Influence of long and short guide vanes on hydraulic performance of water-jet pump

Different guide vane structures will affect the flow inside the pump,and then affect the transformation of the pressure energy and kinetic energy,and change the velocity distribution of the pump outlet.In order to study the influence of long and short guide vanes on the water-jet pump,on the basis of conventional design,eight schemes of guide vane with different vertical heights were designed in the method of computational fluid dynamics for numerical calculation,the performance curve of water-jet pumps with different long and short guide vanes was obtained,and finally the influence of different guide vanes on hydraulic performance and internal flow was analyzed.The results show that all of schemes reducing the height of blade can improve the head and efficiency.In the schemes reducing the height on the shroud,the guide vanes that the height of the blade is equal to the height difference between hub and shroud in impeller have the highest head and efficiency.In all schemes decreasing the blade height,with the increase of the height difference,the velocity increases gradually and the distribution of turbulence kinetic energy becomes more reasonable in the guide vane outlet.The schemes reducing the height on the hub have more reasonable distribution of velocity and turbulence kinetic energy according to schemes reducing the height on the shroud.The guide vanes of long and short blades can be used to stagger the position of the diffusion flow generated by adjacent blades,which can reduce the effect of the velocity circulation and make the flow of the outlet position more stable.

喷嘴导流片对喷水推进泵性能的影响

本文提出减少径向高度和导流片环绕导流锥分布这2种喷嘴导流片结构,通过DES-FEM耦合的方法研究了喷嘴导流片对喷水推进泵推力及噪声性能的影响。结果表明,随着喷嘴导流片径向高度减少,喷水推进泵推力增大0.61%,流量略微增大而扭矩略微降低,内流噪声主频仍为导叶叶频但幅值降低2.43%,总声压级略微升高;导流片环绕导流锥分布时,喷水推进泵推力提高1.03%,流量增大0.76%,扭矩提高,声压级主频处幅值降低2.05%,总声压级降低,内流噪声主频由导叶偏移至叶轮处,但两者声压级幅值差异较小;各方案频谱中均存在叶轮叶频谐频;内流噪声能量主要集中在中低频段。

汽车天窗漏水原因分析与方案优化

为解决汽车天窗漏水问题,以底装式天窗结构为基础,研究了车身与车顶密封条之间漏水、车顶密封条与天窗玻璃之间漏水、水流翻过导水槽漏水3种天窗漏水模式,发现漏水原因与天窗密封条、天窗导水槽、天窗排水管、车身、装配等因素有关,结果表明,改善车顶密封条的形式、压缩载荷性能、与环境件之间的配合以及接头质量,改进导水槽的布置、结构与导水量,改进排水管的形式、布置、排水量,改善车身的翻边尺寸与表面质量,优化装配环境、手法与工装定位,可有效解决天窗漏水问题。

水电站水锤模拟计算及导叶关闭规律优化

水电站运行过程中,为了降低因机组甩负荷使得导叶关闭而引起的管道压力上升值和转速上升值,通常会采取许多措施,其中常用的措施就是控制机组导叶关闭规律。以塔林西水电站为例,用Hammer软件对水电站进行调节保证计算,对于不同的导叶关闭规律,选取最合理有效的导叶关闭方案,并且模拟导水叶开启时尾水管处的压力情况,确定导水叶开启的最短时间。

大型斜轴伸泵站典型故障分析及水力优化研究

本文以太浦河泵站为例,对大型斜轴伸泵站的典型故障进行分析和水力优化研究,建立了符合运行检修情况的真实故障树逻辑关系模型;对水导轴承密封泄漏问题,构建三维模型进行模拟仿真,分析轴瓦不同磨损程度的沟槽泄漏受力情况,对模拟结果提出了相应的水力优化措施,并在实际修复工作中取得了良好的应用成效。

可逆式水泵水轮机导叶轴套磨损漏水问题处理

针对天堂抽水蓄能电厂2号机组导叶轴套漏水问题,结合2号机组在现场运行的实际情况以及机组导叶轴套机构,自主设计了一套导叶轴套止漏水装置,该装置加装方便,改善明显,且响应迅速,有效降低了因顶盖水位过高造成的机组非正常停机,确保了运行安全、改善了运行环境、提高了运行效率、节约了运行成本。

水轮机导水机构连杆结构改造

导叶连杆是导水机构的传动机构,它将控制环的操作力矩传递到导叶拐臂上,控制导叶开度;通过调节连杆的长度,可补偿导水机构各部件的尺寸误差,使所有导叶开口度趋于平均,并能在一定范围内调整导叶立面间隙,防止机组蠕动。导叶连杆结构有叉头传动、耳柄传动、连板偏心销传动等形式,不同机组适用于不同的传动结构形式,选择合适形式能使机组有效减小振动、提高效率、增强安全性。

