利用振动特性诊断流程泵的运行工况

用所建立的用于描述振动强度的范数说明了泵在偏离原设计工况运行时会导致泵轴向力和径向力的增大。将流程泵叶轮叶片和压水室的隔舌看作旋涡发生体，在不同运行工况下在叶片后缘以及隔舌两侧串联发生的卡门涡街的发射频率是不同的。采用加速度传感器采集的振动信号正反应了这种工况变动。通过对振动信号进行基于EMD的能量算子解调以及频谱分析，发现得到的最大幅值处的频率就是叶轮叶片的通过频率。试验表明，得到的次大幅值处的频率就是卡门涡街的发射频率，可根据该频率处幅值的相对大小来判断泵是否在合理的工况内运行。     

低比转速离心泵加大流量设计法研

建立了求解低比转速离心泵加大流量设计时计算两个放大系数的约束方程组，数值计算得到了能够在运行点得到最高效率的比转速放大系数和流量放大系数的系列曲线图。进而得到了比转速放大系数与流量放大系数的关系，以及建立在这一关系基础上的叶轮出口宽度计算公式。现有的采用加大流量设计法得到优秀的水力模型大都满足计算得到的结果，一般设计采用的叶轮出口宽度计算的经验公式也与计算结果相吻合。然后以实例对低比转速离心泵加大流量法设计的关键几何参数的选取进行了分析并进行了实验研究。     

离心泵汽蚀特性分析

根据离心泵汽蚀余量的计算公式来分析影响泵汽蚀特性的因素,主要包括泵体设计和叶轮进口设计.假设泵进口来流无预旋,将由流动变量表征的泵汽蚀比转速公式,改写为由几何参数也就是反应泵体设计和叶轮进口设计的两个系数以及进口叶片安放角和轮毂比表示的形式,并通过绘制汽蚀比转速的图谱来分析影响泵汽蚀比转速的设计因素.通过图谱发现,获得最高汽蚀比转速对应的最优进口叶片安放角在10°-30°之间,叶轮进口处的设计比泵体的设计对泵汽蚀比转速的影响大.另外,根据初生汽蚀比转速的计算公式认为,基本上所有的离心泵都在汽蚀状态下工作.划分了离心泵的容许汽蚀运行区域的边界,即扬程下降0.5%时对应的汽蚀比转速曲线.     

低比转速离心泵加大流量设计模型

为了更精确地选用低比转速离心泵加大流量设计法的放大系数,简单介绍了低比转速离心泵加大流量设计的基本原理和设计目标,根据加大流量设计法的基本原理,得到了设计目标的数学公式;根据各参数间的经验数据,组成了求解低比转速离心泵加大流量设计时,求解流量放大系数和比转速放大系数的封闭方程.在此基础上进行了数值求解,得到了比转速在23-90,流量在3-30 m3/h之间的泵采用加大流量设计时,选取流量放大系数和比转速放大系数的系列曲线图.目前已有水力模型的取值,都满足计算得到的系列曲线.     

离心叶轮设计系数选用原则

离心叶轮设计系数的选用决定了叶轮设计的优劣,以汽蚀余量最小为目标函数对单吸式和双吸式离心叶轮的进口设计系数进行了分析,结果表明,单吸式和双吸式叶轮的进口条件不同,相应得到的进口设计系数选用曲线也不同,在低比转速条件下,以汽蚀余量最小为优化目标得到的结果小于斯捷潘诺夫的推荐值．根据对速度和扬程的要求分析了离心叶轮的出口设计系数,对于单吸式叶轮,计算结果要大于斯捷潘诺夫推荐值,而双吸式叶轮的计算结果与后者的选用值推荐非常接近,结果表明,斯捷潘诺夫的推荐曲线适用于设计效率较高的双吸式离心叶轮．     

基于动静干涉的离心泵转速测量机理与实

离心泵叶轮和蜗壳的相对运动,使流体在叶轮和蜗壳内的流动相互干涉,从而引起周期性压力脉动.通过流场计算发现流体在蜗壳内沿叶片出口边绝对速度方向上出现明显的高速区域;通过对蜗壳内压力脉动的监测发现,叶轮每转过一周,蜗壳内的压力呈周期性波动,波峰和波谷的数量与叶片数相同.通过对压力的频谱特性分析,发现压力脉动的主频就是叶片通过频率.应用高频压力传感器测量泵出口法兰附近的压力,通过FFT变换发现测得的信号主频也是泵的叶片通过频率.根据离心泵内动静干涉引起的压力脉动的这一特征,将泵出口法兰处得到的压力脉动作为测量泵转速的原始信号,采用快速傅里叶变换技术对压力脉动信号进行后处理,得到的主频就是离心泵的叶片通过频率,应用该叶片通过频率可实现对泵转速的测量.     

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．     

离心泵汽蚀余量计算与预测

由于泵会在偏离设计工况或者叶轮切割的条件下运行,因此研究泵在非设计工况点的汽蚀余量是有意义的。从泵的汽蚀余量计算公式出发,分析了泵汽蚀余量实验确定方法和预测方法的不足。泵汽蚀特性由泵叶轮进口决定,与泵扬程无关,据此提出了一种与叶轮外径无关的应用“拟似”扬程确定泵汽蚀余量的方法。分析了泵汽蚀性能与几个关键参数之间的关系,提出了预测泵汽蚀性能曲线的简单有效的方法。