复合叶轮对部分流泵流动稳定性的影响

为探究小流量工况下复合叶轮对部分流泵流动稳定性的影响,基于CFD技术对部分流泵在全流量工况下进行了数值计算。采用能量梯度理论分别对采用传统叶轮和复合叶轮的部分流泵计算结果进行处理,主要对0.1Q_(d)工况下部分流泵的叶轮及蜗壳内的流动进行深入研究。结果表明:在小流量工况下,相比传统叶轮,采用复合叶轮的部分流泵对叶轮流道内的轴向漩涡控制效果更好,环形蜗壳内二次流现象得以改善,叶轮的能量梯度函数分布更均匀,且在喉部喷嘴及叶轮出口处的分布面积更小。

压电锥形流管无阀泵的研究——单向流动原理及泵流量

利用流体在收缩与扩张流管中流动能耗不同的原理。借助流阻系数 ,具体分析了压电锥形流管无阀泵在无阀状态下 ,产生单向流动的原因 ,并解析了泵流量。同时 ,把上述结果与实验进行了比较 。

交变配流泵的旋转配流盘减振结构设计与参数影响研究

为解决交变配流泵在连续旋转时柱塞与旋转配流盘的相对相位持续变化引起的输出流量脉动较大而导致的泵剧烈振动的问题,课题组设计了三角阻尼槽式的旋转配流盘减振结构。建立了减振结构过流面积模型,利用AMESim搭建了包含旋转配流盘减振结构的交变配流泵仿真模型;基于仿真模型,分析了三角阻尼槽的圆周角、宽度角和深度角等结构参数对流量脉动的影响规律,形成了交变配流泵的旋转配流盘减振结构优化设计方案。结果表明:在旋转配流盘过渡区域增设三角阻尼槽可以显著降低流量脉动,当三角阻尼槽结构参数为圆周角21°、宽度角100°、深度角16°时交变配流泵流量脉动率为31.4%。该研究为交变配流泵旋转配流盘的减振结构设计及其参数选取提供了参考。

海水循环泵三元流节能改造分析

针对沿海地区电厂海水循环泵复杂多变的运行环境,提出了优化海水循环泵运行特性的综合节能改造方案。采用新一代三元流高效节能转子技术设计制造的新型三元流高效节能斜流泵叶轮和导叶体代替原有斜流泵叶轮和导叶体,大幅度提升海水循环泵在大流量工况下的运行效率,同时优化运行模式,从而实现循环水泵系统的综合节能。该技术方案在国能(福州)热电有限公司2~#机组B循环水泵改造中实施。现场实测结果表明,该海水循环泵综合节能改造方案节能效果显著,对提高大型火电机组的经济性有重大意义。

螺旋轴流式多相流泵内流场可视化测试

螺旋轴流式多相流泵适用于输送气液两相流介质,由于两相介质的密度不同,运动轨迹也不相同,气体以气泡的形式流动,在流动过程中大小和形态的转变可直观反映泵内流体参数的变化,通过设计试验系统观测以及数值模拟的两种方式结合对气泡轨迹进行研究。结果表明:在转速低于1200 r/min时,气泡在叶轮叶片骨线1/2处体积达到最大,与压力面接触破碎向吸力面运动,在导叶内气泡自身能量不足开始逆压力梯度回流,两相流通流情况差;转速高于1450 r/min时,叶轮内气泡数量增多、尺寸减小,开始出现叶顶间隙回流且强度不断增加,跨流道运动强度也逐渐增加,在叶顶间隙有明显的气泡冲撞并有叶顶间隙涡的形成,导叶内气泡的气泡跨流道运动导致在其出口尾缘出现气体涡旋,随转速的增加所占流道面积增大,阻碍两相流通流。

