双向贯流泵导叶设置与原动机布置的研究

根据双向贯流泵具有在正、反向工作时效率都不能太低 ,而导叶布置的位置 ,导叶进、出口安放角和叶栅稠密度等因素对泵出流流态产生影响 ,进而影响到泵的效率的提高这样一些特点 ,通过单、双向贯流泵性能试验的对比分析 ,得出了“S”形双向贯流泵设置后导叶能显著提高泵的效率以及原动机布置在进水侧较为有利的结论 .

南水北调东线第一期工程江苏段低扬程泵站的机组选型研究

针对南水北调东线工程淮安四站、淮阴三站泵型比选,对低扬程泵站选用立式轴流泵和灯泡贯流泵进行了选型对比研究。提出了在目前条件下,立式轴流泵和灯泡贯流泵的选用范围。

贯流式螺旋喷水推进泵的设计

在喷水推进动力学的基础上,对单人贯流式螺旋喷水推进装置进行了流体动力学分析,得出了推进器在水下所受外流场阻力、推力、功率和推进速度的关系。根据其内在联系,确定了推进泵的泵型和工作参数,并依据数据泵的工作参数对推进泵进行了设计和优化。通过泵内流场的数值计算,预测了泵的推力与推进速度之间的关系。结果表明该推进泵可以很好地吻合推进装置的推进特性,为该类型推进装置的设计和优化提供了参考依据。

南水北调东线灯泡贯流泵水力模型及装置研究开发与应用

根据南水北调东线一期工程灯泡贯流泵站设计和建设需要,以南水北调金湖泵站设计工况为基础,自主研制开发贯流泵水力模型装置,利用FLUENT软件进行了CFD流场计算分析和设计优化。通过天津同台测试和专家鉴定,研制开发的两套水力模型装置最优工况点效率分别达到79.4%和81.9%,空化比转速达到1100以上。装置模型综合性能良好,运行范围宽,适用于1.0～4.5m的特低扬程泵站,在3m扬程下和相同性能的立式轴流泵相比,效率约提高5%,流量提高10%以上。同时,在水泵模型设计和装置性能优化方法上有所创新。

竖井贯流泵装置压力脉动数值分析

为深入研究竖井贯流泵站机组振动产生的机理,以国内某大型竖井贯流泵站泵装置模型为例,基于ANSYS-CFX商用数值模拟软件,在不同工况下利用N-S方程和标准κ-ε方程模型分别计算全流道三维非定常湍流。结果表明,采样频率影响压力脉动特性预测、泵装置内压力脉动的主频率为叶片通过频率、在各工况下叶轮进口压力脉动从轮毂到轮缘逐渐增大、运行工况偏离设计工况时脉动幅度变大、水泵叶轮进口前的压力脉动沿轴向向前至0.5倍转轮直径处消失。通过对比泵站模型试验结果与数值模拟结果,验证了本文数值模拟结果的有效性。

平面S型轴伸贯流泵装置泵内流动特性研究

【目的】探究低扬程泵站平面S型泵装置内压力脉动特性和流动稳定性。【方法】采用软件CFX开展三维全流道数值模拟,湍流模型选择为RNG k-ε。采用快速傅里叶变换对压力信号进行处理,在Ansys后处理系统中对流场数据进行可视化处理。分析了小流量工况0.8 Qd、设计工况Qd和大流量工况1.2 Qd等3个典型工况下泵装置内的流动特性、压力脉动特性和涡量分布特性。【结果】进水流道内水流流态稳定,流量工况主要影响出水流道内的流动稳定;叶轮内压力脉动激励源为叶轮的旋转作用,在叶轮进口脉动频率成分复杂,主频为叶频;而叶轮出口脉动幅值较小,存在明显的低频脉动;进水流道内水流涡量接近0,叶轮室、导叶室和出水流道内的涡量差别很大,受到叶轮的旋转扰动叶轮室内和导叶室内流场涡量最大。小流量工况下泵段和出水流道内的涡量差异最大,随着流量的增大涡量减小。【结论】涡量分布规律与泵装置内流态变化一致,这从能量的角度解释了不同流量工况下流动稳定差异的原因。研究结果对充分了解平面S型泵装置内流动特性和流动稳定机理提供理论指导,对工程运行提供借鉴意义。

平面S型轴伸贯流泵装置泵内流动特性研究

为分析平面S型轴伸贯流泵装置泵内流动特性,采用软件CFX对平面S型泵装置开展三维全流道数值模拟,并采用能量梯度理论分析不同工况下泵装置内的流动特性。结果表明,不同流量工况下平面S型轴伸贯流泵装置进水流道内的水流均非常平顺,整体差异较小。出水流道内的水流流态差别较大,流量越小出水流道内流态越差。小流量工况下平面S型轴伸贯流泵装置内相同位置的压力脉动最大。小流量工况下出水流道内能量梯度差异最大,说明此工况下出水流道内会产生较大的能量损失。平面S型轴伸贯流泵装置出水流道设计时应尽量增加出水流道的平顺段长度,保证能量梯度分布均匀。研究结果为深入了解平面S型轴伸泵装置和优化设计提供了理论指导。

潜水双向贯流泵配套大功率低转速电动机轴承配置分析

根据潜水双向贯流泵的负载特点,分析配套大功率低转速电动机轴承受力情况,指出传统轴承配置的不适用性。并研制出两种新的轴承配置。这两种新轴承配置依据是载荷的大小选取的,均能满足水泵电机工作需求。

S形贯流泵装置水力模型非定常水动力特性分析

水力模型的非定常水动力特性对泵装置的安全运行稳定性具有重要影响,在考虑了水力模型与流道的水力相互作用基础上,采用雷诺时均Navier-Stokes控制方程和RNG k-ε湍流模型对多工况时S形贯流泵装置进行了全流道非定常数值模拟,分析了水力模型的非定常水动力特性.泵装置非定常数值预测结果与试验值进行对比,验证了数值模型的可信性.计算结果表明:随叶轮的旋转,叶轮轴向力的变幅小于径向力的变幅,在小流量工况时径向力变幅最大.不同工况时叶轮的非定常脉动轴向力受转频的影响程度大于非定常脉动径向力,轴向力和径向力的脉动主频均以低频为主.在叶轮的1个旋转物理周期内叶轮的径向力分量呈蝶形分布.随流量的增大,径向力的平均值也增大,绕Z轴方向的扭矩则逐渐减小.相比大流量和小流量工况时,叶轮叶片的脉动比值在高效工况时最小,表明偏离高效工况运行时,叶轮受周期性水动荷载的影响较大,应尽量避免泵装置在偏离高效工况区域运行.随流量的增大,导叶片的脉动比值也增大.