某水电厂1号混流式水轮机尾水管压力脉动试验研究

尾水管压力脉动是混流式水轮机运行稳定性的重要评价指标,研究尾水管压力脉动和机组振动稳定性对指导机组的安全运行、技术改造及科学调度具有十分重要的意义。对某水电厂1号机组进行了变负荷稳定性试验,分析了各工况下尾水管压力脉动、顶盖振动和水导轴承摆度信号之间的相关性。试验结果表明在部分负荷区域,尾水管压力脉动与顶盖振动及水导摆度信号高度相干,尾水管内低频涡带是引起机组振动的关键因素,对顶盖振动和水导摆度都有重要影响。

基于正交试验的炉水循环泵导叶优化设计

利用正交试验法对导叶进行优化设计,选取导叶进口安放角、扩散角、喉部面积为因素,根据正交表选取9组作为试验组,采用计算流体动力学(CFD)方法对各试验组进行数值计算分析,与原导叶性能对比并对结果进行极差分析.结果表明:不同的导叶参数对炉水泵性能影响程度不同,3个因素影响的主次顺序为进口安放角、喉部面积、扩散角,其中进口安放角对炉水泵扬程与效率影响程度不同,对扬程影响较大,其余对炉水泵扬程和效率影响程度相同;根据正交法所选取的最优试验组合为α_3=16.2°,θ=8°,F_3=37×50 mm^2.最后通过原导叶的模拟结果与真机试验数据的对比可知,数值计算方法是可行的.由此可知,正交法可用于炉水泵的优化设计,通过调整主次因素来提高炉水泵的性能,更好地为火电厂水循环提供保障.

导叶参数对混流泵水阻系数及效率的影响

以某混流泵为研究对象,基于Fluent软件,建立相对坐标系下的时均连续方程及N-S方程,并采用RNG k-ε湍流模型、非结构四面体网格和SIMPLEC算法对该混流泵内部三维流动进行数值模拟,在分析网格无关性的基础上,研究叶轮叶片和导叶叶片的静压及绝对速度分布规律,并对在不同的导叶数和不同导叶进口安放角下分别模拟了其在静态时的水阻系数和动态时的性能参数,发现在其他参数不变只改变导叶数时,导叶数为3时该混流泵水阻系数最低,导叶数为9时扬程和效率最高;在设计工况下其他参数保持不变只改变导叶进口安放角,冲角为0°时该混流泵的水阻系数最低,扬程和效率最高,但总体变化不明显.结果表明:在特殊应用环境下、为保证设计所要求效率的情况下,导叶数应尽量少;在设计混流泵的空间导叶时,导叶进口安放角在5°左右的范围内改变,混流泵的性能无明显变化.

抽水蓄能电站不同水头下导叶关闭规律研究

针对可逆机组过渡过程过流特性，通过计算分析，优选出以不同水头为基准下适合的导叶关闭规律。通过比对水轮机工况甩负荷情况下过渡过程参数变化及合理程度，得出结论：对于400m以上水头的抽水蓄能电站宜采用一段直线关闭规律；300—400m之间水头的抽水蓄能电站宜采用直线关闭或延时直线关闭规律；在300m以下水头的抽水蓄能电站宜使用先快后慢两段折线关闭规律。

喷水推进收缩流泵导叶的水动力优化设计方法

为解决新型喷水推进收缩流泵因径向尺度小、导叶动负荷大引起的水动力问题,提出一种用于喷水推进收缩流泵导叶水动力设计的三元可控速度矩方法.基于收缩流式叶轮,通过控制过流面积变化优化导叶子午面,实现从泵进口到出口的全收缩.根据可控速度矩原理,针对叶轮出口流场与收缩流式导叶特点给定子午面速度矩分布,完成了导叶片三元可控速度矩设计,建立了收缩流式导叶模型.应用经过试验验证的推进泵数值模拟试验方法进行推进泵内流场与外特性计算分析.结果表明,设计工况点处推进泵模型效率由原设计的87%提升至90%,导叶轴向长度缩短了20%.设计优化效果显著,能够满足工程应用要求,从而解决了水动力问题.

