其预测平均偏差为4%,可以应用于工程实践中离心泵关死点功率的理论求解。

叶片参数对离心泵关死点性能影响的试验分析

一直以来离心泵关死点扬程和功率都无法通过理论计算获得。以某比转数为92.7的离心泵为研究对象,试验测试了不同叶片出口角、叶片出口宽度和叶片数下关死点扬程和功率的变化规律。试验结果表明关死点扬程随着叶片出口角的增大变化较小,随着片出口宽度的增加一直增加,随着叶片数增加先减小后增大;3个参数对关死点功率的影响都比较复杂;3个参数对关死点性能的影响大小顺序为叶片出口宽度最大,叶片数次之,叶片数最小。研究结果对于现代离心泵的设计具有比较重要的参考意义。

离心泵关死点扬程的计算及修正

离心泵关死点扬程的计算一直是一个难题。该文详细总结了目前各种离心泵关死点扬程的计算方法并给出了各种计算方法准确的数学表达式。通过对34台离心泵的实际计算与比较,分析了各种计算方法的精度和适用范围。分析结果表明,Euler方法计算的是离心泵关死点扬程的理论值,计算偏差大于60%;Throne计算方法的计算精度最高,平均偏差为4.29%;Stirling计算方法的精度最低,平均偏差为11.30%。以比转数作为自变量,采用非线性回归分析法对离心泵关死点扬程的7种计算方法分别进行了修正并给出了修正系数数学表达式和置信度。实例计算表明:修正后的各关死点扬程计算公式精度明显提高,适用范围更广,都能够为工程实际所应用。

离心泵关死点内部流动数值模拟

采用非定常雷诺时均方法结合SST湍流模型,对一比转数为86.44的离心泵零流量工况下的内部流动进行了三维全流场数值模拟。基于数值模拟结果,预测了离心泵关死点扬程并与试验结果进行了比较,同时分析了关死点内部流动规律。研究结果表明,CFD预测的关死点平均扬程误差为4.7%;流道1的进口和出口各有一个旋转方向相反的漩涡,2个漩涡在一个周期内会各自发生不同的状态改变,且呈现明显的周期变化;蜗壳扩散段的绝对速度接近于零,流道1内叶片工作面的高速区面积先增加后减小;蜗壳内的静压分布变化明显,流道1的工作面出口处高压区面积随着叶轮的旋转不断减小;泵进口始终存在着6个大小不同的漩涡,且这6个漩涡基本堵塞了整个流道。

基于小波包分解的离心泵关死点流动状态

为研究离心泵关死工况点时内部复杂流动产生的压力脉动对离心泵多工况设计的影响,基于虚拟仪器技术,应用LabView进行数据采集,利用小波包对离心泵压力信号进行分解,建立了不同频率范围的特征信号,并进行试验验证.分析结果表明:离心泵关死点时压力脉动呈现不规则变化,没有明显的周期性,低于1倍叶片通过频率的低频脉动占据主导地位,轴频处的幅值随着流量的减小先增大后减小;离心泵流量减小至关死点工况时,叶轮内部出现回流,低频段的小波包重构系数变化明显,可见回流对低频段产生了较大影响;离心泵关死点工况轴频处的振幅和强度明显增强;离心泵关死点进口回流为辫状回流.试验结果表明:与傅里叶方法比较,基于小波包分解可识别不同频率对应的不稳定流动,提高离心泵关死点内部流动诊断的分辨性.

关死点处离心泵启动过程的数值模拟

离心泵在瞬态过程中的瞬态性能正受到越来越多的关注,其中启动特性是目前研究与应用最为广泛的。为防止功率过载,离心泵通常在关闭出口阀门状态下启动。为研究瞬态性能,本文通过数值模拟技术,对一台低比转速离心泵在闭阀快速启动过程中的内部流场进行了不可压缩、非定常、粘性流动的数值模拟。其中压力与速度的耦合采用SIMPLE算法实现。研究表明:随着启动过程中转速的不断提高,动静干涉效应将更为明显;无量纲扬程在启动初始阶段存在极大值,随后快速减少至最小值,而后缓慢上升至稳定的波动值,该过程表现出明显的瞬态效应;准稳态假设不适合用来进行准确瞬态行为预测。总之本研究将为各类涡轮机械的瞬态特性研究提供了参考。