交变配流泵性能测试系统设计

为了探究交变配流泵及泵控激振系统的工作特性,课题组依据交变配流泵测试需求,设计了交变配流泵性能测试系统。设计了测试系统总体架构、液压系统和测控系统;根据测试功能任务的时间要求,运用LabVIEW语言开发了包含FPGA、CompactRIO实时系统和上位计算机的3级测控软件。试验结果表明:测试系统能够调节交变配流泵的配流盘、柱塞缸及斜盘等部件的运动状态参数,改变并测量泵控激振系统的交变输出特性。该测试系统为液压元件性能测试以及高频信号采集与处理提供了可行的方案。

斜流泵和消雾冷却塔组合在联碱装置循环水系统中的应用

探讨了在20万t/a联碱装置搬迁改造项目中,通过多方对比论证循环冷却水系统设备及工艺,尤其是参考部分冶金企业中立式斜流泵的应用,以及考虑到西北地区水资源紧缺现状、节水工作的重要性等因素,循环冷却水系统采用“消雾节水冷却塔+立式斜流泵”组合,投资省,工期短、设备运行稳定,冷却水进出口温差完全达到设计指标,与搬迁改造前相比,该套装置具有显著的节电、节水、消雾效果,具有良好的经济与社会效益。

热泵平行流换热器结构参数对换热性能的影响

采用正交试验法及模拟仿真分析,研究了热泵平行流换热器的结构参数对换热器换热量等指标的影响。结果显示:扁管宽度是对换热器换热量影响最大的因素,贡献率达43.1%;随着扁管宽度增加换热器换热量大幅提升。扁管厚度对换热器换热量影响较大,贡献率达29.7%;当扁管厚度超过2 mm,随扁管厚度增大换热器换热量大幅下降,这主要与换热器背风侧的气流低速区较大,且换热效率低有关。翅片卡槽间距对换热器换热量贡献率为20.8%,翅片卡槽间距为11 mm时换热器换热量最优。翅片卡槽深度对换热器换热影响较小。

某海上平台多相流混输泵故障分析与处理

本文主要阐述近年来该多相流混输泵机械密封的常见故障分析和处理,总结差异,旨在快速解决机械密封问题,保障混输泵正常运行和生产的稳定性。

上海希凡流体科技有限公司(提供各种泵技术服务)

一、设计各种泵水力模型关醒凡教授积毕生设计水力模型之理论和经验,主持设计的轴流泵和可调叶片混流泵水力模型,在南水北调工程天津同台测试的各比转速中均名列前茅;在黑龙江省某工程高扬程斜流泵天津同台测试中名列前茅;在一次大型蜗壳泵模型天津同台测试中亦名列前茅。

多相流混输泵在海洋石油平台设计的应用分析

多相流混输泵输送的流体是一种含有油、气、水及固体颗粒的多相流混合物,具有效率高、占地空间小、尺寸小、重量轻等特点,在石油天然气行业都有广泛的作用,在海洋平台上的应用也越来越多,随着海上开发降本增效的需求,多相流混输泵具备的优势将得到充分发挥,本文主要介绍多相流混输泵的结构形式特点以及海洋石油平台的应用前景。

基于PIV技术的温度敏感型磁流体无泵流回路的实验研究

建立了温度敏感型磁流体无泵流冷却回路实验系统,采用粒子示踪测速技术(PIV)对整个回路中的流场进行了测量,实验研究了不同加热、冷却功率下回路的流动传热性能,分析了磁场及温度场的协同作用对回路性能的影响.结果显示:温度敏感型磁流体在外加适当磁场及温差时可以持续流动,将热量从热端传递到冷端并循环工作;系统冷却性能受到磁场及温度场的协同作用影响.

