浅析泵汽蚀余量对其试验方法的影响

泵汽蚀余量的大小对泵试验回路的设计、试验方法的选择有重大的影响,分析了泵汽蚀余量大小对泵试验方法的影响,对试验方法进行了分类,并阐述了各种试验方法的优缺点。     

出口压力波动特性在离心泵汽蚀监测中的应用

在一闭式实验台上对一采用加大流量法设计的低比转速离心泵进行了汽蚀特性和出口压力波动特性实验研究．采用压力的均方差来描述泵出口压力波动特性，分析实验数据中泵装置汽蚀余量和泵出口压力波动之间的关系，并与应用传统方法得到的汽蚀特性进行比较分析．结果表明，泵的出口压力波动特性与汽蚀存在与否有明显的对应关系，与传统的汽蚀实验方法相比，应用该方法得到的汽蚀特性更能反映泵自身的设计特点，可以应用这一结论对离心泵的汽蚀初生以及汽蚀发展程度进行监测．     

基于VOF模型的泵试验台汽蚀筒流场的CFD研究

泵试验台汽蚀筒内的流动是具有自由表面的复杂流动.以叶片角为-2°,型号为JM-211的混流泵为例,在其设计工况点Q=2 200 m3/h下,运用VOF模型,对江苏大学流体中心多功能试验台汽蚀筒的流动进行了内部流场数值计算,并与试验值进行了对比分析.数值计算得到了汽蚀筒内部的速度矢量图、两层稳流栅(整流器)附近横截面的压力分布图,以及出口速度、压力分布图.分析结果表明,两层稳流栅后流速稳定,压力分布较为均匀;泵进口压力试验值与计算所得汽蚀筒出口压力值非常接近.因此,该汽蚀筒进出口和稳流栅达到了试验所要求得泵进口压力且压力稳定.同时,研究结果表明VOF模型是模拟水泵试验台汽蚀筒内流动的一种有效方法.     

基于VOF模型的泵试验台汽蚀筒流

泵试验台汽蚀筒内的流动是具有自由表面的复杂流动。本文以叶片角为-2o，型号为JM-211的混流泵为例，在其设计工况点Q=2200m3/h下，运用VOF模型，对江苏大学流体中心多功能试验台汽蚀筒的流动进行了内部流场数值计算，并与试验值进行了对比分析。数值计算得到了汽蚀筒内部的速度矢量图、两层稳流栅（整流器）附近横截面的压力分布图，以及出口速度、压力分布图。分析结果表明，两层稳流栅后流速稳定，压力分布较为均匀；泵进口压力试验值与计算所得得汽蚀筒出口压力值非常接近。因此，该汽蚀筒进出口和稳流栅达到了试验所要求得泵进口压力且压力稳定。同时，研究结果表明VOF模型是模拟水泵试验台汽蚀筒内流动的一种有效方法。     

射流泵空化流动的数值模拟

基于非稳态雷诺平均N—S方程方法（Urans），对面积比为8．16的射流泵内不同空化阶段的非定常气液两相空化流动过程进行了数值模拟，包括射流泵内空化初生、空化发展及剧烈空化等不同过程的空化流动．捕捉到了气泡从射流边界层内初生，随着主流一起向下游流动、分裂、聚合、膨胀及消失的过程，模拟结果与试验观测一致．计算所得到的初生空化数也与试验值基本一致．模拟所得到的不同出口压力下的气相体积分数分布以及汽蚀流量比的变化表明：当射流泵工作压力与吸入压力固定时，射流泵出口压力越低，汽蚀流量比越小，同时流量比越接近汽蚀流量比，空化也越严重．     

泵汽蚀余量及其试验方法浅议

阐述了泵汽蚀余量和装置汽蚀余量的概念及区别，分析和讨论了泵汽蚀余量的确定，汽蚀试验方法以及影响泵汽蚀性能的几个因素，并对临界汽蚀余量和允许汽蚀余量的确定中存在的问题进行了探讨。     

GNB型凝结泵汽蚀试验研究

以１００ＧＮＧ４５为例，对凝结泵汽蚀试验的方法进行了分析研究，从试验数据和试验过程中的现象弄清了凝结泵汽蚀产生的工作状态及其特性，同时验证了这种汽蚀试验方法的可行性。     

排湖泵站PNZ2800型水泵装置模型

介绍了排湖泵站更新改造工程的基本情况，对该工程中引进大泵PNZ2800型全调式轴流泵装置进行了关于性能、汽蚀、飞逸特性的模型试验。排湖泵站模型装置性能试验在开式台架上进行，泵段性能、汽蚀及飞逸性能试验在闭式台架上进行。模型泵段根据排湖泵站虹吸式出水流道的渐变型式采用 ＝9.33的比例进行全模拟，保证了对工程中实际泵特性的正确估计。试验中对流量、扬程、效率、汽蚀余量以及飞逸转速等项指标进行了测试和计算。将试验数据与保证工况进行比较，并对该泵的效率、汽蚀进行了综合评价，认为该泵基本能够满足排湖泵站对重新校核确定的特征扬程和流量的要求，其模型泵段效率及汽蚀性能均优于该站原泵型28CJ56模型泵。     

