微型迷宫螺旋泵仿真分析优化

基于航天器热控系统对微型迷宫螺旋泵小流量高扬程的需求,开展了对微型迷宫螺旋泵结构参数的优化设计,以流道的螺旋升角、螺纹头数及动力界面夹角为研究对象,以扬程为优化目标,采用数值计算和试验相结合的方法,开展响应面分析及多参数优化,获得了扬程最优的结构参数组合,通过试验验证了优化结果的有效性,优化后的微型迷宫螺旋泵最大扬程提高了65.4%,该分析为微型迷宫螺旋泵的性能提升提供了技术支撑。

现代阿基米德螺旋泵简介

赅述阿基米德螺旋泵的发展演进简史.介绍现代阿基米德螺旋泵的特点、性能、流量计算公式、螺旋泵尺寸的计算公式、及其在国外现代泵站中的应用实例.由于具备所述的这些优点.故使该种泵在现代排水泵站中至今尚能占有一席之地.

M型富勒螺旋泵的调试

由于用户不熟悉富勒螺旋泵的结构特性及工作原理，在使用中可能出现泵输送能力下降、设备电耗增高和螺旋磨损严重等问题。在分析各种故障产生原因的前提下，介绍消除故障的调整方法，并举出了应用实例。

梯形迷宫螺旋泵内部流动数值计算及性能预测

在梯形迷宫螺旋泵理论分析基础上,运用流场计算商用软件FLUENT,首次模拟了清水状态下梯形迷宫螺旋泵内部的三维湍流场,对给定基本参数的梯形迷宫螺旋泵内部流动进行数值计算和分析,从而得到了其内部流动的主要特征和外特性变化,结合数值计算与试验结果,提出了采用计算流体力学(computational fluid dynam ics,CFD)计算方法对泵的性能进行预测,为梯形迷宫螺旋泵的设计、改进和优化提供有益的参考.

迷宫螺旋泵的设计

介绍了一种新型小流量、高扬程、低比转数迷宫螺旋泵的结构、特点 ,并重点分析了螺纹的几个主要结构参数对泵性能的影响及其取值范围。

迷宫螺旋泵内部流动的CFD模拟

利用CFD分析软件Fluent及其前处理软件Gambit对迷宫螺旋泵的内部流场进行数值模拟,通过对泵内流场流动特点的分析,讨论了速度和压力分布,结果表明螺旋转子区域的流场内流体速度高,压力相对较低,螺旋转子对泵的增压效果比螺旋定子贡献更大,对该泵的设计和进一步研究提供了一定的依据。

迷宫螺旋泵气液两相流场的数值模拟及试验

基于混合物多相流模型、RNGk-ε湍流模型和SIMPLEC算法,应用CFD软件Fluent对迷宫螺旋泵内气液两相流场进行数值模拟并通过试验进行验证.通过分析流道内不同截面上的压力、速度以及含气率分布,研究泵内气液两相流场的流动情况.模拟结果表明,压力分布从进口到出口沿螺旋槽逐渐升高,增压效果明显,速度分布在环形腔的外侧比在内侧稍大,螺旋部分含气率分布比较均匀,进出口处出现含气率分布不均匀现象,局部含气率较高,在此要防止气堵现象的发生.试验结果表明所采用的计算模型基本符合泵内部流动的实际情况,这说明模拟结果一定程度上揭示了迷宫螺旋泵内部气液两相流场的流动规律,可为迷宫螺旋泵气液两相流研究提供理论依据,试验结果同时表明迷宫螺旋泵进行气液混输时具有良好的曝气效果,可作为传统曝气设备的替代产品.

迷宫螺旋泵螺旋槽的实验研究

迷宫螺旋泵中螺旋体作为输送介质的作功组件,其螺旋槽的选择,对迷宫螺旋泵的扬程、流量、效率、汽蚀等性能参数有较大的影响,目前常用螺旋槽的形状有矩形、梯形、三角形,本文给出不同螺旋槽形状与几何参数的选取及比较,以及其对性能参数的影响。

