基于不同工质进行径流式透平背叶片对推力和摩擦功耗的影响研究

径流式叶轮背部增加背叶片结构可以有效调整叶轮背部腔室的压力分布,从而调整叶轮部分的轴向推力,但同时背叶片的引入会增加叶轮背面的摩擦功耗。文章基于某一径流式叶轮,研究在两种不同工质(空气及超临界CO_(2))下背叶片对叶轮背部压力分布及摩擦功耗的影响规律,并与无背叶片结构的叶轮背部腔室进行对比,通过研究发现,带背叶片结构时,背部旋转因子随泄漏量及泄漏方向的变化有较小的改变;而无背叶片结构时,背部旋转因子随泄漏量及泄漏方向的变化非常明显。背部摩擦功耗与旋转因子有关,旋转因子较大时摩擦损失较小,旋转因子较小时摩擦损失较大。另外,带背叶片时摩擦功耗要明显大于无背叶片时的摩擦功耗。

离心泵叶轮背叶片宽度对平衡轴向力影响的探讨

本文探讨轴向力与背叶片宽度大小之间的关系。本文将带有背叶片结构的IH100-65-250化工离心泵作为研究对象,利用SolidWorks软件对5种不同背叶片宽度大小的三维实体进行分组建模,对网格采用局部网格加密技术和分区计算技术,以Fluent为计算软件,选用RNG k-ε湍流模型,探讨了在改变背叶片外径大小情况下轴向力的变化特征。通过流场比较分析可以看出,轴向力随着背叶片宽度的增大而减小。最后,在试验台上对用CFD模拟的结果进行试验检测,试验数据与数值模拟分析的结果基本一致,此研究结果可以为离心泵背叶片设计提供一定的依据。

背叶片对固液两相螺旋离心泵轴向力与流场的影响

基于相对坐标系下的雷诺时均N-S方程和RNG湍流模型,采用非结构化混合网格技术和SIMPLEC算法,对带有叶轮背叶片的螺旋离心泵进行全三维数值模拟.通过改变叶轮背叶片数目和宽度设计出5种不同螺旋离心泵叶轮方案,并分别以清水和固液为介质,对各种方案下泵内流动进行全三维数值模拟,获得螺旋离心泵叶轮无背叶片和不同背叶片数目及宽度下流场及轴向力变化趋势和规律.结果表明:清水介质以及不同固相颗粒体积分数下轴向力具有几乎一致的变化规律,且轴向力大小随固相颗粒体积分数的增大而增大.背叶片对叶轮轴向力大小和方向均有影响,背叶片数目、宽度对于平衡轴向力均存在最优值且对后腔及蜗壳内部流动有较大影响.背叶片对后腔间隙及蜗壳内固相颗粒体积分数分布及压力分布影响较大.背叶片消耗一定的轴功率,其宽度变化对轴功率影响较大,数目对轴功率的影响有最优值.

螺旋离心泵叶轮背叶片对轴向力影响的数值分析

基于相对坐标系下的雷诺时均N-S方程和RNG k-湍流模型,采用非结构化混合网格技术和SIMPLEC算法,以清水为介质,对带有叶轮背叶片的80LN-6型螺旋离心泵进行全三维数值模拟。通过改变叶轮背叶片数目和宽度设计出6种不同螺旋离心泵叶轮方案,对各种方案下泵内流动进行数值模拟,获得螺旋离心泵叶轮无背叶片和不同背叶片数目及宽度下轴向力的变化趋势和规律。通过对外特性试验数据和CFD数值模拟数据对比,间接地验证了数值模拟方法的可靠性。并对6种不同螺旋离心泵叶轮方案模拟数据进行分析,结果表明,螺旋离心泵添加叶轮背叶片之后,轴向力大小发生变化,同时在不同方案中不同工况下轴向力方向也发生改变;背叶片数目、背叶片宽度对于平衡轴向力均存在最优值且对后腔及蜗壳内的压力分布有较大影响。

叶轮背叶片与盖板的间隙对平衡轴向力的影响

选用带有背叶片结构的IH100-65-250化工离心泵为计算模型,利用SolidWorks对五种不同背叶片与盖板间隙δ的三维实体进行分组建模,基于RNG k-ε湍流模型和SIMPLE算法,对离心泵的轴向力和水力性能进行数值模拟.数值模拟所得到的F-δ曲线与试验结果吻合较好,验证了计算方法的准确性.研究表明：背叶片与盖板的间隙大小对离心泵的轴向力和水力性能有一定的影响,随着间隙的增大,效率和扬程都降低,轴向力先减小后增大;间隙过小时,离心泵内会产生与原方向相反的轴向力;为了使离心泵能够获得最佳的轴向力和水力性能,背叶片端部与盖板的间隙δ的合理取值范围为（0.8～1.2）mm.