水泵试验台汽蚀筒内部流场数值模拟

根据某多功能试验台闭式试验装置中参数测量范围的要求设计了一个汽蚀筒.以叶片角为-2,°型号为JM—211的混流泵为例,在其设计工况点Q=2200 m3/h下,采用雷诺平均N-S方程和标准k-ε紊流模型结合隐式修正SIMPLEC算法,运用FLUENT软件对此汽蚀筒进行了内部流场数值计算,并与试验值进行了对比分析.数值计算得到了汽蚀筒内部的速度矢量图、两层稳流栅（整流器）附近横截面的压力分布图,以及出口速度、压力分布图.分析结果表明,两层稳流栅后流速稳定,压力分布较为均匀,压差减小为250 Pa;泵进口压力试验值与计算所得的汽蚀筒出口压力值非常接近,压力预测误差仅为1.79%.因此,该汽蚀筒进出口和稳流栅的设计达到了试验所要求的泵进口压力且压力稳定.     

大型可逆式贯流泵的汽蚀检测及原因探析

通过对江苏省淮安三站可逆式贯流泵现场测试，分析了大型可逆式贯流泵的汽蚀原因．研究表明，水泵叶片表面汽蚀主要是分布在叶片出口边和进口边工作表面上，每个叶片汽蚀程度不同，但叶片出口边（相对水泵工况）汽蚀均比进口边严重；转轮室的汽蚀比较轻微，水泵叶片汽蚀程度为Ⅲ～Ⅳ级范围．产生的原因是设计时主要考虑保证水泵运行较优，难以保证水轮机在较高水头下运行，即较优工况下运行，因此在水轮机工况下，其汽蚀难以避免．     

高精度高可靠性泵测试系统

介绍了一种开闭式两用泵测试台位及微机测试系统，该系统可进行低汽蚀余量泵汽蚀试验和一般泵的性试能试验；介绍了保证系统具有高测试精度和高可靠性的措施。     

离心式渣浆泵的汽蚀状态分析与计算

从理论上分析了泵内产生汽蚀的原因，在对离心式渣浆泵与普通离心泵汽蚀特性比较的基础上．分析了渣浆泵汽蚀余量与叶轮入口几何参数关系；依据有关试验数据，找出了渣浆泵汽蚀余量经验计算公式，并给出了计算实例。给泵企业工程技术人员计算渣浆泵汽蚀余量提供参考。     

50IB-32型离心泵汽蚀性能的数值模拟与试验

为研究离心泵汽蚀时其内部流动规律,基于Rayleigh-Plesset汽蚀模型和RNGk-ε湍流模型,对50IB-32型模型泵设计工况下汽蚀性能进行全流场数值计算.选择汽蚀发生点、临界汽蚀点以及汽蚀严重点3个工况比较分析叶轮内汽蚀的发展情况.数值计算获得了叶片工作面静压、叶片背面静压以及不同汽蚀余量下叶片背面气泡相体积分布图.计算结果表明:气泡最先出现在叶片背面进口低压区,随着进口压力的降低,气泡开始由进口处向流道内扩展,气泡相在叶片上的分布逐渐增大,在临界汽蚀点时,气泡分布已经扩散到流道内.随着汽蚀程度进一步加剧,气泡相分布向出口方向扩展,严重时气泡充满流道,干扰和破坏叶轮内液体的能量交换,引起汽蚀性能曲线下降.离心泵汽蚀试验结果与数值计算结果相吻合,验证了数值计算的可靠性.     

超大面积比射流泵性能模拟与试验研究

根据工程需求并借鉴传统射流泵的设计方法,设计了面积比分别为57.40和60.05的2种超大面积比射流泵.基于有限体积法,采用Realizable k-ε湍流模型和标准壁面函数法,对这两种面积比的射流泵进行三维数值模拟和结构优化,并得到其优化后的性能拟合方程.模拟结果显示,随着面积比在一定范围内增大,最高效率点右移,最优喉管长度增加.按照优化后的结构参数加工射流泵,将2种出口直径的喷嘴和3种直径的喉管进行组合得到6种面积比射流泵,然后在4种不同工作压力下进行水槽试验.试验结果表明：超大面积比射流泵内部流动同样存在自模性;现有汽蚀流量比的预测理论高估了超大面积比射流泵的汽蚀性能,因此需要对该预测理论进行修正;试验数据与数值模拟结果符合较好,验证了数值模拟的可靠性以及采用数值模拟进行结构优化的可行性.对超大面积比射流泵的研究,拓宽了射流泵的应用范围.     

