离心泵机组并联调速优化运行的数值解法

通过对离心式水泵高效工作区的性能曲线进行二次拟合,分析了离心式水泵机组并联调速运行特性.以泵机组功率最小为目标函数,以系统流量为约束条件,提出了一种符合水泵并联调速运行特性的最小功耗优化数学模型,将不同转速泵并联调速的最优控制问题转化为求解多元函数条件极值问题.采用拉格朗日乘数法和非线性方程组的Newton迭代法求解该模型,给出了并联调速机组优化运行时工况点的计算方法.试验结果证实了该模型的有效性和可行性.     

并联水泵单调速优化运行研究

利用最小二乘法对水泵性能曲线进行二次拟合,根据等扬程流量叠加原理建立了水泵并联运行曲线方程.对不同型号水泵配置的单调速泵站,通过建立的水泵并联调速运行方程和泵站的年供水规律,计算得到各供水指标下调速泵的调速比,可以实现完全通过改变水泵的特性来达到工况点改变的目的.     

低扬程水泵装置停泵过渡过程的近似计算

根据低扬程泵装置管路特性、水泵机组的动力学特性和停泵过渡过程中泵系统能量守恒原理以及泵相似理论，并结合现场实测停泵过渡过程曲线的特征点，提出了低扬程泵站停泵泵工况动态特性计算的数学模型。     

污水泵站水泵特性在线检测与运行分析

利用泵站现场管路条件，对镇江市江滨泵站6号泵进行了单泵实际水力特性测试。用数据分析了该泵站的运行状况，指出在单泵和双泵全速运行时。流量会分别偏离设计点近1．4和1.2倍，使实际汽蚀余量低于临界汽蚀余量。水泵运行在遭受汽蚀危害的状态；而且运行时扬程高于泵站需要的装置扬程。造成能源浪费。通过对该泵站水泵运行的分析，提出了4点改进的途径。     

用数值方法求解离心泵运行工况点

正确确定水泵工况点是水泵优化选型、泵站优化设计以及泵站安全经济运行的必要条件。用离散点描述离心泵流量与扬程性能曲线,非离散点的水泵性能参数采用三次样条插值获得。根据水力学原理建立了求解离心泵单泵运行、并联运行和串联运行工况点方程组,给出了采用数值方法的二分法的计算步骤。提出了求解离心泵运行工况点的一种新方法。以某供水工程取水泵站为例,利用MATLAB编程求解,得到正常工作时4口井12台同型号潜水泵并联运行的工况点。算例表明提出的离心泵运行工况点数值计算方法是可行的。     

水泵选型与运行模式对变频调速供

从离心水泵工况分析入手，研究了变频调速恒压供水系统中水泵的适用性问题，给出了保证系统高效运行的水泵选型控制参数。在水泵选型和运行调度都合理时，变频调速供水系统才可取得预期的节能效果，小流量条件下需辅以气压给水技术节能。为充分利用高效率调速运行的流量区间，设定的工作压力应等于或略大于所选水泵高效区右端点的扬程。同型号水泵并联工作，只对1台水泵调速时，调速泵仍然存在小流量供水现象；设定工作压力下单泵最大供水量大于高效调速区间下限流量的2倍时，对2台水泵实施调速可避免水泵工况点偏离高效区。     

远距离输送并联泵型的选择

远距离输送并联泵站在运行时如果泵不全部开启，常会出现偏向大流量低扬程工况，出现电流偏大、泵组振动等问题，文章通过对浙江萧山和湖北武昌东湖路泵站选型及实际运行情况的分析计算，得出了引起上述现象的原因，并结合改造措施，提出了过错距离输送并联泵站的泵型选择方案。     

排污泵站水泵特性的现场检测与运行诊断

利用泵站现场管路条件,对某排污泵站6号泵进行了单泵实际水力特性测试,用数据分析了该泵站的运行状况,指出在单泵和双泵全速运行时,流量会分别偏离设计点近1.4和1.2倍,使实际汽蚀余量低于临界汽蚀余量,水泵运行在遭受汽蚀危害的状态;而且运行时扬程高于泵站需要的装置扬程,造成能源浪费。通过对该泵站水泵运行的分析,提出了4点改进的途径。     

