β_2及b_2值对于低比转数叶轮外径的影响

本文针对低比转数叶轮的特殊性,从理论上定量地分析了叶片出口安放角β_2及叶轮出口宽度b_2对叶轮外径的影响,从而为探索降低低比转数叶轮圆盘摩擦损失提供了新的途径.     

叶轮外径对离心泵内流影响的CFD分析

采用FLUENT,在双参考坐标系下,利用有限体积法对雷诺时均Navier-Stokes方程进行数值离散,选用标准k-ε湍流模型,SIMPLEC方法求解,对6台离心泵在不同叶轮外径下的内部流场进行了叶轮和蜗壳的耦合数值模拟.根据数值模拟结果对6台离心泵的能量性能进行了预测,并分析了叶轮外径变化对泵内部流场的影响.性能预测结果与切割定律计算结果的对比表明,随着叶轮外径的变化,泵扬程和轴功率的变化基本符合切割定律,但效率存在一定的波动.内部流场分析表明,叶轮外径变化对叶轮进口静压和总压分布的影响较小,对叶轮出口和蜗壳内静压及总压分布有着明显的影响;叶轮外径变化还对泵内尤其是蜗壳割舌附近的绝对速度分布有较大影响;当叶轮切割量大于4%后,蜗壳扩散段的流动分离现象就会逐渐消失.     

反应系数对离心泵出口参数的影响

反应系数(ρ_k)是反应水泵性能的综合参数。通过对ρ_k的分析,认为适当地选取ρ_k的值,即可求得最佳的叶轮出口外径(D_2)和出口宽度(b_2);根据统计数据,推荐了反应系数ρ_k的最佳取值范围。     

叶轮外径对混流泵作透平性能的影响

为了研究混流泵作透平工况下,叶轮外径对性能的影响,以混流泵为模型,通过试验验证了CFD方法的有效性.基于BladeGen设计了160,170,180 mm这3种叶轮外径的混流泵水力模型, 并通过数值分析研究了3种叶轮外径下,混流泵作透平工况下的外特性,水力损失分布及内部流场分布.结果表明:随着叶轮外径的不断增大,混流泵作透平的高效点逐渐向大流量区域移动,高效点的扬程、轴功率及效率都随之增加;大流量区域内,扬程迅速降低,轴功率下降变缓,效率有所上升;总水力损失与叶轮部分的水力损失显著减少;蜗壳部分的水力损失变化不明显;叶轮入口处的旋涡区域逐渐减小,蜗壳出口与叶轮入口之间存在的间隙流体逐渐减小,从而引起该部分水力损失逐渐减小;压力分布更加均匀.     

污水泵水力设计方法及统计规律

污水泵叶轮、泵体设计时与一般离心泵有较大区别，目前尚没有能够统一污水泵水力设计的方法。通过统计大量的优秀水泵模型，给出了统一的叶轮外径、叶轮出口宽度、叶轮进口直径、叶片安放角等叶轮的关键几何尺寸，实验表明，推荐的污水泵水力设计方法是可行的，对于专业设计人员具有重要的参考价值。     

无过载排污泵理论与设计方法研究

为解决低比转数排污泵易过载而烧毁电机的问题，对无过载排污泵理论进行了研究，从叶轮出口速度三角形、泵基本方程、轴功率方程和两相流理论出发，提出了以降低泵的最大输入功率为目标的优化模型，推导出最大轴功率Pmax及其流量Qpmax。的计算公式，详细讨论了无过载排污泵水力设计中的一些经验公式及参数，如叶轮进口直径D0、叶片数Z、叶轮外径D2、叶片出口宽度b2及叶片出口角β2等，并给出了设计实例，为无过载排污泵的研究与开发打下了基础。     

低比转数离心泵叶轮外径的精算

在低比转数离心泵叶轮设计中,经常碰到初算的叶轮外径和精算的叶轮外径相差很远,一般是精算值D_2′大于初算值D_2。解决这样问题的通常方法是用逐次逼近法,即重新设计一个D_2代入有关公式进行精算,一次不行的话,再来一次,直到设计值与精算值相等为止(D_2-D_2′)。然而,这样的计算,往往获得的叶轮外径值D_2较大,造成圆盘损失增加,水泵效率降低。     

