新工科背景下离心泵串并联实验“点火启发式”教学方法探索

点火启发式教学致力于启发学生的思维和培养学生的创新能力以及独立解决问题的能力。离心泵串并联综合实验平台能满足学生多样化发展的需要,在实验中实施以学生为主体的启发式教学模式,能更好地提高学生的综合素质和创新水平,实现工程教育与创新教学的课堂延伸,达到工程教育与企业需求的相融合,为实现"新工科"要求下的人才培养目标奠定基础。在离心泵串并联实验中实施点火启发式教学方法,改善了教学效果,提升了育人质量。

叶轮进口条件对串并联离心泵无过载特性的影响

为了阐明叶轮进口条件对串并联离心泵无过载性能的影响,该文从速度三角形理论出发,引入进口速度加权平均角度(θ),推导了单级模型泵无压直管叶轮进口条件的最大轴功率,以及相对应的流量的计算公式。在此基础上,研究了串并联离心泵分别应用无压半螺旋和有压半螺旋2种不同叶轮进口条件对无过载性能的影响。结合(computational fluid dynamics,CFD)技术,对各模型泵外特性曲线进行了数值模拟,并搭建试验台分别对单级模型泵和串并联离心泵进行试验。分析表明:计算结果与试验结果能够较好地吻合,在设计工况下,扬程误差和功率误差均在5%以内,从而验证了数值模拟结果的正确性。结果证明:不同叶轮进口条件下,得到的轴向速度分布均匀度变化不大,均匀度较好;而流动偏移角(γ)值有较大的差异,γ值越大越有利于无过载性能的实现。该研究结果为串并联离心泵的无过载研究和开发提供了一定的依据。

新型高效无过载船用串并联离心泵的研制

针对现役船用离心泵在高效节能、无过载特性等方面存在的欠缺,阐明了高效、无过载离心泵设计的理论依据,提出了高效、无过载低比转速离心泵的设计方法。利用高效、无过载设计方法开发了某船用串并联离心泵,并进行了试验验证,试验结果表明该设计方法能有效提高低比转速离心泵的效率,并具有无过载特性。该设计方法可以推广应用于现役的各类船用离心泵以及民用低比转速离心泵。

不同结构形式对串并联离心泵振动特性的影响

为了研究串并联离心泵不同结构形式对泵外特性及其振动特性的影响,选取叶轮匹配螺旋型压水室和叶轮匹配导叶匹配环形压水室2种结构形式,并参考优秀水力模型采用速度系数法对2种结构形式的串并联离心泵的叶轮进行水力设计,按照标准专门搭建了外特性与振动试验台,对串并联离心泵2种结构形式下的外特性及不同监测点的机脚加速度的1/3倍频程进行数据采集、测试与分析.研究结果表明:叶轮匹配螺旋型压水室的原始结构形式的效率比叶轮匹配导叶匹配环形压水室的新型结构形式的效率要高;串并联离心泵采用叶轮匹配导叶匹配环形压水室的结构形式对于泵组的减振降噪具有良好的作用,新型结构比原始结构在全频段各个监测点振动噪声减小3~4 d B;各个监测点的振动在各个频段的变化无规律可循,监测点的振动噪声也有所变化,监测考核时应布置多个监测点进行综合评价.

新型串并联双级离心泵研制

简要地介绍了 6CBLG 7型串并联双级离心泵在长期运行中所存在的问题 ,用理论计算与模型试验并举方法 ,从解决关键技术着手 ,较快地研制出了新型串并联双级离心泵。经多项性能试验及振动、噪声试验表明 ,该泵满足技术任务书要求 ,为我国造船业及海洋开发业又提供一项新设备。

船用潜水式串并联离心泵的设计与研究

主要介绍作者研制的船用潜水式串并联离心泵的特点及其结构设计和水力设计中应考虑的问题。该泵技术性能指标达到国际水平,它的研制成功填补了国内空白。

新型串并联离心泵设计与试验

对船用串并联泵进行结构设计及加工工艺的改进,通过外特性试验数据和振动特性分析,得出了新型串并联泵满足设计参数要求,振动噪声较原始结构降低3~4d B,各个监测点的振动在各个频段的变化无规律可循,监测点的噪声也有所变化,监测考核时应布置多个监测点进行综合评价。

基于不等距叶片的串并联泵压力脉动

为研究叶片不等间距排布对串并联离心泵压力脉动的影响,基于转子自动平衡理论建立5种不等距叶轮模型.对比分析了不同方案下该泵的性能及压力脉动特性,以提高串并联离心泵的运行稳定性.结果表明:并联或串联运行时,在较小的最小角间距θmin时,扬程和效率都有所下降,在最小角间距为56°或58°时,相比于叶片等间距(原始模型)布置时效率有所增大,其中效率的最大值都出现于最小角间距为56°时;不等距方案在435Hz即1.5倍叶频处出现了新的脉动能量幅值,该能量幅值随着最小角间距的增大而逐渐减小,改善了脉动能量的集中分布;通过对蜗壳周向监测点压力脉动及主频脉动能量幅值的对比,在最小角间距为56°时压力脉动幅值分布更均匀稳定,能量分布更加合理.

离心式注水泵站效率优化

为使离心式注水泵站运行组合更为合理,降低离心式注水泵站的能耗,研究了以功率最低为目标函数的离心式注水泵站优化问题,并得到了该优化问题的求解流程,且寻优结果包括各泵串并联方式以及各泵对应的转速.据以上研究内容,编制了离心式注水泵站优化软件,并针对某一油田注水泵站测试了该软件,所得结果为该注水泵站提供了改造方案,该泵站在此方案运行,具有功率最低的优点.研究结果表明:在某些工况下,离心泵的串并联及调速能使尽可能多的离心泵工作在高效区;利用完全枚举法进行针对某一工况下的泵组合寻优时,能将离散的泵组合寻优问题转化为方便求解的非线性规划问题,该非线性规划问题可利用Matlab中的fmincon函数求解.研究结果可为针对某一注水泵站的运行优化或改造提供参考方案.