基于CFD的凝结水泵关死点扬程优化设计与试验验证

针对关死点扬程对凝结水泵管路系统的选型影响问题,首先采用计算流体力学(CFD)方法对某凝结水泵水动力性能进行了数值预报,通过与试验数据对比验证了CFD方法与所建模型的可行性;然后,在叶片泵理论分析的基础上,通过综合调整叶片出口宽度、出口角和叶轮外径等参数实现了不改变设计点扬程的同时降低关死点扬程。数值计算结果表明:改进前、后模型的设计点扬程和功率基本不变,关死点扬程降低了16.7m。而实测数据表明:设计点扬程提高3.1m,关死点扬程降低10.4m。无论是数值计算结果还是实测数据,关死点扬程与设计点扬程的比值均降低0.05。

离心泵关死点叶轮结构场分析

为准确得到叶轮在关死点工况下载荷作用应力和变形,对一比转数为46的离心泵关死点工况下的结构场进行了流固耦合数值计算。基于数值模拟结果,预测了流固耦合后关死点扬程,并详细分析了叶轮结构场的变化规律。研究结果表明:叶轮前后盖板靠近隔舌处区域的位移变形和等效应力都为最大;各叶片的位移变形从进口到出口逐渐增大,但各叶片的等效应力最大值并不在叶片出口边。

离心泵关死点内流诱导振动测试

采用加速度传感器对一比转数为65的离心泵关死工况下的流动诱导振动进行了测试,并对试验结果进行了详细分析。试验结果表明:1轴向振动加速度脉动呈现一定的弱周期性规律,径向振动加速度脉动没有任何周期性;2蜗壳隔舌处的振动加速度脉动幅值最大;3各测点的最大振动加速度均出现在1 400 Hz附近,大约是叶片通过频率的10倍;4蜗壳5断面处的轴向振动程度是最为剧烈的,而7断面处的径向振动程度是最弱的。

离心泵设计点与关死点扬程比值及流量偏移系数的研究

采用回归分析方法,研究了泵的水力设计参数和性能曲线。在大量计算的基础上,提出了泵设计点扬程与关死点扬程比值和流量偏移系数的计算公式。同时,研究了一些参数对流量偏移系数的影响。本文对泵研究、设计和运行具有实际指导意义。

高比转速中开泵降低关死点轴功率的办法

介绍了高比转速中开泵降低关死点轴功率的办法,并对试验结果进行了分析,对特殊场合使用高比转速离心泵的叶轮水力设计有一定的借鉴作用。

一种降低导流壳式离心泵关死点扬程的方法

离心泵的关死点扬程与泵的水力元件紧密相关,尤其是与叶轮和导流部件的形状有关,本文通过一个设计实例验证了一种降低导流壳式离心泵关死点扬程的设计方法。

流固耦合作用对离心泵关死点内流的影响

为了揭示流固耦合作用对离心泵关死点工况下的内流影响,对一比转数为46的离心泵关死点工况下的结构场和内流场进行了流固耦合数值计算,并对离心泵关死工况下内流计算的边界条件作了详细说明.基于流固耦合计算结果,对比了流固耦合前后关死点扬程预测精度、泵内流场分布和压力脉动的差异,并给出了叶片位移变形.研究结果表明:考虑流固耦合作用对关死点扬程的预测精度影响较小;考虑流固耦合作用后叶轮各流道内的"射流-尾迹"更为明显,蜗壳扩散段的漩涡强度增加,叶轮内压力脉动也呈现出更为明显的周期性;流固耦合作用对于压力脉动幅值频率有较大影响;叶片位移变形从进口到出口逐渐增加,靠近隔舌的叶片位移变形最大.

