挡板长度对半螺旋吸入室内部流动及空化影响

为改善半螺旋型吸入室对双吸离心泵的不利影响,探究了挡板长度对半螺旋吸入室内部流动及空化影响。采用3种挡板长度对比半螺旋吸入室水力性能,分析挡板对半螺旋吸入室双吸泵性能的影响。运用计算流场软件ANSYS CFX,采用SST湍流模型和基于Rayleigh-Plesset方程的空化模型,对双吸离心泵内部的半螺旋吸入室进行定常三维湍流全流道数值模拟。计算得到了半螺旋吸入室内部速度和压力变化分布图,进一步研究进入叶轮前的流态。结果表明:在0.8~1.2 Q的流量下,挡板末端越接近叶轮中心,在保持效率变化小于0.36%的情况下,其扬程逐步上升,幅度在1.2%~1.6%,同时改善了不切断型半螺旋吸入室隔舌处的流态。探究空化下不同有效的空化余量及其空化初生阶段的发展,发现挡板会导致空泡的初生阶段提前,但空化发展较缓慢,在扬程下降3%时,对应的有临界空化余量减小0.3 m。因此,增长挡板可以改善空化性能,在维持效率的情况下提高扬程,可为半螺旋型吸入室设计提供参考。

低比转速半螺旋吸水室双吸泵流场的数值分析

在CFD软件Fluent中采用考虑了旋转与曲率影响的RNG湍流模型,对具有半螺旋形吸水室的单级双吸离心泵进行了全流道(包括吸水室流道在内)数值模拟计算.结果发现,在叶轮流道内流速沿叶轮进口到出口逐渐增大;在叶轮流道前半部,靠近压力面处的流速明显大于吸力面,叶轮流道内压力分布基本和设计相符.通过对半螺旋形吸水室流道内部流场数值模拟结果进行分析后发现,在设计流量点,半螺旋流道出口隔舌及密封体处出现漩涡,并随着流量的增大漩涡逐渐明显,对叶轮进口产生影响.该结果对双吸泵及其进水流道进一步的性能优化设计提供了依据.

大比转速双吸泵吸水室CFD数值模拟

近年来,计算流体力学(CFD)技术已经成功地运用于数值模拟离心泵内部湍流流动。文章以型号为300S19双吸式离心泵为研究对象,使用FLUENT软件分别计算了多种不同工况条件下的双吸泵内部流场,并在原半螺旋吸水室的基础上进行改进,分别测试了在直锥型,鹅颈弯管型吸水室的各工况的内部流场,从而得到大比转速双吸泵理想的吸水室形状。

离心泵叶片设计经验系数取值范围分析

通过Fluent软件,运用雷诺时均方程和标准k-ε湍流模型并结合SIMPLEC算法对半螺旋型吸水室的双吸离心泵在设计过程中出现的经验系数取值范围偏大的问题进行三维全流道数值模拟。由模拟结果计算得出了不同流量下各流线上经验系数的值,经比较发现,设计阶段使用的经验公式中经验系数的取值较大,从而对同种类型的泵,可适当缩小经验系数的取值范围;同时,由模拟结果计算了所选用的泵在大流量下叶轮进口边各流线处的冲角,以此分析了该泵在大流量下的运行状况,发现该泵不宜在大流量下工作。

半螺旋形吸水室水力设计CAD软件开发

归纳总结了目前现有的半螺旋形吸水室的水力设计方法,给出了各断面面积的计算方法及数学模型.在AutoCAD 2002平台下,采用Visual C++6.0作为编程语言,在ObjectARX 2000环境下开发成功了用于单吸泵和双吸泵半螺旋形吸水室水力设计的参数化CAD软件.运行实例表明,软件界面友好,使用简单,功能强大,设计结果可靠,实现了参数化绘图,提高了设计半螺旋形吸水室的工作效率,具有推广应用价值,可以应用于工程实践,并为后续开发半螺旋形吸水室的三维参数化造型软件提供了数据接口.

混输泵过渡段对吸入室出口处流场的影响

在设计半螺旋形吸入室的过程中,各断面面积和形状往往要经过多次修改,即使在断面面积符合设计值的前提下,设计者也只能凭经验来估计流道是否圆滑。为此,利用Pro/E软件建立了半螺旋形吸入室三维模型,再利用STAR-CD软件对吸入室流场进行模拟计算,并对其进行分析,找出其中的不合理之处。研究结果认为,在吸入室的出口处增加一段环形流道很有必要,能为叶轮入口提供均匀来流;近90°过渡段对流体来说近似于绕流,流体的速度在这里有了明显的变化,而吸入室出口处过渡段的增加消除了这种不均匀性。

不同吸水室对离心泵空化性能的影响分析

由于吸水室的几何形状决定了叶轮进口的速度分布,对泵空化性能具有重要的影响。针对一单级单吸离心泵配套的直锥形、半螺旋形、环形3种不同结构的吸水室,采用数值方法研究分析3种不同结构的吸水室内部流动变化对离心泵空化性能的影响。结果表明:直锥形吸水室相比于其他2种吸水室,对叶轮空化性能影响最小,初生空化发生在与蜗壳隔舌对应流道的下一个流道的叶轮叶片进口背面。半螺旋形吸水室出口速度增加且不均,液体以较高速度流入叶轮,使得对应径向位置的叶片进口背面首先发生初生空化。环形吸水室左右两侧内均产生漩涡与回流等现象,吸水室出口处靠近入口侧速度较大,使得叶轮叶片进口背面压力减小易于发生空化。在临界空化工况下,半螺旋吸水室与环形吸水室叶轮进口处产生的空泡在流道进口之间发生蔓延,其环形吸水室叶轮进口最为明显,对泵空化性能影响最大。该研究结果对泵叶轮进口流动设计和吸水室结构设计具有一定的理论价值。

吸入室对双吸中开泵汽蚀特性的影响

针对双吸中开泵吸入室结构的自由性和复杂性加大了设计难度、改变了叶轮的进口流动环量及均匀度并影响泵的汽蚀性能,采用理论方法研究了叶轮进口环量对汽蚀性能的影响,并对一单级双吸中开式离心泵的吸入室进行了优化改型,用数值模拟和试验方法验证了改进型半螺旋吸入室对叶轮汽蚀特性的改善效果。结果表明,进口稍微带正环量能改善叶轮的汽蚀性能,但正环量加大到一定程度后汽蚀又会逐渐恶化;吸入室对叶轮汽蚀的影响因素包括叶轮进口环量和进口流场的均匀度,改进型的半螺旋吸入室提供了叶轮进口的正环量,并提高了叶轮进口流场的均匀度、大幅降低了泵的必需汽蚀余量。