半开式复合叶轮离心泵不同叶顶间隙的水力特性分析 被引量：10

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作者 晁文雄 王均儒 +2 位作者 何彬 王淑红 李鹏飞 《液压与气动》 北大核心 2018年第11期89-93,共5页

针对服务于航天低温循环系统的半开式复合叶轮离心泵效能利用率低的问题,研讨了其内流场在3种不同叶顶间隙下的工作情况。应用ANSYSY-Fluent软件对3种不同叶顶间隙的流场进行三维定常全流场数值模拟,得出3种叶顶间隙对离心泵内流特性的... 针对服务于航天低温循环系统的半开式复合叶轮离心泵效能利用率低的问题,研讨了其内流场在3种不同叶顶间隙下的工作情况。应用ANSYSY-Fluent软件对3种不同叶顶间隙的流场进行三维定常全流场数值模拟,得出3种叶顶间隙对离心泵内流特性的影响规律。通过对实物泵的水力特性试验以及试验结果与数值模拟结果对比分析,得出叶顶间隙是半开式离心泵存在能量损耗原因之一,减小叶顶间隙有利于提高效能利用率,并确认了试验数值模拟的可靠性。 展开更多

关键词 半开式复合叶轮离心泵 叶顶间隙 数值分析 水力特性试验

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叶顶间隙对半开式卫生型离心泵能量损失的影响

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作者 裴吉 王振涵 +3 位作者 陈佳 高晓飞 韩沛 王文杰 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第5期433-440,共8页

为研究半开式卫生型离心泵在不同叶顶间隙下的能量特性,采用非定常数值模拟方法,通过外特性试验验证数值模拟方法的正确性,基于熵产理论对不同叶顶间隙下半开式离心泵的能量损失进行定性和定量分析,并讨论离心泵内能量损失产生的原因.... 为研究半开式卫生型离心泵在不同叶顶间隙下的能量特性,采用非定常数值模拟方法,通过外特性试验验证数值模拟方法的正确性,基于熵产理论对不同叶顶间隙下半开式离心泵的能量损失进行定性和定量分析,并讨论离心泵内能量损失产生的原因.结果表明:随着叶顶间隙的增大,泵内流动损失增大,进而导致泵外特性呈下降趋势;在较大间隙下,叶片工作面高压流体通过叶顶间隙流向叶片背面产生大量泄漏流,并与主流相互耦合形成泄漏涡,泄漏涡强度随间隙增大而变大,从而产生更大的能量损失;不同间隙下,泵内能量损失分布特征总体相似,各过流部件对应的总熵产由大到小依次为蜗壳、叶顶间隙、叶轮和进口管道,蜗壳能量损失最大,这主要是由转子与蜗壳强烈的交互耦合作用所致.研究结果可为半开式卫生型离心泵的性能改善提供一定理论支撑. 展开更多

关键词 离心泵 半开式叶轮 叶顶间隙 熵产理论 能量损失

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半开式单叶片螺旋离心泵叶轮内部压力脉动研究 被引量：4

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作者 陈斌 张华 +2 位作者 李国锋 王震 王强 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期73-77,90,共6页

半开式单叶片螺旋离心泵由于叶轮结构不对称、叶轮与蜗壳之间的动静耦合作用以及叶顶间隙泄漏等因素的共同作用,泵内部伴随着很强的压力脉动效应,不利于机组的安全运行。针对比转数ns为237的半开式单叶片螺旋离心泵,以CCM+为仿真平台,... 半开式单叶片螺旋离心泵由于叶轮结构不对称、叶轮与蜗壳之间的动静耦合作用以及叶顶间隙泄漏等因素的共同作用,泵内部伴随着很强的压力脉动效应,不利于机组的安全运行。针对比转数ns为237的半开式单叶片螺旋离心泵,以CCM+为仿真平台,采用多面体网格划分计算区域,进行全流场定常/非定常数值计算,监测叶轮叶片进口附近及叶片中部区域的压力脉动。结果表明:数值计算监测得到的压力脉动趋势与试验结果基本一致,但在监测点位置刚好离开叶片吸力面一定距离,并与同一轴向高度处叶片压力面具有较大圆周距离范围内时,数值计算得到的压力波动变化趋势与试验结果存在一定差异。结合数值计算得到的监测点附近压力云图分析发现,当叶片压力面逼近监测点时,压力达到最大值,并在叶片圆周厚度1/3处时,压力达到最小值。另外,从压力最低点到压力最高点范围内,2个监测点位置在5个工况下,压力波动均呈现出3种斜率变化。 展开更多

