浅谈离心式泵的工作机理与操作方法

阐述了离心式泵的结构及工作原理、离心式泵与管路系统的匹配要求,气蚀现象及防止措施,离心式泵的启动、停车操作等技术问题,为离心式泵的使用与维护工作提供参考依据。通过对离心泵研究表明,只要掌握其工作原理和管路特性要求,正确对其安装、操作和维护,才能使泵高效率、低成本运行。

离心式泵的操作与维护

水泵的应用范围很广,种类较多。煤矿主要排水设备常用D型水泵,井底水窝,采区局部排水常用离心式水泵。该文主要阐述了离心式泵的工作原理、启动、停车操作方法和维护等技术问题。

离心式血液泵外特性及内部剪切应力研究

为研究运行参数对泵性能及剪切应力的影响,采用高速摄像技术对泵内流动进行拍摄,并对泵内剪切应力状况进行数值模拟。建立血液泵内部流动可视化试验方法,揭示了泵的外特性随叶轮转速及血液流量的变化规律,同时阐明了泵的结构及运行参数对泵内剪切应力的影响。研究结果表明:泵内高剪切应力主要集中在蜗舌及叶片尾部,降低转速和增大流量都能够有效降低泵内剪切应力;试验所得流体运动轨迹与模拟结果相一致,且外特性误差在6.9%以内。

离心式血泵对血液损伤影响研究进展

离心式血泵通过调节血液流速,进而驱动血液流动,已被广泛应用于临床,包括体外膜氧合、心肺旁路手术、体外循环二氧化碳清除等。但由于不同结构、不同形式的离心泵在临床应用场景下对血液体外循环要求不同,导致血泵在临床使用过程中面临不同的应用工况。该文概述了离心泵结构及不同使用工况下对血液破坏的影响,供相关机构及研发人员参考使用。

离心式纸浆泵的结构特点

简要分析了纸浆的流动特性及流动机理,介绍了纸浆泵的分类及低浓浆泵、中浓浆泵的结构特点。

小流量高扬程离心式后备液氧泵在水煤浆气化炉倒炉中的应用总结

论述了空分装置后备氧系统采用国产小流量高扬程离心液氧泵在气化炉倒炉过程中投入使用的过程,介绍了后备系统液氧泵增加氧气供应来实现水煤浆气化炉高负荷倒炉的方法、过程及注意事项,并对后备系统液氧泵投入使用进行总结。

磁力传动离心式植物油泵设计研究

植物油厂用泵现场使用表明,大部分泵的失效是由于密封泄漏引起的。文中提出采用磁力传动泵来解决这一问题,并在已有磁力泵的基础上,做了结构上的改进。轴不旋转,内磁钢体与叶轮后盖板直接相连,减少了叶轮后盖板和内磁钢体前端面这两个端面与液体间的圆盘摩擦损失;泵轴不传递扭矩,为轴材料选择和加工提供了方便。

基于不等扬程的离心式长轴泵的优化设计与试验

为使离心式长轴泵能够在不同工况下高效运行，该文以500GJC-32.3＆#215;3型离心式长轴泵为例，对其进行优化，首先根据传统方法估算离心式长轴泵叶轮参数，通过正交方法对离心式长轴泵叶轮进行优化设计，对正交试验结果进行极差分析，得到了叶轮几何参数对离心式长轴泵扬程和效率影响的主次顺序。综合考虑各参数对离心式长轴泵性能的影响，选取重要因素，基于不等扬程设计理论，采用控制变量法对叶轮进行多方案优化设计，对比不同方案计算结果可知：基于不等扬程理论优化设计的叶轮具有较好的水力性能，选择合适的后盖板无穷叶片数理论扬程系数，可使叶轮水力性能趋于最佳。对于该型离心式长轴泵，当后盖板无穷叶片数理论扬程系数取1.1时可获得较优的水力性能，对比较优方案的试验与计算结果可知：二者变化趋势相同，扬程、效率、轴功率的最大误差分别为4.02%、5.58%、3.59%，在（0.8～1.2）倍设计流量工况下，扬程、效率、轴功率的误差小。同时由试验可知：该型离心式长轴泵在设计流量时扬程大于97 m，效率高于82%，最高效率点出现在1.1倍设计工况附近为83.22%，曲线具有较宽的高效区和无过载特性，能够满足设计要求，在丰水期和枯水期均能高效稳定的运行，同时可降低电机的配套功率，减少一次成本投入。因此，该文的研究结果对离心式长轴的优化设计有较好的参考价值。

