低比转数离心泵叶轮内汽蚀两相流三维数值模拟 被引量：23

1

作者 朱荣生 付强 李维斌 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期75-79,共5页

阐述低比转数离心泵叶轮内汽蚀两相流基本理论,采用两相流混合模型对叶轮内定常三维湍流汽蚀流场进行数值模拟。根据计算结果的液相和空泡相主要流动特征,分析汽蚀发生过程叶片上的静压分布,揭示叶轮内汽蚀两相流场的内在特性。

关键词 低比转数离心泵 叶轮 汽蚀 两相流 数值模拟

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开缝叶片低比转数离心泵空化性能的数值模拟 被引量：23

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作者 王洋 谢山峰 王维军 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期210-215,共6页

为了进一步提高低比转数离心泵的空化性能,对离心泵叶轮叶片进口附近的开缝进行研究.考虑开缝的3个参数,设计6组水力模型探究开缝对低比转数离心泵性能的影响.针对离心泵运行过程中产生空化的流动特点,基于Rayleigh-Plesset方程来描述... 为了进一步提高低比转数离心泵的空化性能,对离心泵叶轮叶片进口附近的开缝进行研究.考虑开缝的3个参数,设计6组水力模型探究开缝对低比转数离心泵性能的影响.针对离心泵运行过程中产生空化的流动特点,基于Rayleigh-Plesset方程来描述空泡成长和溃灭过程的空泡动力学模型,采用RNG k-ε模型对在相同工况下的离心泵中两相流动进行数值模拟与分析.模拟结果表明:在叶片进口处开缝可以提高泵空化性能,其中第二组模型的空化性能提升比较明显,空化余量由4.447 m下降到3.910 m,降低了12.1%,水力效率由71.56%上升至76.46%;在相同工况下,开缝叶轮流道内的能量分布更加均匀,而扬程在额定流量下只有很小的变化.该模拟结果对研究低比转数离心泵内部流动特性及性能的提升具有一定的参考价值. 展开更多

关键词 低比转数离心泵 开缝 空化性能 多相流 数值模拟

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多工况高效无过载低比转数离心泵设计优化 被引量：4

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作者 张金凤 张云蕾 +1 位作者 袁寿其 冒杰云 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期91-95,90,共6页

为满足低比转数离心泵对多工况点效率和无过载特性要求,针对模型泵TS65-40-160,基于无过载理论进行设计优化,通过CFD分析内部流动分布规律,并采用快速成型模型试验进行对比分析。经过多方案改进得到较优方案2,该方案扬程在关死点、设计... 为满足低比转数离心泵对多工况点效率和无过载特性要求,针对模型泵TS65-40-160,基于无过载理论进行设计优化,通过CFD分析内部流动分布规律,并采用快速成型模型试验进行对比分析。经过多方案改进得到较优方案2,该方案扬程在关死点、设计点以及最大流量点均高于设计要求;最高机组效率提高了14%,功率特性曲线出现了无过载趋势,在最大要求流量点48 m3/h处输入功率却未增大,且泵效率达到国家标准要求。经多方案CFD模拟和试验数据对比,证明模拟精度可满足模型优选要求。 展开更多

关键词 低比转数离心泵 多工况 无过载 设计优化

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低比转数离心泵驼峰现象的PIV测试 被引量：3

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作者 马皓晨 丁荣 杨东升 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2013年第12期1056-1060,共5页

低比转数离心泵性能曲线驼峰问题严重影响泵的运行稳定性,但至今尚未得到很好的解决.为了揭示低比转数离心泵驼峰现象的内流机理,首先根据一比转数为73的离心泵水力设计要求设计了2种水力模型,其中方案1有驼峰,方案2无驼峰,并对2种方案... 低比转数离心泵性能曲线驼峰问题严重影响泵的运行稳定性,但至今尚未得到很好的解决.为了揭示低比转数离心泵驼峰现象的内流机理,首先根据一比转数为73的离心泵水力设计要求设计了2种水力模型,其中方案1有驼峰,方案2无驼峰,并对2种方案进行了能量性能试验从而验证水力设计的正确性;接着采用粒子图像测量技术对2个方案的内部流动进行了多工况测试与分析.结果表明:当性能曲线出现驼峰时,叶片压力面处的低速区迅速增大,且在多个流道的叶片压力面出现了较大的旋涡,引起叶轮内流态恶化;叶轮出口与蜗壳基圆间隙之间的回流进一步增大;叶轮出口绝对速度与蜗壳基圆处流速差值也明显增加,导致了泵内冲击损失增大从而引起性能曲线的驼峰现象.研究成果能够为控制低比转数离心泵驼峰现象提供理论参考. 展开更多

