基于专利地图的国内外多级离心泵技术分析

为了分析多级离心泵发展趋势,从专利数据的视角对国内外多级离心泵技术进行深入研究,剖析了国内外多级离心泵技术的专利申请趋势、申请国家分布、IPC分布、申请人分布以及专利被引频次,同时基于专利地图技术对国内外多级离心泵技术的主要研究方向进行分析.研究结果表明:全球多级离心泵技术的研究相对较少,主要集中在中国,正处于发展阶段,多级离心泵技术仍然是研发的热点,在未来依然会持续发展;国外多级离心泵技术的专利权人以企业和个人为主,国内则以科研单位居多,多级离心泵技术的研究成果并没有完全产品化和市场化;多级离心泵技术的专利主题主要集中在泵零部件的设计研究,其应用研究相对较少;多级离心泵的核心技术或基础研究主要分布在美国,被引频次最高的专利是US7407371B2.     

多级离心泵水力性能数值预测涡量分析法

为了研究利用CFD技术预测多级离心泵水力性能的方法,选取某一多级离心泵为研究对象.采用数值模拟方法获得了多级离心泵内部全流场信息.分别选取多级离心泵单级、二级、三级的三维模型进行全流场数值模拟,获得了3种三维模型各水力部件内部的的水力损失,通过对计算结果分析发现,多级离心泵内部各级水力损失大小基本类似,不随级数的不同而改变,这为通过对少级数的数值模拟以预测更多级数的泵性能提供了依据.通过对多级离心泵内部流场各级能量损失进行分析,分析各级能量损失特征及其流动特点,发现各级涡量分布基本一致,损失特性相同,只在最后一级导叶内部的涡结构有一定的区别.采用能量分析结合多级泵内部流场涡动力学分析方法建立了多级离心泵性能数值预测的计算方法,并建立了多级离心泵性能预测基于少级数模型数值分析的计算公式.     

DL立式多级离心泵

高效节能、性能范围广、运行平稳、寿命长、占地面积小、安装维修方便，适用输送清水或物理化学性质类似水的其它液体。DL立式多级离心泵     

答读者问

问:有一台多级离心泵,使用中发现流量的扬程都偏大,折开后发现第一级叶轮入口直径都比后面几级大,于是我们把它换成与后面几级一样的叶轮,结果流量,扬程并没有减少,而且还发现在某一流量后扬程突然上升,请问这是什么道理?可用什么办法能满足我们的使用要求?答:多级离心泵第一级叶轮入口直径比后面几级叶轮要大是有道理的。这是为了增加允许吸上真空高度(或降低泵必需的汽触裕量),改善汽触性能。所以在装配和维修时一定不要装错了。     

论新型冲压焊接节段卧式多级离心泵的创新工艺

在分析传统多级离心泵的不足的基础上,主要介绍了新型冲压焊接节段卧式多级离心泵的设计原理、构造特点及取得的科研成果和社会效益。     

导叶喉部面积对低比转速多级离心泵多工况设计的影响研究

为研究导叶喉部面积对低比转速多级离心泵水力性能的影响规律,在保持叶轮不变的前提下,以导叶喉部面积为变参数,设计了3个不同喉部面积的导叶,通过导叶3D打印安排试验测试。对其测试结果进行分析发现,导叶喉部面积对多级离心泵额定点效率影响显著,且其效率随喉部面积的增大而增大,最高效率点随喉部面积的增大而向大流量方向偏移;最大流量随喉部面积的增大而增大;关死点扬程随喉部面积的增大而增大。研究分析认为导叶喉部面积对水泵性能影响显著,导叶喉部面积的合理取值能够兼顾多级离心泵多工况运行的设计要求。     

多级离心泵叶轮水力模型优化及性能分析

由于多级离心泵在原有的设计工况点下运行不稳定,并且在运行过程中发现满足要求的工况点偏离设计工况点较远。为使多级离心泵更好地满足运行要求,以某型号多级离心泵为样本,通过改造将其设计工况点由原有的Q=400m3/h、H=152.4m变为Q=300m3/h、H=174.2m,同时改造前后150~320m3/h的性能曲线可以互换。原方案的叶轮采用的是3叶片,改造中考虑到与压水室的配合问题,叶片数取5。对改造前后的两个方案的内部流场解析,对两个方案的内外特性对比分析。通过分析发现在压水室为双蜗壳的结构中,5叶片方案的流场对称性要优于3叶片方案。流场对称性良好可以很好地平衡径向力,有利于改善运行中出现的不稳定现象。     