切割叶轮对离心泵性能影响的数值模拟分析

基于CFD 计算软件Fluent ,对某低比转速离心泵在切割叶轮前后的内部流场进行了叶轮和蜗壳的耦合数值模拟。根据数值模拟的结果,预测了切割叶轮后离心泵的性能曲线,并分析了叶轮外径变化对泵内部流场的影响。分析表明：随着叶轮外径的减小,泵的扬程和轴功率都有所下降;效率在切割量较小时有所上升,随着外径的减小而下降。利用模拟结果得到的切割指数与已有的切割定律有所不同。叶轮外径变化后,叶轮进口处的静压分布基本未变,叶轮出口处及蜗壳内的压力分布出现了变化。     

低比转速离心泵塑料叶轮设计

以一台低比转速离心泵铸铁叶轮水力模型为原型,将其材质替换为塑料.考虑泵效率提升和注塑工艺可行性对叶轮几何参数进行修改:减小叶轮外径,增加叶轮出口宽度;考虑塑料结构工艺对叶轮结构进行调整:后盖板外侧设置加强筋,轮毂处加铜嵌件,盖板与叶片结合处添加定位孔销和焊接用导熔线。将塑料叶轮和铸铁叶轮安装在同一泵体进行对比测试。测试结果表明:塑料叶轮设计工况点泵的效率由56%提高到60%,增加了4%,既达到国家节能效率指标,又为用户节省了用电费用。     

斜流泵不稳定特性及旋转失速研究

为研究斜流泵出现的鞍形曲线机理,利用数值模拟的方法对斜流泵进行了研究。通过定常数值模拟得到了鞍形曲线组成部分——扬程骤降段和随后扬程小幅上升段两部分机理。小流量下叶轮轮缘处存在流动分离,并且形成漩涡,导致叶轮出口有效外径的减小,是扬程骤降主要原因。流量继续下降,在叶轮出口靠近轮毂处出现一个大尺度的涡,由于漩涡阻塞作用,导致液流由轮毂向轮缘处偏移,使叶轮内部流态由斜流式转变为离心式,是扬程小幅上升的原因。为研究叶轮出口出现回流的原因,利用非定常数值模拟对导叶进行研究,发现导叶进口处存在失速是斜流式叶轮内部流态转变为离心式的主要原因。同时发现在小流量下导叶进口压力不均匀性是失速核沿圆周方向传播的主要原因。     

双流道污水泵叶轮三维设计方法

针对传统二维设计的双流道式污水泵叶轮容易出现的绘型图与实际木模偏差问题,研究直接在Pro/ENGINEER中进行叶轮的三维设计方法.二维绘型图则由三维投影得到,保证了设计结果的一致性.设计实例经试验表明此设计法的合理性.推导了采用变异的阿基米德螺线作为平面流道中线时,中线出口角与包角和变异系数之间的关系式,为设计中控制流道出口角提供了依据.给出了变异的阿基米德螺线法线方向上到叶轮外径距离的变化规律及断面面积的计算公式,并给出了确定流道出口点的新方法.     

离心式潜水泵水力模型试验研究

本文阐述了通过水力模型试验研究,初步摸索到的有关叶轮进、出口参数及空间导壳参数对潜水泵性能及效率影响的规律。 为了提高潜水泵的效率,可以采取缩小进口直径D_e,加大叶片安放角α_(?),叶片向进口方向延伸等措施来满足对性能的要求。本文推荐进口速度系数K_0=3.7～4.1范围,叶片进口冲角为8°～15°。两叶片之间进口边面积形状为正方形时,泵的水力性能较好。 空间导壳能量转换得不好,本文作者们认为,必须从理论上修正离心泵叶轮外径D_2的计算公式才能达到性能要求。本文推荐了几种不同的比转速n_s的速度系数K_(m2)、K_(μ2)范围。 空间导壳的喉部面积F_3与叶轮出口面积F_2之间的相互关系是决定泵性能好坏的重要因素之 ,本文推荐F_3/F_2在0.7～1范围内。无论导壳叶片数Z_H与叶轮叶片数Z相同或不相同时均无振动与噪音。     

提高农用自吸泵性能的实验研究及设计方法

通过对比试验阐明了自吸离心泵采用扭曲叶片、堵回流孔和增加过流表面光洁度三种提高泵性能的有效方法；在实验基础上，介绍了回流孔大小及位置的确定，隔舌间隙及泵内储水容积的控制，以及增大叶轮进口直径、进口边前移和流道曲率增大等提高泵吸入性能的措施；由泵能量方程和相似律推导出叶轮进口直径D0、外径D2和出口宽度b2的计算公式。分别归纳10种优秀水力模型，采用数值分析法拟合出经验系数方程式。应用实例证明本文设计方法的准确度和实用性。     