关键词 低比转数离心泵 驼峰现象 PIV 内部流动 水力模型

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低比转数离心泵叶轮内流动分离的PIV实验研究 被引量：2

5

作者 邱勇 季燕羽 +2 位作者 杨洪镔 唐晓晨 谈明高 《中国农村水利水电》 北大核心 2016年第10期182-185,共4页

针对离心泵叶轮内流动分离的现象,采用粒子图像测速技术(PIV)对一台低比转数离心泵进行了测试。分析了在叶轮的设计工况Q/Q_(BEP)=0.18下,不同相位时,不同流道内流动分离产生的分离泡变化情况。结果表明:由于蜗壳周向的压力不平衡,分离... 针对离心泵叶轮内流动分离的现象,采用粒子图像测速技术(PIV)对一台低比转数离心泵进行了测试。分析了在叶轮的设计工况Q/Q_(BEP)=0.18下,不同相位时,不同流道内流动分离产生的分离泡变化情况。结果表明:由于蜗壳周向的压力不平衡,分离泡随叶轮旋转周期性地产生、发展和溃灭。由于流道进口相互作用的影响,流动分离和分离泡的周期性变化与流道出口压力的周期性变化不一致。分离泡在叶片压力面中部产生,而在叶片压力面出口附近溃灭。在分离泡形成初期,分离泡的滞止点运动轨迹近似呈线性;在分离泡发展稳定后直到溃灭前,滞止点运动轨迹近似呈圆弧状。 展开更多

关键词 低比转数离心泵 粒子图像测速技术 流动分离 分离泡 滞止点

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基于边界层分离理论的低比转数离心泵设计

6

作者 杨敬江 卢新全 +1 位作者 陈汇龙 姚登杰 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期926-931,共6页

为研究边界层分离对低比转数离心泵水力性能的影响规律,由边界层不发生分离条件,结合离心泵湍流边界层理论,在不改变叶轮进出口几何参数的情况下,通过实际案例设计新的叶轮叶片型线,探索在水力设计中防止或抑制过流表面边界层分离的方法... 为研究边界层分离对低比转数离心泵水力性能的影响规律,由边界层不发生分离条件,结合离心泵湍流边界层理论,在不改变叶轮进出口几何参数的情况下,通过实际案例设计新的叶轮叶片型线,探索在水力设计中防止或抑制过流表面边界层分离的方法.叶轮叶片型线方程以叶片安放角β为变参数,引入速度系数kv作为中间因子.水力设计计算结果显示:边界层动量损失厚度随速度系数kv的增大而变厚,理论扬程随速度系数kv的增大而升高;在满足理论扬程的条件下,减小叶片型线方程中速度系数kv的取值,有利于抑制过流表面边界层的分离.数值模拟结果表明,低比转数离心泵叶轮叶片型线设计不合理是导致过流表面边界层分离的主要原因,边界层分离引起泵的水力性能下降,在设计工况下,改型泵的扬程比原型泵的扬程增加不明显,但水力效率有所提升;新的叶轮叶片型线对内流场状况有一定的改善作用,能有效防止回流与涡旋的产生和发展. 展开更多

关键词 低比转数离心泵 水力设计 边界层分离 速度系数 水力性能

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基于正交试验的低比转数离心泵高效设计 被引量：9

7

作者 吕忠斌 刘洁琼 +1 位作者 曹璞钰 尤保健 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第12期1189-1195,共7页