基于CFD的多级中开式离心泵流场分析

为发展具有自主知识产权的高性能多级中开式离心泵,根据已有参数要求,对多级中开式离心泵的结构及水力模型进行了设计.水泵选用两侧吸入中间压出的结构形式,叶轮左右对称分布.首级叶轮为两侧单吸,末级选用双吸叶轮,压出室采用双蜗壳.利用Pro/E软件建立流道模型,借助Fluent软件,基于N—S方程和标准k～ε湍流模型,采用SIMPLE算法,对内部流场进行数值模拟,得到水泵各级叶轮的相对速度及静压分布.并在多工况下对多级中开式离心泵流场进行稳态数值预测,着重选取三种工况(标准工况、小流量工况及大流量工况)对多级泵各级叶轮的静压及相对速度进行对比分析.然后,在标准工况下对泵进行瞬态模拟,分析各级叶轮在不同时刻静压分布.数值模拟结果表明,泵水力模型设计合理,在标准工况下效率达到88％,性能出众.最后经实验验证表明,模拟结果与实验结果相符,水泵达到设计要求.     

基于fluent对多级离心泵首级的数值模拟

为了解叶轮叶片数对多级离心泵水利性能的影响,基于κ-ε湍流模型,采用SIMPLEC算法,利用Navier-Stokes时均化方程,对仅改变叶轮叶片数的某多级离心泵首级进行数值模拟。通过fluent数值计算得到泵内的压力,速度流场分布,对其进行分析,得出首级叶轮叶片数为六片时,此多级离心泵的内部流场压力及速度分布最均匀。同时利用fluent的后处理结果对此泵进行性能预测,得出叶轮叶片为六片时,泵的效率达到最高值70.68%。     

基于数值模拟的多级离心泵轴向力平衡研究

【目的】多级离心泵在运行过程中易产生较大的轴向力,严重影响泵的稳定运行,亟需探究切除部分后盖板以平衡轴向力方法的可行性。【方法】基于修正的SST k-ω湍流模型,利用CFX软件对不同流量工况下多级离心泵的内部流动进行了数值模拟分析,得到了在不同流量工况下离心泵的各级前后盖板压力云图。【结果】1）在所研究的流量工况范围内,多级离心泵由于水力损失严重,一开始的效率和功率整体偏低,随着流量不断增大,效率呈先增后减趋势,功率不断增大,扬程曲线为陡降曲线。2）多级离心泵各级前后盖板所受压力从首级开始呈逐级递增趋势,级数越大盖板所承受的轴向力越大,且轴向力的方向均由前盖板指向后盖板。【结论】选择合适的流量工况对于提升多级离心泵的工作效率十分重要。切除部分后盖板,使前盖板与后盖板的面积相近,受力时更加均匀,能够达到平衡轴向力的效果,证明了设计方法的可行性。     

导叶叶片数对多级离心泵压力脉动的影响

为了研究叶轮叶片数与导叶叶片数有无最大公约数对多级离心泵内部压力脉动的影响,在保证设计点外特性基本不变的前提下设计了4种不同叶片数的导叶,基于标准k-ε方程,应用CFX软件对M120多级离心泵的设计点工况进行定常和非定常计算,得到次级泵体叶轮和导叶内各监测点的压力脉动时域图和频域图.结果表明:数值模拟结果与外特性试验结果相吻合,证实了数值模拟的可行性.叶轮与导叶叶片数存在最大公约数的匹配方式对多级离心泵内部静压分布有影响,主要表现为正导叶进口边周向压力分布呈现周期性分布规律.导叶内部压力脉动主要受叶轮叶片数的影响,叶频在流动诱导振动中起主导作用.导叶叶片数对多级离心泵内部压力脉动影响较大,导叶内部压力脉动幅值随导叶叶片数的增加而增大.     

多级冲压泵三维流场的瞬态数值模拟

运用CFX流动软件的滑移网格和标准的λκ-ε湍流模型对工业中常用的DL型多级冲压离心泵整级进行了全三维瞬态流场的数值模拟,分析泵内叶轮与导叶间的动静干扰问题.滑移网格分别设置在多级离心泵叶轮出口、固定导叶入口与泵内流体之问的交互界面,对每个时间步求解流动方程.在任一个叶轮旋转周期内,分析叶轮入口和出口的总压值出现脉动信号频率与叶轮叶片数的关系.分析了叶轮入口和出口处总压波动的幅度.该三维非稳态模拟结果为多级冲压离心泵的水力优化设计提供了依据.     