叶轮出口边对双蜗壳泵压力脉动的影响

泵的叶轮扫掠蜗壳隔舌时产生的压力脉动是引起船用泵振动噪声的原因之一.为尽可能弱化这一影响,分别设计了叶片出口边与前后盖板基本面垂直和倾斜的2种不同形式叶轮,将其配置在相同的双蜗壳中,通过数值计算与样机试验相结合的手段,对蜗壳内9个不同位置的压力脉动情况进行对比分析.结果表明:出口边倾斜的叶轮相比于出口边垂直的叶轮可明显改善蜗壳内次脉动的“驼峰”现象,且可以进一步降低隔舌处主波动的压力峰值;对蜗壳内2个隔舌稍前的位置,出口边倾斜的叶轮反而会使得该点的压力系数幅值明显增大,且该点主波动的周期数发生改变;2种叶轮出口边的不同形式对蜗壳出口位置的压力脉动的影响基本相同;采用出口边倾斜叶轮对改善因叶轮与隔舌间的液流压力脉动是可行的.     

无过载旋流泵正交设计数值模拟与试验

用正交设计法对旋流泵叶轮参数进行优化设计,设计了一个五因素二水平的正交方案,研究各几何参数对旋流泵性能的影响。采用雷诺平均数值模拟方法,对正交设计中每种组合进行性能预测,通过分析性能曲线对比图,找到了对于各个性能的最优方案。对数值计算得到的数据进行极差分析,获得了各几何参数影响性能的主次顺序,通过分析与比较得出最优参数组合,即叶轮外径220mm、叶轮出口宽度40mm、叶片出口安放角14°、叶片数4和无叶腔宽度40mm。在模拟基础上,对最优模型样机进行了试验,测试结果表明,在实现无过载的同时,保持了较高的效率,达到了设计目的。     

潜油电泵轴向力的试验研究

一、前言随着海洋油田的开发,小井径高扬程潜油电泵有着广阔的发展前途.由于这种电泵外径小、扬程高,带来了电泵结构细长,轴向力大大增加等一系列的问题,如国内有的厂家生产700米扬程潜油电泵叶轮达180级,增加了生产制造的难度和缩短了使用寿命.为了解决上述问题,我们作了如下的结构处理:1.提高了水泵的转数,使其在叶轮外径不变的前提下,提高单级扬程近8倍、减少了叶轮级数,大大缩小电泵的轴向尺寸.2.采用叶     

BA型与sh型离心泵的车削系数

将离心泵(或混流泵)的叶轮沿外径车小,可以改变泵的性能参数,扩大泵的使用范围,这早已被人们认识,並在生产中应用。叶轮车小以后,泵的性能可以根据下列三个式子来换算[1]:Q_a=Q(D_(2a)/D_2) Ha-H(D_(2a)/D_2)~2 N_a=N(D_(2a)/D_2)式中 D_2、D_(2a)——车削前、后的叶轮外径;Q、Q_a——车削前、后泵的流量;H、H_a——车削前、后泵的扬程;     

旋流泵的性能试验研究

本文主要是通过性能试验.研究了旋流泵性能特点,探讨了旋流泵内部损失等方面的问题.通过不同外径和宽度的叶轮,研究了叶轮的几何尺寸对旋流泵性能的影响及叶轮的切割定理.     

离心泵叶轮出口主要几何参数的优化设计

提出了一种与现行设计理论有较原则区别的新的设计计算离心泵叶轮出口主要几何参数的优化方法,该方法把叶轮出口处的相对速度W_2与进口相对速度W_1相联系,在此约束条件下以出口绝对速度有V_2极小值为追求目标,从而寻求最优D_2和β_2值。该方法有条件将叶轮内及蜗壳内的损失减少到最小值,提高水泵效率。本文提供了求优过程的Fortran算法语言程序。     

用面积比方法设计水泵

叶轮与蜗壳的面积比: 这种面积比(图1和图2)的重要性在于:在普遍使用后弯叶片的情况下,水流旋转速度由叶轮本身转动速度和流过叶轮内部与转动方向相反的水流相对速度这两者的关系来决定。我们可按经验考虑两台具有相同转速和相同叶轮直径的泵。第一台泵具有很大的蜗壳喉部和很窄的叶轮泵最佳效率时流量由叶轮出口面积和蜗壳喉部面积的组合来决定,叶轮出口面积