基于溶血性能的离心式旋转血泵设计

溶血性能是衡量血泵性能的一个重要指标。基于平均剪切应力模型,通过减少红细胞流经叶轮的时间和降低它在此过程中所受平均剪切应力的方法,对离心血泵进行设计,进而改善溶血性能。采用商用流体仿真软件Fluent,对血泵内的三维不可压湍流流场进行数值模拟,得到红细胞在血泵内的流动迹线和流动参数;应用溶血估算公式,分析不同流量下血泵的溶血性能,计算得到溶血估算值在0.006～0.015之间,有较好的溶血性能,满足血泵对溶血性能的要求。

1000MW级核电站离心式上充泵转子轴系的扭振特性

为研究1 000 MW级核电站离心式上充泵转子轴系扭振特性,应用Pro/E和ICEM软件对水体部件进行三维造型和网格划分,借助现代CAE技术,并采用有限元分析软件Ansys对上充泵转子轴系的扭转振动特性进行数值计算,通过扭振分析得到转子轴系在不同转速下的扭转振幅.结果表明:采用三支撑转子轴系的结构稳定性相比于两端支撑的转子轴系各阶固有频率都有明显提高,这有助于减小上充泵运行时的振动和噪声;在4 900 r/min的转速下转子轴系发生了较为明显的一阶扭转共振,引起共振的主要原因是电动机驱动力矩的6次谐波分量频率和转子轴系的一阶扭振固有频率的整数倍接近;上充泵设计运行转速为4 500 r/min,转速与转子轴系各阶临界转速值相差较大,其转子轴系的扭转振幅较小,不会发生扭转共振,表明所设计的转子轴系结构是合理的.

离心式心脏泵内部流场数值模拟与分析

利用CFD软件对采用一元理论的方法所设计的无回流区和有回流区2种离心式心脏泵进行数值模拟,考察和分析人工心脏泵叶轮内部流场的分布,揭示叶轮内部流动的特殊规律和流动机理.通过数值模拟得到心脏泵流道内的切应力、速度和压力分布云图,分析2种模型对血栓和溶血的影响.结果表明,有回流区离心式心脏泵模型内部流场要比无回流区离心式心脏泵模型内部流场更符合血液动力学的要求,对血细胞的破坏更小,具有更好的抗血栓和溶血性能.

核电站离心式上充泵多工况水力设计

离心式上充泵为多级双壳体结构,根据核电站系统要求,其水力性能需同时满足5个工况点.为实现上充泵多工况水力设计,在系统总结离心泵非设计工况研究进展的基础上,提出了多种叶轮水力设计方案优化组合与叶轮多工况水力设计相结合的技术,并进行了上充泵多工况水力设计实践.利用多级离心泵叶轮组合原则对上充泵所要求的多工况点进行拆分,得到不同叶轮性能曲线优化组合设计方案,分别进行首级叶轮、2-4级叶轮和5-12级叶轮水力设计.按照设计方案制造4级泵样机(转速2 950 r/min),并进行性能试验.试验结果换算到4 500 r/min与规定值对比表明,有4个工况点满足要求,大于规定值2.6%;仅最大流量工况扬程偏低,低于规定值11.8%,实现了多工况水力设计目的.

离心式血液泵内非牛顿流体水力特性研究

在旋转式血液泵的研发中习惯于把血液当作牛顿流体来处理，而血液本质上是非牛顿流体。本文实验测量了0．6‰、1‰、2‰浓度的黄原胶溶液在一种离心式血泵模型内的水力特性，发现在高浓度低转速时，在相同流量下黄原胶溶液的扬程低于（或接近于）水的相应扬程，而在高转速时一定浓度的黄原胶溶液的扬程会高于水的相应扬程，最高可有7％的差值；黄原胶溶液不遵守牛顿流体相似律，一定浓度的黄原胶溶液当其雷诺数高于某一临界值后，在无量纲扬程-流量图中数据点会落在同一条曲线上，称非牛顿流体相似曲线；在高转速大流量时，非牛顿流体相似曲线位于牛顿流体相似曲线上方。

基于CFD方法优化离心式中浓浆泵湍流发生器结构的研究

基于CFD方法在FLUENT 6.0软件平台上模拟了湍流发生器作用下中浓纸浆悬浮液的三维流场,并根据模拟结果对离心式中浓浆泵湍流发生器的结构进行了优化设计。实验表明,优化结构的湍流发生器在较低能量消耗的前提下对中浓纸浆悬浮液的湍流流动、气体分离都有更好的贡献。因此在工程实际中,CFD方法对缩短设计周期、降低资金消耗具有重要作用。