基于CFD的离心泵关死点流动性能分析

流体动力学数值计算(CFD)被广泛用于研究离心泵内部的流场和外特性预测,在设计工况下计算准确性较高,近年在流体机械领域的研究中占有重要位置。然而针对关死点工况离心泵流场的CFD模拟,现有研究都是采用极小流量作为边界条件,难以得到水泵关死点的真实流动性能。本文采用完全零流量的边界条件,以常用的IS125型管道离心水泵为例,借助于瞬态CFD流场计算技术,进行关死点及其附近工况的非定常流场数值模拟和性能预测,并得到实测结果的验证。研究结果发现,在非设计工况尤其是关死点和小流量工况下,叶轮每个通道内具有不同的流场分布和过流能力,导致水泵性能参数出现较大的脉动现象。在关死点工况下,蜗壳隔舌所承受的流动冲击最为严重,靠近蜗壳上游的叶轮通道是排水状态,而靠近蜗壳下游的叶轮通道则是吸水状态。本文提出的关死点和小流量工况下离心泵流场计算方法能较为有效的预测该工况下泵的扬程和轴功率,得到的叶轮流道过流能力大小的结论,具有一定的学术和工程价值。

基于BP神经网络的离心泵关死点功率预测

离心泵关死点功率至今还不能通过理论计算求得。该文介绍了BP神经网络的结构和特点及其在离心泵性能预测领域的应用现状。基于BP神经网络建立了离心泵关死点功率的预测模型。给出了预测模型的输入模式,并应用试凑法确定了BP神经网络中间隐含层的数目。用46组数据该预测模型进行了训练并给出了神经网络权值和阈值,用3组数据该预测模型进行了仿真并对仿真结果进行了线性回归分析。研究结果表明：建立的离心泵关死点功率预测模型具有比较高的预测精度,其预测平均偏差为4%,可以应用于工程实践中离心泵关死点功率的理论求解。

加力燃油离心泵关死点工况引射冷却分析

针对加力燃油离心泵关死点工况存在燃油温升高的问题,采用从泵入口引入一小股旁路燃油引射冷却叶轮腔室的设计。运用Reynolds时均(RANS)方法,结合剪切应力输运(SST)湍流模型和Rayleigh-Plesset空化模型,对加力燃油离心泵引射冷却降温进行了分析。结果表明:采用旁路燃油引射冷却叶轮腔室的设计,可以有效解决加力燃油离心泵关死点工况燃油温升高的问题。采用引射装置的加力燃油离心泵,在叶轮中心存在气心,使加力燃油离心泵消耗的功率减小,叶轮摩擦产生的热量也变小,因此燃油温升降低。

超低比转速离心泵关阀启动瞬态特性分析

为探究超低比转速离心泵关阀启动瞬态特性,该文以一台比转速为25的超低比转速离心泵为研究对象,在关死点工况下对稳态和关阀启动瞬态过程进行数值模拟,并与试验结果进行对比,研究表明:在关死点稳态工况下性能曲线与试验测得结果变化趋势相同,最大偏差小于5%,验证了数值模拟的准确性;关阀启动过程,不同启动加速度下启动过程的末期均出现一个冲击扬程;在相同转速时,稳态过程中间截面的静压分布、相对速度流线分布和进口管路内相对速度与关阀启动瞬态过程分布趋势存在差异。关阀启动瞬态过程内部流场的发展总体上滞后于关死点稳态过程内部流场。研究结果可为进一步研究超低比转速离心泵启动的瞬态过程特性提供参考。

基于叶片角度对低比转速旋涡泵性能影响的研究

通过对低比转速旋涡泵叶片形状及流道截面面积进行了理论研究,比较了关死点扬程和最高效率点的扬程与叶片角度的关系,阐述了几何参数对旋涡泵性能的变化规律。

石油化工用消防泵选型工程实例分析

以福建某化工项目为工程实例,围绕消防泵系统、消防泵结构设计、性能要求、材料和电机功率选择、试验要求等方面对石油化工装置消防泵选型进行分析。通过对GB 6245和NFPA20标准的分析,指出GB 6245在泵的结构型式、性能、电机功率选择等方面没有明确规定。研究了关死点扬程的不同对流量-扬程曲线的影响。根据消防泵运行要求,给出一种消防泵驱动电机额定功率的计算方法。为石油化工消防泵的选型设计提供参考。

性能不同的长轴立式泵并联运行分析及改造

当性能不同的水泵并联运行时,由于管路系统导致机组不能正常工作,在不改变机组总体布局的情况下,如何通过简单有效的方法,使系统投入正常运行,文中对此做出了分析和解答。