轴流泵的性能分析及其运行调节

轴流泵是常用的一种泵型，由于具有低扬程、大流量的特点，在低洼区和平原地区的排涝灌溉中得到广泛的应用，为了合理选择和使用轴流泵，必须了解轴流泵的有关性能，正确分析轴流泵的性能曲线，以便使轴流泵经常在高效区域内工作，并且使轴流泵在充水、起动、运行和停止动作中都能正常进行。文章对此作了较为详细的分析。     

中小型轴流泵超负荷运行的原因分析及改善措施

根据中小型轴流泵站运行的实际情况，全面地分析了它们在运行时超负荷的原因及危害，提出了相应的防护及改造措施，可供中小型轴流泵站维修、改造时参考。     

大型双速全调节轴流泵的运行特性

东江泵站结合扬程变化幅度大的特点,在技术改造中采用双速全调节叶片的大型轴流泵机组型式,取得了明显的节能效益。通过对大泵机组综合特性的现场试验研究,探讨了大型水泵机组现场测试方法,研究了双速全调节轴流泵机组的运行特性。研究表明,对于水源水位大幅度变化的低扬程泵站,采用双速全调节轴流泵,具有运行方便、节能效果显著的特点。     

大型液压全调节立式轴流泵叶片调节机构故障分析与改造

江都第四抽水站采用BYKD型油压式叶片全调节装置,曾多次产生渗漏油、烧损轴瓦及蓄能器皮囊老化等问题.南水北调大流量输水满负荷运行工况,不具备停机检修条件,为此设计降压运行应急方案,减少漏油量,延长补油间隔,保障主机运行.为从结构上解决外置式供油系统集中供油方式带来的油路复杂,管路接头量大,漏油点多,烧损轴瓦等隐患.设计...     

潜水轴流泵在中小型泵站更新改造

潜水轴流泵与传统轴流泵及其它泵型相比,具有运行安全；安装、维修简便；改善工作环境；节省投资等优点。虽然它在排灌站的建设和改造中刚刚开始运用，但其运行效果十分理想，值得在水利及市政工程中推广。     

价值工程在3200ZLQ42—2／4立式全调节轴流泵设计中的应用

通过价值工程在3200ZLQ42-2.4立式全调节轴流泵设计中的应用,为企业降低了成本、增加了效益。     

64ZLQ-50型全调节轴流泵叶片调节方案的选择

拟通过64ZLQ—50型全调节轴流泵的研制、生产,试对轴流泵叶片全调节方案的选择、原理进行探讨。     

整体吊装式轴流泵及泵站研究

根据当前中小型立式轴流泵站存在的检修难的问题，提出了整体吊状的检修技术，并介绍了整体吊状中所要解决的关键问题；根据不同水位和不同安装情况，提出了三种不同的整体吊状方案。     

潜水轴流泵在中小型泵站更新改造中的应用

潜水轴流泵与传统轴流泵及其他泵型相比,具有运行安全,安装、维修简便,改善工作环境,可靠性高、使用寿命长,节省投资等优点.虽然它在排灌站的建设和改造中刚刚开始运用,但其运行效果十分理想,值得在水利及市政工程中推广.     

轴流泵喇叭管的优化水力设计

将喇叭管和开散式进水池内的流场视为一个整体,采用文献[3]介绍的直接求解雷诺平均N-S方程和标准K-ε紊流模型方程组的方法,模拟了进水池和喇叭管内的流动,并在此基础上对喇叭管的形状进行了水力优化计算。     