屏蔽泵抗汽蚀性能的试验

介绍了低汽蚀屏蔽泵的结构和工作原理，分析了该种泵的性能特点以及汽蚀产生的原因等，提出了提高抗汽蚀性能所采取的措施。从改善叶轮进口几何形状的设计方法方面来降低泵的汽蚀余量，例如叶轮进口直径Dj，叶片进口安放角β1，叶片进口边的形状，叶片数，叶轮进口流道形状等。对两台屏蔽泵进行了性能试验：通过能量性能试验确定出扬程H、输入电机功率N、机组效率ηgr与流量Q之间的关系，通过汽蚀性能试验确定临界汽蚀余量△hc与流量Q之间的关系。结果表明，两种规格屏蔽泵的性能均达到了设计的要求。     

15°斜轴泵装置特性试验

结合广东省惠州市文头岭大型排涝泵站,对经过CFD数值模拟优化后的斜式进水与斜式出水流道匹配组成的15°斜轴模型泵装置进行了能量试验、汽蚀试验和飞逸特性试验研究．通过特性试验研究得出了模型及原型装置的能量特性曲线、3个不同叶片角度下特征扬程的临界汽蚀余量及0°叶片角下最大装置扬程的飞逸转速．试验结果表明,该泵装置最高效率随叶片角度减小而增大,叶片角-4°时的最高效率可达80％左右,泵站进、出水流道型线设计合理,汽蚀性能优良,飞逸转速安全,15°斜轴泵装置性能优越．提出的斜轴泵装置对同类低扬程泵站水力优化设计具有重要的参考价值．     

带有诱导轮的离心泵的NPSH估算方法

螺旋形诱导轮经常用以改善离心泵的汽蚀特性。离心泵加了诱导轮之后,其所需NPSH的减少量总是比由于诱导轮与离心叶轮之间的液流扰动所引起的压力升高量来得小一些。笔者们对这种液流扰动进行了流体动力学分析,并对12台带有诱导轮的离心泵进行的试验,这些泵每台都带一有个诱导轮和一个离心叶轮,它们的汽蚀特性事先都一一测试过,基于以上的试验和分析,笔者们推导出了一个从诱导轮和离心叶轮各自的汽蚀特性来估算离心泵所需NPSH的半经验公式。使用本方法需要事先给定诱导轮出口流动的径向分布。     

泵汽蚀试验的探讨

水泵汽蚀试验对试验环境和条件要求较高,受到气候、温度、湿度、仪器和人员等因素的制约,因此,该试验的重复性极差。为了得到准确有效的试验数据,需要仔细准备和完成试验的每个细节。1使用范围及特性在大多数情况下,汽蚀试验用清水作为介质进行,但用清水做汽蚀试验不可能精确地预测以其它工作液体为介质的泵的特性。本文所述的方法适用于试验室内具有单值蒸汽压的工作液体,不考虑混合的碳氢化合物和在试验温度下不能确定单值的蒸汽压力的工作液体。汽蚀可能在几个方面影响泵的特性,它将引起噪音、振动、材料的损坏和诸如扬程、流量、效率等…     

提高大流量低扬程水泵汽蚀性能的途径

汽蚀是水泵中液体压力降低到汽化压力以下时产生的一种复杂的水力现象。随着汽蚀的发生和发展 ,造成水泵工作性能下降 ,对材料产生剥蚀 ,缩短水泵的使用寿命 ,影响泵的安全运行 ,也影响工程的投资和维修使用 ,因此提高泵的汽蚀性能 ,避免汽蚀现象的发生是一个十分重要的问题。许多文献对提高泵的汽蚀性能作了很多分析论证。笔者在进行一台大流量(Ｑ =5 0 40ｍ3 /ｈ)、低扬程 (Ｈ =17.5ｍ)的双吸中开泵的改造中 ,就提高泵的汽蚀性能作了一点尝试。1　减薄叶片进口边的厚度衡量泵汽蚀性能的参数是泵的必需汽蚀余量 (ＮＰＳＨ) Ｒ。泵的必需汽…     

15°斜轴泵装置特性试验

结合广东省惠州市文头岭大型排涝泵站,对经过CFD数值模拟优化后的斜式进水与斜式出水流道匹配组成的15°斜轴模型泵装置进行了能量试验、汽蚀试验和飞逸特性试验研究．通过特性试验研究得出了模型及原型装置的能量特性曲线、3个不同叶片角度下特征扬程的临界汽蚀余量及0°叶片角下最大装置扬程的飞逸转速．试验结果表明,该泵装置最高效率随叶片角度减小而增大,叶片角-4°时的最高效率可达80％左右,泵站进、出水流道型线设计合理,汽蚀性能优良,飞逸转速安全,15°斜轴泵装置性能优越．提出的斜轴泵装置对同类低扬程泵站水力优化设计具有重要的参考价值．