斜流泵叶轮和导叶叶片数对压力脉动的影响

为了研究斜流泵叶轮和导叶由于动静相干作用(RSI)而引起的压力脉动规律,基于标准k-ε湍流模型、SIMPLEC算法和滑移网格技术,根据叶轮和导叶叶片数及其叶片厚度设计了多种计算方案,并对不同方案的斜流泵模型进行了非定常数值模拟.采用叶轮进口、叶轮出口和导叶内部布点监测压力的方法获得了压力脉动曲线,并基于时域图分析了叶轮叶片数、导叶叶片数及其厚度对斜流泵内部压力脉动特性的影响.数值计算结果表明:斜流泵叶轮叶片动静干涉对整个流场的压力脉动影响较大,叶轮叶片数越少,叶轮进、出口压力脉动幅值越大;在设计工况下,导叶内部的压力脉动波形主要受叶轮叶片数影响,而导叶厚度对导叶内部压力脉动影响较小.研究结论将为斜流泵的设计和稳定运行提供参考.

斜流泵不稳定特性及旋转失速研究

为研究斜流泵出现的鞍形曲线机理,利用数值模拟的方法对斜流泵进行了研究。通过定常数值模拟得到了鞍形曲线组成部分——扬程骤降段和随后扬程小幅上升段两部分机理。小流量下叶轮轮缘处存在流动分离,并且形成漩涡,导致叶轮出口有效外径的减小,是扬程骤降主要原因。流量继续下降,在叶轮出口靠近轮毂处出现一个大尺度的涡,由于漩涡阻塞作用,导致液流由轮毂向轮缘处偏移,使叶轮内部流态由斜流式转变为离心式,是扬程小幅上升的原因。为研究叶轮出口出现回流的原因,利用非定常数值模拟对导叶进行研究,发现导叶进口处存在失速是斜流式叶轮内部流态转变为离心式的主要原因。同时发现在小流量下导叶进口压力不均匀性是失速核沿圆周方向传播的主要原因。

斜流泵性能预测与叶轮进出口环量分析

为了揭示大型高比转数斜流泵内部流动规律,采用商业软件FLUENT,对高比转数斜流泵进行数值模拟。通过计算得到的扬程和效率性能曲线与实验结果基本一致,有效地证明了该数值计算的准确性。同时,还分析了3个工况0.8Qopt、1.0Qopt和1.2Qopt稳态流动下叶轮进出口的轴向速度和环量分布规律。结果表明3个工况下斜流泵内部流动稳定,叶轮叶片背面存在明显的负压区;叶轮进口呈非线性环量流型,出口呈等环量流型,轴向速度均为抛物线分布。

斜流泵研究进展

由于斜流泵兼有离心泵和轴流泵的优点,其应用范围越来越广。首先根据比转速的不同对斜流泵进行了分类,介绍了斜流泵的结构特点、能量特性以及存在的问题。对现有的斜流泵的设计方法即传统设计法、逆向求解设计法以及控制速度矩设计法的优势及不足进行了总结。在斜流泵的设计中需要注意的细节包括轮缘间隙、叶片角变化、绘型技术以及轴面图设计等。轴面图设计是影响斜流泵性能的一个重要因素,通过合理的改进轴面图形状,可以提高设计点效率、改善小流量点的驼峰。应用PIV测试以及CFD技术可以获取并分析斜流泵的内部流动特性。