基于正交试验的轴流泵优化设计

对轴流泵进行正交试验法优化设计,为了研究叶轮、导叶、喇叭管对轴流泵性能的影响,设计了一个三因素二水平的正交方案。对每个方案进行试验测试,通过分析每个试验方案的性能曲线图,得到了对于各个性能的最优方案,对各个方案的试验数据进行极差分析,得到了轴流泵叶轮、导叶、喇叭管影响性能的主次顺序。通过分析与比较得出最优参数组合,即叶片角度ψ=0°的叶轮,加导流锥的导叶体,进口直径与叶轮直径比值为DL/D0=1.56、高度HL/D0=0.82的喇叭管。试验结果表明,最优组合方案在额定流量点扬程高于设计值6.16%,效率比规定值高出5.07%,轴流泵的高效区较宽,性能达到设计要求。     

轴流泵导叶进口段调节对其外特性的影响

针对轴流泵在偏离设计工况时,因水流方向的偏离导致其效率急剧下降,在常规导叶的基础上改变导叶进口段的位置,以期能提高轴流泵在非设计工况下的效率,扩大其在高效区的运行范围。将导叶分为进口段、中段和出口段3个部分,并采用数值计算结合模型试验的方法研究了不同导叶进口段位置对轴流泵外特性的影响。结果表明:导叶进口角度的改变影响到导叶体内的流态及其水力损失,从而影响到泵装置的能量性能;在轴流泵导叶原设计进口角度的基础上,沿顺时针方向旋转适当角度,可扩大低扬程泵装置高效运行的范围,显著提高偏离设计工况点的低扬程、大流量区的效率。     

轴流泵叶片多学科设计优化

在对水力性能和结构分别进行学科分析的基础上,通过2个学科的耦合关系,建立了轴流泵叶片多学科设计优化的数学模型。采用协同优化算法,实现了同时满足叶轮效率最高和叶片质量最轻的优化目标。优化结果表明,多学科设计优化提高了轴流泵叶片的综合性能,可有效兼顾高效、轻量化的要求。水泵叶片多学科设计优化模型的协同优化算法高效、可行。     

轴流泵多目标优化正交试验

为了整体提高轴流泵的水力优化设计水平,找出影响轴流泵性能的主要几何参数,运用正交试验方法,以扬程、效率、轴功率和压力脉动作为试验评判指标,将综合频率分析法应用到轴流泵多目标优化设计中。基于L_9(3~4)正交表得到了9组方案,研究叶片数、翼型、轮毂比和叶片与导叶间距离对轴流泵的扬程、效率、轴功率和压力脉动的影响规律,并通过综合频率分析法确定了一组最佳试验方案。结果表明:该最佳试验方案在设计流量下,水流在叶轮及导叶段中的流态较好,水流流线顺畅,分布相对均匀;轴流泵模型在流量和扬程满足改型要求的同时,效率提高了5.7%;轴功率下降了1.21%;压力脉动系数降低了11%,验证了综合频率分析法在多目标正交优化中的可行性。     

基于叶片撞击模型的鱼友好型轴流泵优化设计

为降低鱼类通过大中型泵站后的死亡率,维持生态系统的稳定,研究了一种应用在轴流泵中的叶片撞击数学模型,对某一轴流泵的鱼类通过性能进行了预测,包括叶片撞击概率、撞击死亡率和鱼类死亡率,分析得到设计工况点的鱼类死亡率理论上高达68%。以降低鱼类死亡率为主要目标,兼顾水力性能,通过考虑鱼损伤的关键因素,优化设计了3种方案的鱼友好型轴流泵,对比分析了3个方案的鱼类通过性能和水力性能。研究结果表明,方案1和方案2平均降低鱼类死亡率49%,方案3平均降低鱼类死亡率52%;3个方案在设计点扬程均可满足原型泵使用要求,其中修正叶片进口安放角的方案2效率最高,设计点效率低于原型泵约3%,方案3鱼类通过性能最佳,设计点效率低于原型泵约5%。     

大型轴流泵装置性能预测的研究

以樊口泵站的工程实际为背景,运用CFD数值模拟技术和方法,以肘型进水流道,屈膝式出水流道及40CJ-95型轴流泵为具体对象,对泵装置整体进行全面系统的研究.在额定转速下,改变叶片安装角,分别模拟各种不同叶片安装角下的工况,预测水泵性能,并和实际特性曲线进行比较;分别改变转速和叶片安装角,针对模拟结果分析预测装置性能,与模型试验值进行对比.结果表明:用基于有限体积法的双方程紊流模型对泵装置整体进行数值仿真研究,是可行、有效的;并且通过与已有实验成果比较,得出模拟计算结果与试验值吻合较好,表明计算结果可信.     