降低离心式纸浆泵压力脉动的措施

分析了离心泵内压力脉动的产生机理,分别阐述了汽蚀、回流、涡流、离心泵叶轮形状及叶轮出口与隔舌相互干扰对纸浆泵压力脉动的影响。总结出了降低压力脉动的4条途径:提高泵的抗汽蚀性能;控制进口回流;减弱出口涡流;改变叶轮和隔舌的形状,完善叶轮与隔舌参数的匹配。分析得出:从泵的水利设计方面来优化叶轮和隔舌的参数,是降低纸浆泵压力脉动的最有效方法。

基于CFturbo的离心式吸鱼泵设计

传统的离心式吸鱼泵设计基本上是根据设计经验与相似泵推导设计,导致设计周期长且性能参数无法确定。为了更加快速、精确地设计出不同尺寸类型的吸鱼泵,并估算出离心式吸鱼泵的流量、扬程等性能参数,运用CFturbo设计软件进行参数化设计吸鱼泵,通过CFturbo软件建立吸鱼泵的三维模型,并通过软件内置经验函数优化设计,然后通过CFD流体动力学软件进行数值模拟仿真验证,最终设计出符合性能参数要求的离心式吸鱼泵,实现离心式吸鱼泵的快速研发。

离心式泥泵过流部件的磨损特性

基于固液两相流理论,应用欧拉-拉格朗日法模拟了离心式泥泵不同流量及泥沙浓度下的定常固液两相流场,应用FINNIE预估模型进行了磨损特性计算,着重研究了泥泵叶轮、压水室表面的磨损规律.研究结果表明,随着泥沙浓度增大,泥泵的叶轮、压水室表面的磨损率相对值相应增大;压水室表面的磨损率相对值在小流量的值较高;叶轮的磨损率相对值的最大值出现在小流量区域;压水室表面的磨损率相对值比叶轮表面要高;泥泵在高效区运行,泥泵过流部件的磨损率相对值较低.

离心式上充泵小流量工况转换瞬态流动特性

为研究核电站离心式上充泵由上充工况向小流量工况转换运行过程中的瞬态流动特性,基于RANS方程和RNGk-ε湍流模型,采用商业软件CFX对其进行定常数值模拟,并通过试验验证了数值计算方法的正确性。在此基础上,继续对该瞬态过程进行数值计算,得到上充泵内部流动瞬态压力及速度的变化规律。结果表明:在由上充工况向小流量工况转变过渡过程中,叶轮、导叶、出口涡壳的流道内压力有不同程度的上升趋势;在瞬态转变过程中,随着流量的减小,上充泵内部漩涡范围增大,流动形式也愈来愈差,导致压力和速度波动幅值增大;由于动静干涉影响,叶轮与导叶交界面附近监测点的压力和速度波动程度高于其他监测点的波动程度,双蜗壳流道内圈的波动高于外圈的波动。

离心式低剪切泵的设计研究

用理论和实验两种方法对离心式低剪切泵进行了设计研究。根据低剪切的特点 ,初选现有离心式泵 ,对叶轮叶型、流道等参数进行改造设计 ,总结出一系列实现低剪切的设计准则 ;分别对改进前后的离心泵叶轮进行了剪切对比实验 ,在各种流量下改进叶轮均比原叶轮出口油滴平均粒径高出 10 %左右 ,改进是比较成功的。对离心泵的低剪切设计研究进行了有益的探索 ,得出了设计离心式低剪切泵的设计准则 。

应用多相流技术探究离心式血泵的性能

目的应用计算流体动力学多相流分析技术,探究不同结构对血泵性能的影响。方法设计2种不同结构的离心式血泵,引入CED软件中的Interface概念,相同工况下,进行多相流模拟,通过流场的速度矢量分布、剪切应力云图等分析血泵的水力性能和溶血性能。结果流量Q=6.24 L/min,供压100 mmH g工况下,12只斜直叶片(XZ)结构的血泵转速为1950 rpm<8只流线型叶片(L)结构的2082 rpm。2种结构内部流场流动情况良好,结构L内部最大速度6.33 m/s>XZ结构的5.44 m/s。XZ和L结构剪切应力>150 Pa的区域分别为0.0022%和0.2060%。结论 XZ结构的血泵在水力性能和溶血性能上均有较好的表现,简单圆弧流线型叶片在降速和减压方面需进一步改进。