排污泵站水泵特性的现场检测与运

利用泵站现场管路条件,对某排污泵站6号泵进行了单泵实际水力特性测试,用数据分析了该泵站的运行状况,指出在单泵和双泵全速运行时,流量会分别偏离设计点近1.4和1.2倍,使实际汽蚀余量低于临界汽蚀余量,水泵运行在遭受汽蚀危害的状态;而且运行时扬程高于泵站需要的装置扬程,造成能源浪费。通过对该泵站水泵运行的分析,提出了四点改进的途径。     

大水位变幅下库区取水泵站水泵机组变频调速研究

【目的】解决库区取水泵站在上游水库大水位变幅下与下级泵站之间流量不匹配的问题,【方法】基于水泵变频调速原理和某梯级提水设计系统模型,采用定性相似分析,定量计算的方法研究分析了取水泵站在水库不同水位下,水泵工况、变频运行范围及运行工况参数,针对取水泵站在大水位变幅下与下级泵站间的流量匹配计算提出了建议。【结果】在上游水库不同库水位下,采用变频运行方式进行泵站供水量和下级泵站需求流量之间的匹配调节完全可行;定性相似分析计算法也为流量匹配结果提供了验证。【结论】水泵变频技术和定性相似分析计算法可用于库区取水泵站的水泵机组在大水位变幅下变频运行时额定工况点的确定。     

离心泵入口侧管路中的涡流

离心泵吸入侧管路中的涡流,与泵的设计和运行调节关系密切.在试验研究和数值模拟计算的基础上,简述了泵吸入管中涡流的形成、发展和传递,论述了其基本特性,可供泵设计和运行调节时参考.     

基于泵阀联合调节的并联离心泵组高可靠性优化

针对离心泵常见的“大泵小用”问题,在常规多泵PID变频供水系统的基础上,通过优化投入运行的离心泵的数量和适当关小控制阀的方法提出了1种可以在一定程度上改善离心泵偏工况问题的方法.搭建了1套3台离心泵并联泵组试验台,并进行了测试.试验结果表明,文中提出的方法能够以增加一定的能耗为代价,在一定程度上改善离心泵的偏工况运行情况,提高离心泵的可靠性.当偏工况情况过于严重时,采用控制阀调节工况点的方法将会大大增加管路阻力,牺牲大量的能源,使得此方法欠缺经济性.当取消控制阀的作用仅保留泵数优化时,文中方法能够同时实现节能和一定程度上改善偏工况程度,但整体偏工况程度依然较严重.实际工程中可结合具体应用中对能耗与可靠性的权重倾向进行合理选择.     

螺旋离心泵叶轮叶片型线方程

为了使螺旋离心泵能够具有更优良的性能,传统的设计方法已经不能很好地满足要求.根据螺旋离心泵叶轮结构特征,推导出螺旋离心泵叶轮叶片的型线方程,并用型线方程绘制螺旋叶轮,避免了一元理论水力设计方法中手工作图的繁杂和依赖经验的欠缺,对螺旋离心泵的快速叶片绘型、提高设计精度、计算机辅助设计与三维内部流场的数值模拟有重要意义.通过例证,用型线方程获得的流线,在方格网上变化均匀、光滑,出口角接近于计算值,数值模拟所得结果与原型实验结果基本一致,从而验证了这种方法具有可行性.     

变螺距螺旋离心泵叶片型线参数方程的分析

分析了变螺距螺旋线的一般方程,根据固液两相流在螺旋离心泵叶轮内轴向速度非等速的运动特征,以及螺旋离心泵的结构特征,推导了螺旋离心泵的变螺距叶片型线方程。该方程避免了螺旋离心泵一元设计理论对设计经验的依赖性和叶轮轴面流线分点的复杂性,同时对该类型泵的计算机辅助设计、内部流场的数值模拟以及泵的性能改善有着重要意义。     