多级离心泵临界转速及模型减缩分析

以多级离心泵转子为研究对象,采用商业软件分析了密封动力特性系数,并将密封动力特性系数考虑到湿态临界转速分析中。基于ANSYS软件建立了多级离心泵三维转子有限元模型,计算了干态和湿态情况下的临界转速。计算结果表明,考虑密封动力系数后湿态情况下,前3阶临界转速大于干态,第1阶临界转速为4 738 r/min,远大于工作转速2 980 r/min,临界转速满足设计要求。同时针对三维模型自由度多等特点,采用APDL程序对湿态下离心泵转子模型进行减缩,考虑了旋转陀螺效应和离心预紧力的影响。结果表明,模型自由度减缩了68%,临界转速最大误差为0.17%,稳态不平衡响应计算结果与原模型基本相同。     

离心泵机械密封结构失效原因与维修改造可行性建议

离心泵在各个行业的生产过程中发挥着重要的作用,随着自动化生产的普及,离心泵的应用频率进一步提高。离心泵的机械密封结构是离心泵可靠运行的基础,因此,从离心泵的机械密封结构原理出发,分析了机械密封结构失效的主要原因,并对离心泵的维修与改造方法提供了合理化建议。     

新型井用潜水泵技术介绍

井用潜水泵是抽取深井地下水的主要设备,广泛应用于农田灌溉和喷灌。由于深井内径越小,其打井费用越低,所以井用潜水泵是一种对泵体外径有限制的细长型的多级离心泵。目前国内生产的井用潜水泵多数是按照国家标准《井用潜水泵型式和基本参数》（GB／T2816—91）和《井用潜水泵》（GB／T2816—2002）规定的性能参数要求设计...     

多级中开式离心泵级间过水流道的流场分析

为了研究多级中开式离心泵级间过水流道的流速、静压及湍动能的分布规律,在设计工况下对多级中开式离心泵级间过水流道进行数值模拟计算.针对导流叶片附近产生的回流及旋涡现象,在原始设计的基础上,通过改变导流叶片的形状及位置,提出3种不同的改进方案.分别对改进方案进行数值模拟计算,分析了3种方案流场的变化并通过积分计算出4种不同级间过水流道的能量损失值,对比分析后确定方案二为最佳方案,并通过试验验证数值模拟计算的准确性.研究结果表明,流体沿级间过水流道流动,在过桥末段的导流叶片处产生回流及旋涡,造成一定的能量损失,从而影响离心泵的性能;可以通过改变前端进口角、后端出口角以达到提高多级中开式离心泵整体性能和效率的目的.     

长轴井泵安装使用不当出现故障的浅见

近年来,我省及其邻近各省地下水位普遍下降,采用普通离心泵提取地下水已不能满足使用要求,将离心泵落井安装不但投资费用大,而且安装、操作、维修极不方便。因此,农田井灌使用长轴井泵逐渐增多,取得了较好的效果。但是,应该看到,由于有的工厂制造质量较低和用户安装使用不当,保养维修不及时,管理措施不严,在使用中经常出现故障。过     

排灌泵站离心泵磨损失效分析及对策

离心泵在抽取介质的过程中,容易发生离心泵磨损失效的现象.为此,从理论上阐述了离心泵磨损失效的机理;从砂粒特性、材料金相组织及水泵运行工况角度,分析了影响离心泵磨损失效的各种因素;并结合排灌泵站多年运行实践和维修经验,重点在结构设计、合理选材、表面热处理、非金属涂层防护、合金粉末喷焊和补焊等几个方面,提出了防止离心泵过早磨损失效的技术措施,减少了离心泵过流部分磨损,以提高其有效的使用寿命.     

多级离心泵多工况内部压力脉动数值计算

为研究多级离心泵内部压力脉动特点和瞬态流动特征,以三级卧式离心泵模型为研究对象,采用DES方法进行了4种不同流量工况下的全流场非定常数值模拟.为保证划分的网格准确反映多级离心泵内流动特性,进行网格无关性分析.通过定常计算的扬程效率和外特性试验值进行对比,证明数值模拟的可靠性.在每级叶轮、正导叶、反导叶上共设置36个监测点,通过分析模拟数据得出压力标准差值图、系数图和频域图.结果表明:导叶喉部是低压区频繁出现的区域,不同流量下,压力脉动呈现周期性变化规律,脉动强度以正导叶最为剧烈,偏离设计流量工况,压力标准差幅值增大.不同流量下,多级离心泵正导叶流道内压力脉动主频为叶频(327 Hz),倍频处峰值衰减迅速.研究成果为揭示多级离心泵内部压力脉动规律提供一定的理论参考.     

深井泵的常见故障与排除

深井泵属于单吸多级立式离心泵,是专门用来从几十米到百米的深井中抽水的机具。它的特点是:结构紧凑,性能较好,流量和扬程的选择范围较广;但结构较复杂,安装和检修较困难,价格较贵,而且对井的质量要求较高。深井泵在使用中常见故障与排除方法如下: