可变形磨损模型下微型离心泵复合磨损研究

为了探究微型离心泵在不同颗粒体积分数下的复合磨损类型与磨损变化,基于计算流体动力学与离散元耦合的方法,通过可变形磨料磨损Archard模型与可变形冲蚀磨损Oka模型对离心泵在不同颗粒体积分数(2%、4%、6%、8%、10%、12%)下的颗粒-部件碰撞占比率、磨损分布与演化进行了研究。通过对比实验发现颗粒体积分数在4%附近时颗粒与叶轮叶片、蜗壳碰撞占比率呈现不同的变化趋势。离心泵磨损以磨料磨损为主,磨料磨损中蜗壳为磨损最严重的部件,占总磨料磨损量的68.5%,随着颗粒体积分数的增加,蜗壳处磨料磨损由断面Ⅷ向断面Ⅰ演化,蜗壳前后端先后磨损。冲蚀磨损高磨损区域主要集中于叶轮叶片,占冲蚀磨损总量的95.83%,蜗壳处冲蚀磨损断面演化规律与磨料磨损变化规律近似,但蜗壳后端最先被磨损。颗粒体积分数对蜗壳磨料磨损变形量影响较大,蜗壳、叶轮磨料磨损变形量与冲蚀磨损变形量具有相似的变化趋势。

基于权矩阵分析法的微型离心泵多目标正交优化设计

针对微型离心泵设计时缺乏理论公式指导的问题,采取基于权矩阵分析的多目标正交试验方法,进行微型泵叶轮设计参数优化研究。采用CFD方法对正交试验方案进行数值模拟,并根据模拟结果计算出影响扬程、效率和功率3种考察指标的各因素各水平的权重值大小,确定离心泵叶轮的优化方案。比较优化方案和原方案的内外特性,结果发现,在设计工况下,优化方案的效率提高约10%,功率下降56%以上。该方法为后续微型离心泵优化设计提供了理论基础。

微型离心泵非定常数值计算

本文阐述了采用RNG k-ε湍流模型和滑移网格技术,对微型离心泵全流道进行三维非定常数值模拟,预测了微型离心泵的性能,并与试验值进行对比分析。同时,对中截面上不同工况下不同时刻的总压分布和涡量分布进行分析,分析结果表明:隔舌附近区域总压随时间变化明显,距离隔舌越远,总压变化越小;各个流道内的涡量分布不一致,都是远离隔舌的流道涡量较小,而靠近隔舌的流道内涡量值较大。

输送不同物性介质微型离心泵性能研究

为了揭示微型离心泵输送不同物性介质时的内部流动规律,采用SST k-ω湍流模型分别对输送水和甘油时的微型离心泵性能进行数值模拟,并通过试验对模拟结果进行了验证。研究结果表明,不论微型离心泵输送何种介质,蜗壳第Ⅷ截面突然增大对其内部流动均有一定影响;经叶轮流出的流体不易因蜗壳的作用变成周向运动,从而产生回流和流动分离现象,蜗舌附近的流动更加复杂,进而对蜗壳内压力和速度产生影响;输送水时蜗壳扩散段的回流和流动分离现象比输送甘油时更明显;输送水时微型离心泵外特性试验值和数值模拟值误差在10%以内,试验和模拟所得流体运动迹线基本一致。

微型离心泵内部湍流流动的数值模拟研究

基于雷诺时均Navier-Stockes方程和标准k-ε双方程湍流模型,采用FLUENT软件对一台微型离心泵进行三维湍流数值模拟计算研究,对比分析数值模拟计算和外特性性能试验测得的流量—扬程、流量—效率及流量—功率等外特性曲线并分析两者之间存在差异的原因;在设计流量工况下,分析研究叶轮中间截面的速度矢量图及微型离心泵中间截面压力云图,揭示了其内部流动的主要特征。研究结果可为了解微型离心泵的内部流动特征及优化设计提供参考。

WD系列微型离心泵螺旋涡型廓线绘型的经验公式

本文对WD系列微型离心泵螺旋型涡型廓线绘型时,各区段(顶点的数值先由已知的理论公式算得)连接圆弧半径R_i值,提出了经验算式,并已用于实际设计绘型。通过对产品的测试。

微型离心泵的节流使用

通过理论和试验数据,分析了离心泵起动、运行、开阀和关阀负荷的偏差,论述了离心泵节流使用的可靠性。

微型离心泵涡壳的水力设计

一台高效微型离心泵涡壳水力设计的方法及参数选择。

微型半开式叶轮高速离心泵结构对效率影响的试验研究

以微型半开式叶轮高速离心泵为研究对象,开展多个过流部件结构匹配方案的试验研究,发现螺线蜗壳与后弯式长短叶片叶轮匹配的全流量方案具有较高效率;叶轮出口与蜗壳结构尺寸的匹配关系直接影响微型离心泵效率,而且微型泵效率对叶片入口与泵入口管结构尺寸也非常敏感。

微型离心泵模化试验方法及数值模拟研究

在医学上微型离心泵常用于血液的输送,为了用水代替血液作为试验介质进行微型离心泵性能试验研究。采用量纲分析法研究了微型离心泵的无量纲特性,建立了原型泵和模型泵的相似关系,制定了微型离心泵模化方案,并采用SST k-ω模型对原型泵和模型泵进行数值模拟。扬程、效率等微型离心泵的外特性研究表明,通过相似准则得到的模化方案是正确的。虽然原型泵和模型泵的压力和速度大小不同,但是随时间的变化规律完全相同,根据模型泵上的压力和速度可以推算出原型泵的压力和速度。原型泵和模型泵上的压力和速度分布也是相似的,这进一步验证了相似理论和模化方案的正确性,表明采用清水代替血液进行模化试验是可行的。研究结果为微型离心泵输送血液试验提供了一种简便经济的新方法。

叶片进口边对微型高速离心泵性能的影响

为研究叶片进口边形状对微型高速离心式冷却水泵性能的影响,在保证叶片进口断面面积相等的基础上,设计了3种不同叶片进口形式,即外凹型、半凸型、基础型.采用SSTk-ω湍流模型对泵的水力特性以及压力脉动进行数值计算,将结果与试验值进行对比分析.结果表明:仿真结果较为准确地预测了泵的水力性能,具有可行性;3种方案在远离扩压管的叶轮流道内均存在旋涡;与基础型相比,外凹型方案的扬程和效率有明显提高,并且高效区范围最宽;外凹型方案叶片进口边和出口附近的湍动能分布较好、叶轮出口圆周速度最高;3种方案蜗壳内压力脉动幅值出现在叶频及其倍频处,距隔舌位置越远,脉动幅值越低.采用外凹型方案叶片能减小脉动幅值,利于泵稳定运行.研究结果为微型高速离心泵优化设计提供一定的参考.

微型高速离心泵多工况内部空化特性分析

基于CFX软件和RNG k-ε湍流模型,研究了不同流量和不同进口压力条件下泵内空化流动的特性。通过Rayleigh-Plesset方程均相流动空化模型分析了叶轮内的空泡数与叶轮扭矩随空化系数变化的关系,空化的初生、主要位置和流道的静压变化特性。结果表明:空泡体积随空化系数的减小而增大,空化初生在叶片前缘及附近流道。随着进口压力的减小,诱发空化的低压区主要集中于叶片与流道的中部且压力分布不均匀。各小流量工况下,扭矩变化随着空化系数的减小而减小,在空化系数较大时,不同工况下的扭矩均会有不规则波动且各曲线变化临界点会随着流量的增加逐渐向前移动,但总体变化趋势大致相同。本文研究的微型高速泵内空化流场的特性及空化对泵稳定运行性能的影响可供设计较高运行效率的微型高速离心泵参考。

低比转速无过载自动排气离心泵的设计

简要阐述YLB系列低比转速微型离心泵的无过载设计方法 。

微型高速泵内空化流动的数值分析

以一台单级微型高速离心泵为研究对象,对其内部空化流动进行全流场数值模拟,分析了3种流动系数和不同空化数时该离心泵叶片流道内的空泡、静压以及相对速度分布规律。研究结果表明:空泡最先在叶片吸力侧前缘产生,该空泡区随着空化数的减小沿着叶片吸力侧向出口尾缘迁移和扩大,且呈非对称分布。在相同空化数下,随着流量系数的增加叶片流道内的空化区域变大;叶片吸力侧中间区域出现低速区并在叶片间流道内发展,同时,叶片尾缘处的高速区向叶轮内延伸,表明空泡造成叶轮内流道的堵塞,阻碍液体的流动;在叶片吸力面侧,空泡体积分数的最大值主要分布在叶片中间靠近轮毂的位置,而在压力面侧位于叶片前缘的机匣附近。初步建立了关于微型高速离心泵内空泡流动的一个较完整的认识。

第二届中俄创新创业大赛总决赛在无锡举行

具备发放通行证、ID识别、面部识别和安保巡逻等多功能的安保服务机器人,在恶劣天气和凛冽寒冬也能实现自动驾驶的Ralient.AI以及利用新型聚合材料和混合自适性数学算法的ECMO(体外膜肺氧合)微型离心泵……这些“黑科技”产品都来自第二届中俄创新创业大赛总决赛的参赛项目。2020年8月6日,在相隔不到一年的时间里,无锡市再次迎来中俄创新创业大赛。此次活动共收集到74项俄方参赛申请。各参赛项目技术领域聚焦国际产业前沿,项目产品贴近日常生产、生活,应用前景广泛,面向当前疫情需求,多项技术提供了切实可行的解决方案。经过专家评审,9个项目进入总决赛路演,其中“数字化血液和骨髓细胞AI分析系统”项目荣获冠军,“基于配适体的新型分子检测系统”项目和“咖啡机器人”项目分别获得亚军和季军。

微型高速泵小流量工况空化特性数值分析

通过CFturbo与UG软件建立及优化模型,基于RNG k-ε湍流模型和Rayleigh-Plesset空化模型,利用CFX(计算流体力学)软件对微型高速离心泵进行数值模拟。通过小流量和不同进口总压工况,对叶轮进口段流动特性、叶片表面和叶轮流道的静压分布以及叶轮流道内空泡数分布3个方面进行流场分析。结果表明:流量对叶轮进口段回流影响较大;叶片前缘到后缘的压力逐渐增大,叶轮流道进口到出口的压力也逐渐增加;扬程系数陡降前的振动是叶轮空化不稳定引起的,随着空化系数的降低,空泡体积数逐渐占据整个叶轮流道,空泡分布也由不对称转变为对称结构;为微型高速泵的设计和研究提供了理论基础。