不同叶顶间隙对斜流泵性能影响的数值分析

斜流泵具有高效,启动特性好,运行工况宽等特点。目前斜流泵设计时,无法定量评估叶顶间隙对性能影响的敏感性。为了揭示不同叶顶间隙值对斜流泵内部流场和性能的影响,给定叶顶间隙选取的范围。分别选取无叶顶间隙和叶顶间隙分别为0.5,1.0,1.5 mm共4种设计方案的斜流泵为对象,基于剪切压力传输模型(shear stress transport,SST k-ω)湍流模型,SIMPLEC算法与块结构化网格,对斜流泵内部流场进行数值模拟和试验验证。结果表明,叶顶间隙为0.5 mm时,可以有效抑制斜流泵的扬程-流量正斜率特性,此时斜流泵的效率值最高;无叶顶间隙时,斜流泵扬程-流量正斜率特性较为明显;叶顶间隙为1 mm时,数值模拟与试验结果吻合较好,SST k-ω模型可较好模拟斜流泵叶顶间隙区流动特征,性能预估结果具有一定的可信度。在小流量工况下,叶顶间隙为0.5 mm可有效抑制斜流泵的正斜率不稳定特性。小叶顶间隙0.5mm时,斜流泵水力性能最优;叶顶间隙增大时,叶顶泄漏流动逐渐显著,叶轮出口近壁区轴面流速和涡量分布规律显著变化,表明叶顶间隙直接影响叶轮轴面速度分布规律和叶片负荷分布规律,由于受壁面摩擦阻力和液体黏滞阻力的影响,叶轮轮毂和叶顶间隙侧的叶轮轴面速度较小;叶顶间隙增大时,叶轮轮毂和叶顶间隙侧叶片负荷急剧衰减,影响叶片的做功能力。同时,叶顶泄漏流动区域与叶片主流区域的掺混效应,使叶片轮缘的低速区扩展到叶轮流道内部的主流区域,引起叶轮流道内部主流流动的堵塞效应,产生二次流动、漩涡等流动不稳定现象。上述研究结果,揭示了叶顶间隙对斜流泵内部流场和性能的影响机理,为斜流泵叶顶间隙的选择提供了理论依据。

基于流固耦合方法的斜流泵叶轮强度分析

叶轮作为斜流泵的核心关键部件,其安全性和稳定性对泵机组的稳定运行和使用效率有较大影响。本文基于CFX软件,选用标准k-ε模型,采用SIMPLEC算法对斜流泵内部流动进行三维数值模拟。将流场的计算结果作为已知条件导入ANSYS Workbench界面,采用单向流固耦合方法对叶轮耦合系统进行仿真计算。研究结果表明,数值模拟采用的网格类型、湍流模型能够较为准确地计算斜流泵的内部流动特性。叶轮叶片最大应力出现在叶片的中部区域,最大等效应力值为53.24MPa,远小于材料的疲劳极限;最大的变形发生在叶片外缘处,整体变形在许用范围之内;流体作用力是影响叶轮强度的主要因素。

斜流泵小流量工况压力脉动数值模拟与实验

基于标准的Smagorinsky亚格子尺度模型,对斜流泵全流场进行大涡模拟并结合压力脉动实验对小流量工况下的压力脉动和内部流场进行研究。实验结果表明,叶轮进口处的脉动幅值最高,随着流量的降低压力脉动幅值逐渐增加,不同工况下叶轮进口、叶轮出口、导叶进口的压力脉动主频为叶频,但导叶出口脉动主频随着流量的变化而变化。大涡模拟表明,0.8Qopt工况下叶轮进口流动状态较好,叶轮进口轴面速度变化较小,而在0.4Qopt工况下叶轮进口流动状态较复杂,轴面速度变化较大,0.4Qopt工况时叶轮进口冲角增加以及受到相邻叶片叶顶泄漏流的影响,在t*=0.041 6时叶片进口吸力面已发生流动分离,当叶轮从t*=0.041 6旋转到t*=0.124 9时,叶片吸力面流动分离加剧,轮缘处的轴面速度明显升高,同时分离涡的旋转强度也逐渐增强,导致该区域的静压下降,逆压梯度上升,促使回流的产生,当回流到达叶片进口时进口处的静压逐渐恢复,因此叶轮进口流动分离是引起叶轮进口压力脉动幅值增加的重要因素。

压电薄膜喷流泵研究

将压电流体驱动技术和仿生技术、喷流推进技术结合,提出了一种新型的压电喷水推进装置,并对该装置的核心部件—压电喷流泵进行了研究。详细分析和介绍了泵的结构及工作原理,设计制作了实验用样机,并进行了性能测试。实验测试表明,该泵工作性能稳定,喷流量大,在正弦信号激励下,电压为190 V,工作频率为140 Hz时,最大喷流量可达到714 ml/min。