为了研究叶轮结构参数对离心泵效率提升的影响,以某单级单吸立式离心泵(比转数n_(s)=40~60)为研究对象,选取叶轮出口宽度b_(2)、叶片数Z、叶片出口安放角β2和叶片包角φ为试验因素,建立L_(9)(4^(3))正交试验方案,在0.75Q_(d)~1.20Q_(d)... 为了研究叶轮结构参数对离心泵效率提升的影响,以某单级单吸立式离心泵(比转数n_(s)=40~60)为研究对象,选取叶轮出口宽度b_(2)、叶片数Z、叶片出口安放角β2和叶片包角φ为试验因素,建立L_(9)(4^(3))正交试验方案,在0.75Q_(d)~1.20Q_(d)(Q_(d)为额定流量)工况下进行各方案模型的数值计算,分析各因素对水力性能的影响,继而得到该泵叶轮结构的最佳参数组合.随后按照最佳尺寸修改叶轮,将优化后水泵外特性试验结果与原泵进行比较.结果表明:高效设计时,低比转数离心泵叶轮结构参数对效率影响程度由大到小依次为b_(2),β_(2),φ,Z,影响水力性能的主要因素为b_(2);确定了高效设计时叶轮结构参数的最优水平组合;优化后泵效率较原泵整体提高近2.85%,高效区扩宽至0.75Q_(d)~1.20Q_(d)工况范围;最后得到修正系数k′_(b_(2)),k′_(Z),k′_(φ),用于指导低比转数离心泵的高效设计. 展开更多

关键词 低比转数离心泵 小流量工况 高效区 正交试验 修正系数

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高体积分数及大直径颗粒工况下低比转数泵叶轮的磨损特性

8

作者 赵会宾 韩伟 +4 位作者 宾立 郭亮 江雄 龙江少 甄卫卫 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第9期873-880,共8页

针对高体积分数、大直径颗粒工况下低比转数离心泵的磨损问题,采用试验与数值模拟相结合的方法,研究叶轮内部的磨损特性.设计试验泵进行磨损试验,结果表明:叶轮的主要磨损区域集中在流道前段,包括叶片压力面前1/2段、叶片背面前1/6段、... 针对高体积分数、大直径颗粒工况下低比转数离心泵的磨损问题,采用试验与数值模拟相结合的方法,研究叶轮内部的磨损特性.设计试验泵进行磨损试验,结果表明:叶轮的主要磨损区域集中在流道前段,包括叶片压力面前1/2段、叶片背面前1/6段、后盖板叶轮帽周边、前盖板与叶片相交部位及流道入口.基于计算流体动力学方法,采用Particle非均相流模型进行固液两相流数值模拟,模拟结果表明:固相颗粒在流道内分布不均匀,入口区域存在明显颗粒堆积,且叶片压力面附近颗粒体积分数较高;颗粒对叶轮流道前段的冲击角度较大,而对后段的冲击角度较小;结合向量积计算原理提取颗粒冲击角度,将Oka磨损模型与Eulerian-Eulerian方法结合,实现了高体积分数、大直径颗粒工况下叶轮磨损的准确预测,预测结果与试验数据吻合良好,可为低比转数离心泵的抗磨损优化设计提供一定理论依据和工程参考. 展开更多

关键词 低比转数离心泵 磨损 冲击角度 高体积分数 大直径颗粒

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串列叶片结构对离心泵空化性能的影响 被引量：1

9

作者 赵伟国 杨良 +1 位作者 李家豪 石晓亮 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第1期1-8,共8页

为改善低比转数离心泵的空化性能,设计了一种串列叶片结构的叶轮模型,采用修正的SST k-ω湍流模型和Z-G-B空化模型对离心泵进行瞬态的数值分析,并通过外特性试验和空化试验对算法进行验证,通过对比原模型与串列叶片叶轮模型的外特性与... 为改善低比转数离心泵的空化性能,设计了一种串列叶片结构的叶轮模型,采用修正的SST k-ω湍流模型和Z-G-B空化模型对离心泵进行瞬态的数值分析,并通过外特性试验和空化试验对算法进行验证,通过对比原模型与串列叶片叶轮模型的外特性与空化特性以及叶轮内的流场结构、压力分布、湍动能分布、空泡体积和压力脉动情况,分析串列叶片结构对离心泵空化性能的影响.结果表明:串列叶片结构对离心泵的外特性影响较小,但在空化发展和严重阶段抑制了空泡的产生,改善了泵的空化性能;同时抑制了空化初生阶段的高湍动能区域的扩张,削弱了空化发展和严重阶段叶轮出口湍动能强度,减少了旋转叶轮周围形成的低压区;降低了空化发展和严重阶段时蜗壳隔舌处的压力脉动主频幅值,对空化诱导产生的噪声和喘振起到抑制作用,可使泵的运行更加稳定. 展开更多