离心泵平衡孔和背叶片对轴向力特性影响

为研究平衡孔和背叶片对低比转数离心泵轴向力特性的影响,选用一台IS80-50-315型离心泵为研究对象,分别对只有平衡孔、只有背叶片及二者皆有、皆无4种方案进行试验与数值分析.结果表明,背叶片对泵水力性能的影响大于平衡孔,且对泵能量损耗起主导作用.在额定工况下,前泵腔内液体压力沿径向具有“阶梯型”变化规律,后泵腔内液体压力近似线性增大,平衡腔内液体压力随流量变化几乎呈直线分布趋势;同一台试验泵中,平衡孔对前泵腔和平衡腔内液体压力影响更大,背叶片对后泵腔内液体压力降低效果更佳.叶轮加背叶片后所受扭矩明显增大,仅有平衡孔时扭矩稍有增加.全流量工况下平衡孔对轴向力的平衡能力优于背叶片;两者共同存在时,平衡轴向力效果最差.

叶轮背叶片外径对平衡轴向力性能影响的研究与探讨

重点探讨轴向力与背叶片外径大小之间的关系,通过对离心泵的轴向力性能进行定性分析。在此基础上,本文将带有背叶片结构的IH100-65-250化工离心泵作为研究对象,利用SolidWorks对五种不同背叶片外径大小的三维实体进行分组建模,对网格采用局部网格加密技术和分区计算技术,以Fluent为计算软件,选用RNG k-ε湍流模型,探讨了在改变背叶片外径大小情况下轴向力的变化特征。通过流场比较分析可以看出,轴向力随着背叶片外径的增大而减小。最后,在试验机上对CFD模拟的结果进行试验检测,试验数据与数值模拟分析的结果基本一致,研究结论可以为离心泵背叶片设计提供一定的理论依据。

基于CFD的潜水泵有无背叶片转子轴向力计算与分析

潜水泵的轴向力平衡是一个关键问题,现有轴向力平衡方法很多,将以在有无背叶片两种条件下,采用CFD软件Fluent6.2对BQS100-60-37泵进行数值模拟,得出有无背叶片时叶轮的水压力分布,准确的计算出转子所受的轴向力。计算结果表明:在无背叶片的情况下,轴向力的方向与进口流速的方向相反,有背叶片时,轴向力的方向与进口流速的方向相同,背叶片具有平衡轴向力的作用。

渣浆泵背叶片密封的CFD分析

在阐述了渣浆泵的背叶片密封装置的结构、原理之后 ,重点介绍了采用何种CFD方法对泵内的流动进行数值模拟 ,并通过对计算结果的分析 ,总结出背叶片密封的利弊 ,为以后的渣浆泵的优化设计提供了依据。

叶轮背叶片对离心泵轴向力影响的试验及分析

为了研究叶轮背叶片对离心泵轴向力特性的影响规律,以降速后的IS80-50-315型离心泵为研究对象,通过改变背叶片的宽度和数目,共设计出13种叶轮背叶片方案,并经过试验测试获得背叶片宽度和数目对泵性能、泵腔内液体压力及轴向力的影响规律.研究表明,当背叶片数目不变时,随着背叶片宽度的增大,试验泵的扬程和轴功率均增大,泵的效率逐渐降低;当背叶片宽度和数目增大到一定值时,轴向力的方向会发生改变,这将影响整机运行的稳定性.从平衡离心泵轴向力的角度出发,分析得出背叶片宽度t=3. 5 mm、数目Z=5为最佳方案,此时轴向力方向为正、变化幅度较小.对比分析3种背叶片数目下,背叶片端部和泵盖的间隙δ与轴向力系数cF关系曲线,得出间隙δ越小,背叶片平衡轴向力效果越显著.该研究成果为工程实践中背叶片的设计提供了理论依据.

叶轮背叶片对离心泵内部流场的影响

为研究叶轮背叶片对离心泵内部流场的影响,建立了前弯、后弯和直型三种不同背叶片数量的叶轮模型,在相同工况下对离心泵内部流场进行了数值模拟。结果表明,在不同背叶片数目和形式下,泵的效率有所不同,随着背叶片数量的增加,泵效率有所下降,泵扬程提高。该分析结果可为改善离心泵的性能和进行优化设计提供参考。

离心叶轮背叶片的直径计算

在化工泵、渣浆泵的离心式叶轮盖板外侧设置的背叶片,由于缺乏计算背叶片直径的规范及方法,造成确定这一参数的随意性,降低了背叶片应有的水力功能.以旋转流体内流体压力分布规律为基础,通过数学分析与定量积分运算,获得在后盖板外侧设置背叶片和前、后盖板外侧均设置背叶片的2种叶轮结构中,为完全平衡叶轮轴向力,背叶片直径所应满足的代数求解方程,该方程可以准确确定背叶片几何尺寸,避免了背叶片结构设计中的随意性.