轴流泵站超负荷运行原因及改善措施

阐述了轴流泵站超负荷运行的危害，分析了轴流泵站超负荷运行的原因，并列举了一些具体实例，提出了防范和排除故障的措施，为泵站维护管理提供参考．     

叶轮进口挡板改善轴流泵非稳定工况性能研究

轴流泵在不稳定区(马鞍区)运行时,叶轮进口存在回流区,水泵效率低、机组振动加剧,严重时将造成机组结构破坏.在轴流泵叶轮进口设置5种挡板方案,采用商用软件ANSYS CFX,分别对不同的挡板方案进行了三维不可压湍流数值模拟.计算结果表明,挡板与叶轮进口的距离是影响小流量工况水泵性能的主要因素,其中方案3为最佳方案.叶轮进口的轴面流场表明,挡板能抑制小流量工况水泵进口处的回流,降低叶片吸力面的压力,增加叶片的升力,从而有效地提高小流量工况的水泵运行效率.     

鱼友好型轴流泵流场数值分析与汽蚀性能优化

为了提高鱼友好型设计造成的轴流泵汽蚀性能下降,通过实验对比验证了采用ANSYS CFX数值预测原型泵及鱼友好型泵汽蚀性能的可行性,得到经过鱼友好型设计后,原型泵许用空化余量(性能参数下降3%)数值计算结果由3.5 m增加到9 m,难以满足使用要求。通过分析鱼友好型泵的内部流场特性,揭示了轮毂处涡旋的产生机理以及叶片进口冲角过大的原因,由此设计出抑制涡旋产生、更加符合流动特性的叶片截面翼型,并修正部分设计参数。数值计算结果表明:优化后泵内部流场流动平稳,翼型头部液流过渡良好,没有局部速度增量产生,轮毂侧流动贴合叶片表面,在吸力面也没有产生涡旋,鱼友好型泵的装置许用空化余量预测值降低到3 m左右,完全满足原型泵的使用要求。     

钟型进水流道轴流泵装置数值优化与试验分析

基于RNG k-ε紊流模型和雷诺时均N-S方程,运用流体计算CFD软件对钟型进水流道的轴流泵装置进行三维流动数值模拟以及水力性能的优化设计。通过先局部后整体的方法先单独对钟型进水流道进行优化,然后在整体泵装置内对弯管式出水流道进行优化,对进、出水流道进行三维参数化建模,进水流道以出口断面速度均匀度和水力损失为目标函数,出水流道以泵装置效率为目标函数,针对设计流量工况点,分别对进水流道和出水流道各控制参数方案进行数值模拟计算,分析不同控制尺寸对进、出水流道水力性能的影响。最后通过模型试验对优化方案数值计算结果进行可靠性验证。数值模拟和模型试验结果表明,优化后钟型进水流道的水力损失由0.348 m降低到0.148 m,钟型进水流道出口流速均匀度由54.59%提高到93.35%;弯管式出水流道的水力损失由0.464 m降低到0.415 m,通过优化流态得到了改善。模型泵装置试验在叶片安放角0°时,设计工况下泵装置效率达到74%,泵装置最高效率为76.47%,高效区运行范围较宽;进出水流道无漩涡产生,流态均匀,数值模拟和模型试验外特性曲线误差在5%以内,进水流道水力损失曲线趋势相同。运用数值模拟优化计算钟型进水流道的轴流泵装置,缩短了试验周期,节约了成本,可为同类泵站的设计和安全运行提供参考。