导叶叶片数对LNG四级潜液泵轴向力及首级叶轮流场的影响研究

应用CFD技术研究了导叶叶片数对LNG潜液泵首级叶轮压力和轴向力分布的影响,对一、三级导叶同时设计7、8、9三种叶片数,采用K-epsilon湍流模型进行了多工况数值模拟,并采用液氮工质进行了相关外特性试验验证,得到LNG泵内部首级叶轮压力分布以及轴向力特性。结果表明:潜液泵所受总轴向力在导叶数为8时最小,泵的整体效率最优。作用在首级叶轮上后盖板的轴向力大于前盖板。其中,导叶数为8时首级叶轮前后盖板轴向力最小,压力分布最均匀;而导叶数为9时,与叶轮叶片数9相同,运转时会有共同的倍频出现,在相同的倍频上振动累加,并诱发共振,导致前后盖板的轴向受力最大,叶轮前盖板所受轴向力相对于其他方案平均增加了3.45%;后盖板轴向受力绝对值平均增加1.88%。综上,导叶数为8时潜液泵的水力效率最优。

核主泵叶轮与导叶叶片数匹配规律的数值优化

为了阐明核主泵叶轮和导叶叶片数匹配特性对水力性能的影响。以缩比系数为0.5的模型泵为研究对象,基于核主泵几何参数,建立叶轮叶片数Z1和导叶叶片数Z2的多种匹配方案,通过数值方法预测多种匹配方案下核主泵设计工况下的水力性能。结果分析表明:只改变叶轮叶片数时,随着叶轮叶片数的增加,叶轮与泵扬程的增加趋势逐渐变缓;只改变导叶叶片数时,导叶叶片数的选取对核主泵效率影响的最大差值为8.48%。导叶和压水室内漩涡区和水力损失主要集中在以泵出口为起点沿叶轮旋转方向的半球形区域,且环形压水室的水力损失在总损失中所占比重最小为36.4%,表明环形压水室是核主泵水力损失最大的过流部件。根据多种叶片数匹配方案的结果分析,表明设计工况下核主泵叶轮与导叶叶片数的最佳匹配值为(Z_1=4,Z_2=9)、(Z_1=5,Z_2=12)、(Z_1=6,Z_2=11)和(Z_1=3,Z_2=7),即导叶叶片数在叶轮叶片数的2倍附近且两者互质时,泵的水力性能达到最佳值。研究结果为核主泵叶轮和导叶叶片数的选取提供了理论依据。

离心泵叶轮及导叶的三维实体造型研究

通过运行实例对多级导叶式离心泵叶轮与导叶的水力模型图绘制、三维实体造型的过程、方法作了详细的介绍,这项工作对提高叶轮、导叶的设计质量和效率具有实际意义,同时也为Gambit应用于离心泵过流部件提供了建模的理论依据.

泵叶轮与导叶冲压焊接成形工艺的研究

介绍了泵叶轮、导叶采用冲压焊接成形新工艺，并对该工艺的过程作了阐述，对提高泵行业的制造水平具有一定的促进作用。

具有组合式叶片的导流型垂直轴风力机气动性能的数值研究

在分析传统垂直轴风力机低效率原因的基础上阐述导流型垂直轴风力机的结构优势,并提出一种带组合式叶片的导流型垂直轴风力机,同时数值研究该垂直轴风力机的气动特性。这种垂直轴风力机由导风轮与风轮构成,其中导流叶片分别由进口径向段、出口导流段,以及与两者相切的中间圆弧段等三段组合而成,风叶是由进口圆弧段及与之相切的出口直线段组合而成。导流叶片不仅可以有效地降低因来流对风叶吸力面的直接冲击而造成的阻力转矩,而且还有助于增强来流对风叶压力面的有效冲击。这两方面均有助于使该种风力机风轮的旋转转矩得到显著增加。研究结果表明:这种带有组合式叶片导流型垂直轴风力机,具有工作范围宽、最佳尖速比大、风能利用率高等特点,其气动性能在数值上已明显超过常规垂直轴风力机的一般水平。在此基础上,将机翼型叶片引入导流型垂直轴风力机中,并数值论证了即使在这种变攻角、剧烈分离的垂直轴风力机的内部流场中,机翼型叶片对整个风力机性能的提高也能起到一定的作用。这种带有组合式叶片的导流型垂直轴风力机不仅具有较好的气动性能,而且具有简单的二维外形结构便于加工,具有推广使用的潜力。

后导轮导叶对轴流血泵流动特性影响的研究

利用Pro/E软件对血泵的不同结构进行三维建模,应用计算流体力学中非定常三维N-S方程、基于非结构网格的有限体积法以及k-ε湍流模型方法模拟血泵的全三维内流场,着重计算和分析后导轮叶片角度变化对血泵流场的影响。仿真试验表明:后导轮导叶对血泵出口流动有影响,后导轮可修正泵出口处由于转子旋转加速对流体形成的旋转作用,选择合适角度的后导轮导叶可以在泵出口处得到平稳无旋转的流场。

