多级离心泵新型空间导叶设计及优化分析

为提高多级离心泵性能设计了一种新型导叶,借鉴扭曲离心叶轮和流道式导叶的设计方法,通过固定内缘型线和外缘型线生成导叶三维扭曲导流叶片.该导叶正、反导叶光滑连接形成新的空间扭曲叶片,把导叶分割成几个独立的连续变化的流道,有助于减小导叶水力损失.针对一种海水淡化高压多级离心泵,设计了多组新型导叶方案,利用CFD 软件计算分析,探究了新型空间导叶的设计规律.通过对不同方案性能对比分析,获得了优化的导叶模型,并做了样机试验,该模型具有较好的水力性能,在设计工况点效率达到85.68%,满足设计要求,验证了该设计方法的可行性.该设计方法将有利于多级离心泵的节能,同时也为导叶开发提供了有益的参考.     

高空化性能多喷嘴射流离心泵的研制

离心泵进口加装射流装置可以提高泵的空化性能.传统的单喷嘴射流装置由于结构尺寸的限制,喉管部分不能很长,使液流混合不充分,导致射流装置效率低,空化性能改善不理想.提出利用多喷嘴射流装置来提升被吸液体的能量,在短喉管情况下能量能均匀混合,提高了射流装置的传能效率.大幅度改善了离心泵的空化性能.简要介绍了多喷嘴射流离心泵的基本结构,并对其做了相应的理论分析与对比性试验研究,结果表明加装多喷嘴射流装置后离心泵进口压力增加1.53 m.     

多喷嘴射流泵流场的数值模拟与PIV测量

为研究多喷嘴射流泵性能和内部流场特征,设计了不同结构的多喷嘴射流泵试验模型.采用k-ε湍流模型和壁面函数法对不同参数下的多喷嘴射流泵进行了数值模拟,模拟结果表明,喷嘴数和喷嘴角度及喉嘴距对射流泵工作性能影响较大;在吸入室及喉管入口处湍动能较大.利用PIV系统对不同结构射流泵内部流场进行了三维测量,获得了射流泵对称面流场的速度矢量和湍动能等值线图.试验结果表明,其速度梯度衰减得愈快,工作流体和被吸流体混合距离越短.验证了多喷嘴射流泵可缩短喉管长度.测量结果证明数值模拟的正确性,为多喷嘴射流泵理论研究和合理设计提供了理论依据.     

高速泵诱导轮静应力及模态分析

首先通过Pro/E造型软件建立高速泵三维实体模型,然后由CFX软件仿真得全流道流场分布情况,再在ANSYS Workbench和CFD-ICEM中划分网格,进行静应力的分析。以高速离心泵全流道三维定常数值计算结果为基础,分析诱导轮的静态应力和振型;利用顺序耦合技术,对固体域和流体域进行顺序迭代,并进行了诱导轮的流固耦合分析.结果表明,在水压力作用下,叶片变形的最大位移发生在叶片出水边靠近叶片外缘处,最大等效应力出现在叶片与轮毂相接处,叶片变形对振动有很大的影响。     

多喷嘴液体射流泵的设计及试验研究

为研究多喷嘴射流泵设计方法及结构参数对泵性能影响,提出了基于经验系数多喷嘴射流泵的设计方法,并设计了不同喷嘴参数的射流泵.采用试验方法对射流泵进行了特性测试,结果表明,喉管内部速度梯度较大.说明工作流体与被吸流体混合较快,验证了多喷嘴射流泵能够缩短喉管长度.采用粒子图像测速(PIV)技术,对4喷嘴射流泵的内部流场进行了测量,得到射流泵内部流场的速度和湍动能分布,结果表明喉嘴至喉管入口段径向速度梯度较小,轴向速度梯度较大.试验结果为多喷嘴的理论计算和合理设计提供了可靠的依据.     

磁力泵磁力驱动系统仿真

在研究圆筒式径向磁力驱动器结构特点、设计流程、设计方法的基础上,以SolidWorks为软件支撑平台,利用Visual Basic语言对SolidWorks提供的API函数进行二次开发,所形成的仿真系统包括3部分,分别为参数化设计、参数化建模和参数化有限元分析,可以快速地实现磁力驱动器各部分零件的自动建模和装配.同时,基于ANSYS有限元软件,对圆筒式径向磁力驱动器的磁场建立二维模型,对其磁场进行数值求解计算,分析磁力线分布,磁感应强度分布和磁力矩大小.最后,针对有限元软件在磁力驱动器设计中的应用要求,基于ANSYS平台开发了参数化的磁力驱动器有限元分析系统,该系统方便了磁力驱动器在一定结构不同参数下快速更新模型和进行有限元仿真分析,为磁力驱动器的研究提供了高质量低成本的设计分析方法.     

基于改进BP神经网络的离心泵性能预测

采用改进神经网络(贝叶斯正则化算法)对IB型单级离心泵水力模型的性能进行了预测,通过工程实践中得到的100组离心泵最优几何尺寸来训练网络,并用训练好的网络对需生产的水泵进行工况预测。结果显示,用改进神经网络来预测单级离心泵的性能,预测误差不超过6%。     

轴流泵内部流场空化问题研究

本文利用Navier-Stokes方程、RNG 湍流模型和欧拉-欧拉均相流模型，对轴流泵偏大流量工况下的空化流动进行了数值模拟。通过对计算结果进行分析，阐述了轴流泵各段中空泡的主要来源，有效预测了发生空化、空蚀的主要部件和区域，并揭示了叶片背面压力带和空化带的关系。对比计算扬程和效率确定了空化的发展阶段，对于保障轴流泵稳定运行有一定指导意义。     

无过载排污泵正交试验研究

用正交试验法研究了各几何参数对无过载排污泵性能的影响，探索了各几何参数对效率、最大轴功率值及其位置的影响规律，并通过方差分析找到了影响这些性能的主要因素和次要因素，验证了无过载排污泵最大轴功率值及其位置公式的正确性，根据试验结果对模型泵提出了进一步设计方案，本试验结果对无过载排污泵水力设计有一定的参考价值。     

离心泵轴向力的迭代计算方法

本文通过对边界层内流动分析,简化泵腔中液体流动的Ｎ－Ｓ方程推导出泵腔内压力分布与泄漏量之间的关系,从而在理论上推导出进一步精确计算轴向力的编程迭代求解公式。