转速变化对离心泵性能的影响

泵转速会对泵性能产生影响,而泵的工作点却受泵特性和管路特性的共同影响,通过在开式和闭式试验管路中改变泵转速来分析其对泵性能的影响,并结合50-160型泵的试验数据和计算结果,着重分析了对功率的影响。变速泵在开式和闭式管路中的节能效果不同,引起这种差别的原因是开式系统受水的静压作用改变了泵的效率。分析了开式管路系统中变速泵的节能效果并给出了计算实例,以50-160型泵的计算结果来看,闭式系统的泵功率为开式系统的76.47%。     

弯管安装角对管道泵内压力脉动影响的数值研究

为了深入探究进流弯管与蜗壳相对周向位置对离心泵内水力激振的影响及其流动机理,选取立式管道离心泵为研究对象,通过对原型泵进水弯管周向安装角度的调整,衍生出6组新管道泵,并依次进行非定常数值计算.在数值计算过程中,主体监测叶轮域内压力脉动,对比分析6款新泵与原型泵的压力脉动特征,结果表明:在叶轮进口流域,当周向安装角φ=45°时,压力脉动在时域上产生了较明显的波峰相位提前,与二次流涡对激励的波谷有相互抵消作用,削弱波峰,最大降幅可达40.6%.在叶轮中段流域,安装角φ对叶片背面的压力脉动影响较大.在叶片尾缘附近流域,不同弯管安装角产生的影响沿流道从叶轮进口至叶片尾缘逐渐减小殆尽.本研究可为管道泵的实际安装及优化提供一定的参考.     

SDZ310型超高压多级离心泵的结构特性

针对目前多级离心泵转子轴向力难以平衡以及级间密封长期运行易损坏的问题,通过对SDZ310型超高压多级除磷泵的结构特性进行研究,设计了一种节段式自平衡双壳体多级离心泵.该泵的转子部件上叶轮对称布置,自动平衡转子部件上的轴向力,使其具有较长的寿命和可靠的运行性能.特别解决了除磷泵在除磷工况下运行时,由于频繁变化的工况导致的转子部件的轴向力频繁变化,进而使其难以平衡的难题.通过一种带节流阀式的集中式供油及回油系统,使得该泵能够满足长时间运行时的润滑和冷却的需求.采用由镀铬精密研磨而成的螺旋反抽密封,能够保证该泵在运转过程中级间无泄漏,保证泵的容积效率,进而提高了整机效率.     

基于Kriging模型与NLPQL算法的高比转数离心泵参数化设计

针对目前采用传统设计方法无法有效解决高比转数离心泵效率低的问题,以型号为100-80-125的高比转数离心泵为研究对象,基于Kriging模型对其叶轮子午流道盖板控制点参数和叶片型线参数进行了全面的敏感性筛选,并采用NLPQL算法对高比转数离心泵进行参数优化,以期提高其运行效率.对优化后的模型进行了数值计算,并通过试验对比了优化前后模型泵的运行效率.研究结果表明:在额定流量工况下,优化后泵模型的实际效率提高了3.2%,扬程提高了2.3 m;优化后未出现不利于铸造和加工的几何形状,优化效果较为显著.研究结果可为提高高比转数离心泵的效率提供了一种行之有效的方法.     

固液两相流离心泵流动特性及磨损问题研究进展

由于离心泵应用场合广泛,时常输送含有固体颗粒物的流体介质,固液两相流成为离心泵内流动特性研究的一个常见问题.固相介质的加入,导致扬程和效率的下降,甚至造成泵内壁面严重的磨损,对离心泵的运行性能产生较大的影响,降低了离心泵的持续运行寿命.基于以上问题,国内外学者通过理论分析、试验研究以及数值模拟等方法,对离心泵固液两相流问题开展了大量研究,基本掌握了颗粒在离心泵内的运动分布规律及其对过流部件的磨损情况.颗粒的粒径、密度、体积分数以及离心泵的运行工况都将对泵内固液两相流动产生较大程度的影响.文中从固液两相流动特性和磨损问题这2方面介绍了离心泵固液两相流动的研究现状,并综述了主要研究方法和研究成果,为进一步优化水力及结构设计、提高固液两相流离心泵的性能和可靠性、改善磨损状况提供了一定的参考及研究基础.