迷宫螺旋泵性能的试验研究

对不同参数的三角形螺纹迷宫螺旋泵进行了流量、扬程、功率的性能试验,对比研究了三角形螺纹导程、牙型角、转子定子配合间隙对迷宫泵性能的影响。结合泵送原理和相似原理,推导出了配合间隙变化时,泵送流量、扬程、效率的相似换算关系,换算结果与试验结果吻合。试验同时表明:螺纹导程降低,泵关死扬程升高,流量降低,性能曲线变陡;配合间隙减小,泵扬程和效率提高。

基于CFD数值模拟和泵性能实验的迷宫螺旋泵泵送机制研究

在CFD数值模拟和泵性能实验的基础上分析了至今仍不完全清楚的迷宫螺旋泵泵送机制;在多重坐标中,用剪切应力输运k-ω湍流模型近似模拟了三角形螺纹迷宫螺旋泵内流体的稳定流动;用泵的性能实验验证了提出的迷宫螺旋泵泵送机制。CFD模拟结果表明:迷宫螺旋泵转子螺槽和定子螺槽流体之间存在动量和能量传递。由于转子螺纹和定子螺纹形成的蜂窝体的存在,流体在轴向流动中反复从转子获得能量,因而泵扬程随流量减小近似线性增大。

三角形迷宫螺旋泵内部流场数值计算及试验

在三角形迷宫螺旋泵理论分析基础上,运用商用计算软件FLUENT,采用雷诺时均N-S方程和标准k-ε湍流模型,运用基于非结构网格的SIMPLEC算法,对清水状态下三角形迷宫螺旋泵内三维湍流场进行了数值模拟,从而得到了螺旋泵内部流动的主要特征和外特性变化规律.根据试验结果得出泵的外特性曲线,并与数值模拟计算的结果进行比较,发现两者的外特性规律非常一致,这说明所采用的计算模型基本符合泵内部流动的实际情况.研究结果可用来了解三角形迷宫螺旋泵的内部流场特征,为螺旋泵的设计、改进和优化提供有益的参考.

梯形迷宫螺旋泵内部流动的数值模拟

结合梯形迷宫螺旋泵的流动特点,在相应的假设条件基础上建立流动模型、简化计算方程组,并给出具体的边界条件。利用有限差分式求得流动模型的数值解,从而得到梯形迷宫螺旋泵内部流动的主要特征。得出进液环腔处产生二次回流现象而导致迷宫泵效率低下,通过在转子进口处增大定、转子之间间隙c而弱化该处的节流降压,通过增大进口液腔的环空体积以降低出口压头损失的结论。所得结论可为梯形迷宫螺旋泵的设计、改进和优化提供有益的参考。

迷宫螺旋泵工作原理与特性

综述了对迷宫螺旋泵工作原理、工作特性及工作特性影响因素进行的试验研究和理论探讨,给出了确定迷宫螺旋泵工作特性的方法。

三角形迷宫螺旋泵内三维紊流数值模拟

采用雷诺平均N-S方程和标准k-ε湍流模型,运用SIMPLEC算法,对三角形迷宫螺旋泵内三维不可压缩湍流流场进行了数值模拟。计算结果揭示了其内部流动的压力分布和速度分布规律。研究结果可用来对三角形迷宫螺旋泵进行性能预测,并为其水力优化设计提供有益参考。

微小型单杆螺旋泵

设计了一种微小型动力泵——微型单杆螺旋泵，它利用螺杆在液体中旋转时产生螺旋泵送效应来实现流体输运。初步的理论分析和实验研究结果表明：对于确定几何形状参数的矩形螺杆螺旋泵，其输出流量与螺杆转速和背压基本上成线性关系；其最高背压与流体粘度、螺杆转速近似成正比。试制的微小型螺旋泵外形尺寸（包括微电机）为直径８ｍｍ，长４０ｍｍ；重１０ｇ，额定功率消耗０．３Ｗ；最高背压可达２４０ｍｍＨ２Ｏ，最大流量为１００ｍｌ／ｍｉｎＨ２Ｏ。

污泥压干螺旋泵的理论设计及CFD分析

造纸严重污染环境,处理造纸排污至关重要。本文基于对污泥特性的分析,改进螺旋泵的理论设计,利用泵的螺旋剪切力压干污泥,使污泥达到一定的干度,便于对污泥的处理。这种泵需要产生很高的压力,本文结合迷宫泵和螺旋泵的设计特性,给出设计理论,并通过CFD模拟分析污泥流动的特性,验证设计的合理性。