叶轮与导叶匹配关系对立式离心泵水力特性影响的实验研究

大型含导叶立式离心泵广泛应用于高扬程远距离调水,旋转叶轮与静止导叶动静干涉引起的无叶区内高幅值压力脉动是影响其稳定运行的关键因素。为研究叶轮与导叶匹配关系对水泵水力特性的影响,对3台模型泵开展能量特性与压力脉动同台对比实验,分别监测了进水流道、无叶区和压水室的压力脉动信号,并进行时域和频域分析。结果表明:泵运行流量越靠近设计流量,压力脉动峰峰值越小,且设计流量下无叶区的压力脉动峰峰值分别是进水流道和压水室相应值的3.7和1.9倍;叶片型线改变导致出口安放角增大后,最优工况向大流量偏移,高效区拓宽,但无叶区内压力脉动幅值增大;导叶进口安放角减小后,最优工况向小流量偏移,高效区也得到拓宽,且无叶区内压力脉动幅值显著下降;改善叶轮出口和导叶进口的匹配关系可提高水泵能量特性,但压力脉动仅在导叶进口安放角减小时降低。本研究可为含导叶立式离心泵水力设计提供指导。

某离心压缩机首级叶轮叶片断裂事故分析与改进研究

本文研究了某离心压缩机首级叶轮叶片断裂事故。分析了该叶片发生断裂的原因,发现该事故主要是由于叶轮固有频率与进口导叶尾迹频率接近发生共振引起的。在此分析基础上,提出了以下改进措施:一方面通过增加叶片厚度来改变叶轮固有频率,以避开进口导叶尾迹频率;另一方面,同时通过叶片进口处沿轴向切除14.4mm,以减小进口导叶尾流激振力。到目前为止,改进后的叶轮现场运行情况良好。

600MW火电机组用循环水泵改型设计

介绍了600 MW火电机组用大型立式循环水泵的一种改型设计方法,即针对同一模型,叶轮与导叶体采用不同的换算系数进行设计.以天津盘山电厂一期2×600 MW及成都金堂电厂一期2×600 MW循环水泵设计为例,分别采用常规设计和改型设计方法进行了设计.详细说明了设计方法、设计要点及理论和实测性能曲线等.结果表明,当叶轮与导叶的换算系数相差在3%的范围,且叶轮与导叶体结合部位能够光滑过渡的情况下,用大叶轮配小导叶进行相似换算与叶轮及导叶体采用同一换算系数所测得的性能可以与模型泵性能相一致.

导叶叶片数对多相混输泵内能量损失的影响

为了提高混输泵的做功性能,降低能量损失,在不同导叶叶片数下,对多相混输泵的外特性及其内部能量损失进行分析。结果表明:当导叶叶片数为10时混输泵的外特性明显比导叶叶片数为7和8时更差,且最高效率偏向小流量工况;不同流量下,导叶叶片数为8时混输泵叶轮内的收缩损失和湍流耗散损失最小,而导叶叶片数对导叶进口的冲击损失影响很小,可不考虑其影响;在所选3组导叶叶片数下,当导叶叶片数等于8时混输泵的性能最优且流道内能量损失最小。

井用潜水泵的试验研究及优化设计

针对井用潜水泵在实际应用过程中存在运行效率低、设备振动大、磨损严重的问题,以后倾斜式叶轮和空间导叶组成的潜水泵为研究对象,在分析潜水泵应用现状的基础上,开展了潜水泵的工业性试验研究,并以效率为目标函数优化设计了潜水泵的叶轮和导叶,验证了本次优化设计的可行性和有效性,为后续提升潜水泵的效率、降低其维修成本提供了方向。

螺旋轴流泵的设计及试验研究

阐述了螺旋轴流泵的原理和设计方法,基于商业软件ANSYS CFX对设计的螺旋轴流泵进行了数值计算,并与试验结果进行了对比分析.结果表明:0.8Qd工况时,在叶轮轮毂与叶片结合处存在局部高压区和漩涡,随着流量的增大,局部高压区和漩涡逐渐减小并消失;设计工况和1.2Qd工况时,泵内部压力和速度分布逐渐均匀,流动平稳,入流平顺;设计工况下,试验扬程H=5.38m,比规定值高7.6%,比预测扬程低4.8%;试验效率η=77.8%,比规定值高2.8%,比预测值低3.1%,最高效率点为1.2Qd工况,效率为78.9%,比预测值低5.8%,偏大工况运行;运行全过程中,获得了平滑下降的Q-H曲线和功率曲线,无马鞍区,无过载现象发生,达到了设计要求.