新型管道式导流片型油水分离器结构优化初探

介绍了一种用于油水分离的新型管道式导流片型分离器,与切向入口旋流器相比结构更为紧凑,空闻利用率更高,更适合于井下油水分离。通过室内实验,对其油水分离性能的影响因素一流速、导流片和除水孔的结构进行了初步研究,得到了流速对油水分离性能影响的规律;并对导流片和除水孔结构进行了优化。实验结果为进一步研究新型管道式导流片型油水分离器提供了方向,对促进其在海上油田井下油水分离系统中的推广应用具有重要意义。

远射程消防水炮流道内导流片的性能分析

为提高消防水炮射程,消除管内流道中的涡流和横向流,需在弯管流道内安放导流片.以5种不同曲率半径的弯管为对象,在管内安放位置不同、数量不同的导流片,进行水炮设计流量为400 m^3/h的内部流动数值模拟.结果表明:安放导流片可消除管内湍流核心区,改善流动状态,减小出口湍动能.当曲率半径为1.2~1.4倍的管内径时,安放导流片后管内的湍动能大幅减小,且出口最大湍动能为不加导流片时的一半以下;曲率半径较小时,安放单片导流片的进出口压差与安装双片导流片的压差相差不大;曲率半径大于管内直径时,前者的压差小于后者的压差;在靠近弯管内壁安放单片导流片后,水炮结构紧凑,且压差比双片导流片小,管内流体的旋转和振动最少,因此在设计消防水炮时优先选择单片导流片.

小型水洞拐角导流片的数值设计

拐角是回流式水洞的重要组成部分，对实验段流场的品质有着重要的影响。本文针对某小型高速水洞中的第四拐角，利用RNGk-ε湍流模型，对比模拟了导流片对拐角流场的影响。针对一种等厚圆弧形导流片的长度、布置等进行了对比计算。结果表明导流片的安装对提高流场均匀性、降低湍动能和减弱二次流等具有非常大的意义，其中半径／边长比为0．2、间距／弦长为0．15～0．25的导流片效果最为明显；文中两种非等间距的导流片分布方式以及-4°和＋4°攻角的情形对流场影响较小。

叶轮与导叶体之间的距离对混流泵水阻系数及效率的影响

以某混流泵为对象,基于FLUENT软件,建立相对坐标系下的时均连续方程及N-S方程,并采用RNG k-ε模型、非结构四面体网格和SIMPLEC算法对该混流泵内部三维流动进行数值模拟。在分析网格无关性的基础上,并在叶轮与导叶体之间不同距离的情况下分别模拟了其在静态时的水阻系数和在动态时的性能参数,结果表明:在特殊环境下,当混流泵的叶轮与导叶体之间的距离为0.45 b2时水阻系数最低、效率最高,可达到静态低阻、动态高效的性能要求。

水轮机活动导叶的耐磨设计及实验研究

通过对含沙水流条件下水轮机导叶的水力损失及磨蚀机理进行分析研究 ,重新设计制作了活动导叶的翼型 ,并与现行标准导叶在专门设计的模型实验台上进行了对比实验 ,得出了一些有价值的结果。

一种新型导叶式油水分离水力旋流器

针对传统切向水力旋流器不适用于狭长空间(如井下油水分离)的问题,根据某油田含油污水的物性参数,设计了一种新型导叶式油水分离水力旋流器,研究了旋流器的压力场、速度场、湍动能及油相体积浓度分布特点,并分析其分离性能。结果表明,该导叶式水力旋流器具有稳定的离心力场,油水两相分离过程主要发生在大锥段,小锥段也有分离过程的发生,而直管段则主要起着稳定流场的作用;设计的旋流器在某油田现场具体条件下,当入口流量为5 m^(3)/h时,压降低至0.35 MPa,而分离效率高达80.51%。

改扩建水库土坝段三维渗流问题仿真研究

渗流问题是直接影响大坝改扩建后运行安全的关键问题,为此,利用三维渗流场的仿真研究,合理评价大坝改扩建设计渗控的合理性和有效性是十分必要的。采用无压渗流场仿真计算理论和有限元方法,在设计渗控措施下,对某水库加高加固后土坝的三维渗流问题进行仿真计算,并定性、定量分析了土坝坝区浸润线、水头分布、渗透坡降及渗漏量等渗流参数的数值规律。结果表明,混凝土预制块、复合土工膜、防渗帷幕等组成的坝体防渗体系,可以有效地截断通过土坝的渗流,但水库水位的抬高也增加了土坝连接部位的绕渗、渗透坡降等不利渗流的安全问题。

高水头混流式水轮机内部固液两相流数值分析

针对泥沙直径对混流式水轮机蜗壳和导水机构内部流场产生影响的问题进行了初步研究,采用固液两相流模型对某电站的高水头混流式水轮机进行了全流道数值模拟,通过单一变量法来研究不同来流泥沙的直径对蜗壳和导水机构内部压力及泥沙分布产生的影响。研究结果表明:与清水相比,含沙水流会不同程度地使蜗壳和导水机构内部的水压力载荷增加,在相同工况下,蜗壳底部、蜗壳鼻端、固定导叶和活动导叶头部的泥沙浓度较大;小直径下泥沙分布均匀,随着泥沙直径的增加,泥沙浓度的梯度变大,泥沙分布更加集中,从而会使磨损加剧。该研究成果可为在含沙水流中运行的水轮机设计提供参考。