关键词 低比转数离心泵 串列叶片 空化抑制 数值模拟

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离心泵进口回流诱导的空化特性 被引量：7

10

作者 付燕霞 沈陈栋 +1 位作者 袁建平 夏水晶 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期841-846,共6页

为研究离心泵进口回流空化特性,以IS65-50-160型离心泵为对象,选取CFX,Fluent和Pump Linx这3种模拟软件,应用标准k-ε模型,进行了网格无关性分析;,搭建了可用于外特性试验的开式试验台,将3种软件的外特性模拟值与试验值进行对比,分析3... 为研究离心泵进口回流空化特性,以IS65-50-160型离心泵为对象,选取CFX,Fluent和Pump Linx这3种模拟软件,应用标准k-ε模型,进行了网格无关性分析;,搭建了可用于外特性试验的开式试验台,将3种软件的外特性模拟值与试验值进行对比,分析3种软件在各工况下数值模拟的精确度;采用误差最小的模拟软件进行后续的空化和压力脉动数值模拟.结果表明:与其他2种数值模拟软件相比,CFX软件对小流量工况的模拟较为准确;由于回流的排挤作用加剧了主流区空化的发生;回流旋涡空泡的初生处于非附着状态,随着空化数的降低,最终附着在叶片上;回流旋涡空泡的发展和溃灭使得泵的特性曲线在急剧下降前出现了一段缓慢上升的趋势;回流旋涡发生时,在叶轮进口以及叶片进口均出现了频率为9.7 Hz的低频脉动. 展开更多

关键词 低比转数离心泵 回流 空化 压力脉动 数值模拟

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高温熔盐泵中分流叶片对结构动力特性的影响 被引量：9

11

作者 王业芳 张金凤 +2 位作者 袁寿其 黄茜 张霞 《流体机械》 CSCD 北大核心 2016年第8期38-44,共7页

为研究分流叶片对高温熔盐泵结构动力特性的影响规律,以IS50-32-160型低比转数高温熔盐泵为研究对象。对有/无分流叶片方案不同工作温度、不同工况下的泵转子进行基于ANSYS Workbench的数值计算,分析了泵内部的应力、变形和模态分布规... 为研究分流叶片对高温熔盐泵结构动力特性的影响规律,以IS50-32-160型低比转数高温熔盐泵为研究对象。对有/无分流叶片方案不同工作温度、不同工况下的泵转子进行基于ANSYS Workbench的数值计算,分析了泵内部的应力、变形和模态分布规律。研究结果表明:添加分流叶片后,叶轮的等效应力明显减小,说明分流叶片能够有效提高叶轮的承载能力;分流叶片使得转子的变形情况也得到一定的改善,从而降低了叶轮变形对内部流场的影响,且叶轮内的变形分布变得更均匀,从而可减轻泵转子的振动;同时,不同工作温度对泵转子的固有频率及各阶振型影响均不大。 展开更多

关键词 分流叶片 低比转数离心泵 高温熔盐泵 模态分析 结构动力特性

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渐开线圆柱形叶片的计算与研究 被引量：14

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作者 严敬 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期80-81,108,共3页

为克服低比转数离心泵叶轮常用圆柱形叶片的表面脱流 ,提高叶轮水力效率 ,设计了一种渐开线圆柱形叶片 ,并以数学分析方法证明了渐开线两项重要几何特性 。

关键词 渐开线圆柱形叶片 计算 叶轮水力效率 低比转数离心泵叶轮 圆柱形叶片 表面脱流 水力性能

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