渣浆泵叶轮前盖板背叶片设计实践和应用分析

以某台输送含固体物浆料的离心泵叶轮前盖板背叶片的设计实践为例,结合在用户现场的实际应用情况调查,对背叶片的作用原理及应用效果进行分析,探讨叶轮前盖板背叶片设置的合理性。

叶轮背叶片形状对熔盐泵性能的影响

为了研究叶轮背叶片形状对熔盐泵外特性、轴向力、内部流场的影响,以一台立式高温熔盐泵为研究模型,采用Creo建立了背叶片前弯叶片、后弯叶片、倾斜叶片以及径向直叶片等4种结构不同的叶轮背叶片盖板模型,并采用标准k-ε湍流模型对4种方案下泵外特性、内流场以及轴向力进行了数值模拟,重点分析了叶轮背叶片形状对泵轴向力的影响.结果表明:设计工况下,叶轮背叶片形状对熔盐泵的外特性影响较小;前弯叶片在叶片外侧出现了明显的低压区;前弯叶片和后弯叶片对熔盐泵内的水力损失影响较小;背叶片对平衡轴向力有重要的作用,4种形状的背叶片在叶片数为6时平衡轴向力的效果均较好,最多可平衡48%的轴向力.从提高效率方面考虑,熔盐泵叶轮背叶片可采用后弯叶片;从平衡轴向力方面考虑,可采用径向直叶片.

背叶片宽度对离心泵水力性能与流场的影响研究

保持叶轮后盖板与泵壳的间隙不变,通过改变背叶片宽度设计出4种不同离心泵叶轮方案。采用CFD仿真模拟对各方案下的模型泵进行了全流道数值计算,得到了背叶片宽度对离心泵外特性与后泵腔流场分布的影响规律。结果表明:背叶片间流道内的低压随其宽度的增加,面积和数值均先减小后增大;后泵腔内的压力梯度过渡均匀,在0.85倍叶轮半径处压力达到最低;当背叶片宽度较小时,叶片间流道内流线基本呈环状,液体流动比较顺畅;背叶片间流道内存在低速区及与叶轮背叶片旋转方向相反的旋涡,背叶片宽度越大旋涡越强烈;背叶片增加了泵的扬程与轴功率消耗,降低了泵的效率,其宽度变化对效率与轴功率影响较大,扬程变化则不明显;研究可为实际工程中控制背叶片宽度提供一定借鉴。

叶轮前盖板背叶片设计实践和应用分析

以某种离心泵叶轮前盖板背叶片设计实践为例,结合用户现场的实际应用情况,对其作用原理及应用效果进行分析,探讨叶轮前盖板背叶片设置的合理性。

背叶片对离心料浆泵性能影响研究

背叶片经常被应用到特种离心泵设计中,它的设计影响了离心泵的扬程、效率等水力性能。文中针对背叶片的高度、形状等几何参数对离心泵的性能影响作了数值模拟研究,分别对设置有后弯式与直型背叶片的四种不同形状的离心泵内部流场作了三维湍流数值模拟,分析了因背叶片高度不同、型线不同对泵水力性能与内部流场的影响。结果表明,带后弯式背叶片的泵扬程和效率均较直型背叶片高。由不同高度背叶片中间截面压力分布图的对比分析发现,随着背叶片高度的减小,背叶片中间截面压力分布越来越均匀。后弯式背叶片中间截面压力分布较直型背叶片的均匀,直型背叶片相邻两叶片之间均存在非常强烈的回流与旋涡,后弯式背叶片随着高度的减小,相邻两叶片中间流道的流动越来越顺畅。随着背叶片高度的减小,其对泵性能的影响程度亦减小,实际上存在一个合理的背叶片高度的取值。本分析结果为离心料浆泵背叶片的设计提供了参考依据。

背叶片与油封的组合密封特性分析

将背叶片密封与油封组合在一起作为杂质泵密封,可使两者发挥各自的优势。组合密封既可发挥背叶片平衡叶轮轴向力,并形成反压力来降低轴封处的压力,又能发挥油封密封消耗能量少且在变工况时密封性能稳定的优点。经分析,这是一种具有发展前途和推广价值的轴封形式。

叶轮背叶片对离心泵性能影响的研究与探讨

以IH100-65-250离心泵为研究对象,开展叶轮背叶片结构对离心泵外特性和轴向力大小影响的研究,利用CFD商用软件Fluent,对带有背叶片结构的离心泵内部流场进行了数值模拟研究,分析了内部流场分布状况,并根据模拟结果绘制水力性能特性曲线和轴向力曲线,选择一组方案进行试验研究,分析论证数值模拟结果的准确可靠性。研究结论可以为设计者自主开发设计轴向力平衡装置提供一定的理论依据。

背叶片密封封液能力探讨及其优化

在分析背叶片密封封液能力的基础上,针对目前在确定反压系数K值时所存在的问题,探讨了密封腔内液体运动速度的实际分布规律,建立了实用性较好的K值理论解析式,并通过优化’确定背叶片密封的最佳结构参数,以适应工程设计的需要。