关键词 半开式单叶片螺旋离心泵 叶轮 多面体网格 压力脉动 非定常数值计算

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混合沙粒对半开式叶轮离心泵磨损的影响 被引量：6

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作者 王勇 李刚祥 +3 位作者 袁霄 张国翔 吴璞 刘厚林 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第8期764-769,共6页

为了研究含有混合多种颗粒粒径的含沙水对离心泵过流部件磨损特性的影响,应用RNG k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,基于颗粒离散相模型(DPM)和半经验的McLaury磨损模型,沙粒注入选用Rosin-Rammler分布的拟合方法,对1台半开式离心泵内固液两... 为了研究含有混合多种颗粒粒径的含沙水对离心泵过流部件磨损特性的影响,应用RNG k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,基于颗粒离散相模型(DPM)和半经验的McLaury磨损模型,沙粒注入选用Rosin-Rammler分布的拟合方法,对1台半开式离心泵内固液两相流的磨损特性进行数值分析.研究结果表明:叶轮流道内沙粒组分中大颗粒有趋向叶片吸力面运动的趋势,当混合沙粒的粒径较小时,蜗壳内沙粒运动较为均匀,粒径越大,沙粒运动越贴近蜗壳壁面;不同粒径组分的沙粒在叶轮的压力面、吸力面和后盖板壁面上的平均停留时间分布相似,颗粒粒径越大,平均停留时间越少;在蜗壳壁面上沙粒组分中粒径不大于700μm的沙粒平均停留时间分布规律与沙粒在叶轮过流壁面上的平均停留时间类似,大于700μm的沙粒平均停留时间会随着粒径增加而增多;随着沙粒组分中大粒径沙粒的增加,叶片压力面的磨损强度逐渐减弱,叶片吸力面、后盖板和蜗壳的磨损强度逐渐增强. 展开更多

关键词 半开式叶轮离心泵 固液两相流 颗粒混合 离散相模型 磨损

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叶顶泄漏流对半开式离心泵叶轮流动结构的影响 被引量：5

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作者 程效锐 蒋艺萌 +1 位作者 常正柏 王堃 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2021年第3期50-57,共8页

为研究不同叶顶间隙下叶顶泄漏流对半开式叶轮离心泵流动结构的影响,设计5种不同尺寸叶顶间隙方案,采用SST k-ω湍流模型,对半开式叶轮离心泵进行全流道三维数值计算,分析半开式叶轮叶顶间隙内部流动结构并进行可视化实验验证.结果表明... 为研究不同叶顶间隙下叶顶泄漏流对半开式叶轮离心泵流动结构的影响,设计5种不同尺寸叶顶间隙方案,采用SST k-ω湍流模型,对半开式叶轮离心泵进行全流道三维数值计算,分析半开式叶轮叶顶间隙内部流动结构并进行可视化实验验证.结果表明:随着叶顶间隙的减小,离心泵的扬程和效率明显上升,间隙值减小到0.7 mm时,进一步减小叶顶间隙,泵的效率不再有明显变化;叶顶间隙选取最佳值对泄漏涡发展有一定的抑制作用.利用Q准则对涡进行判别发现:随着间隙的减小,主泄漏涡强度减弱,二次泄漏涡逐渐消失,对主流的影响减小;当间隙减小到0.7 mm时,二次泄漏涡完全消失,主泄漏涡强度最弱;叶顶间隙泄漏流对流场的干涉程度受流量影响,小流量工况时,通过减小叶顶间隙可以提高叶片区流动抗干扰能力. 展开更多

关键词 半开式叶轮 离心泵 叶顶间隙 高速摄像

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PIV在半开式离心泵内部流场测量中的应用 被引量：8

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作者 孙荪 刘超 +2 位作者 汤方平 成立 李大亮 《中国农村水利水电》 北大核心 2004年第1期65-67,共3页

采用PIV对半开式离心泵叶轮内旋转流场和叶轮与蜗壳间隙的流速场 ,选择 3个不同方位的窗口进行了测量。所测量的 3种不同运行工况 ,其流量分别为额定流量的 1.4、1.0和 0 .6倍。不同窗口测得的两叶片间流道的流速分布表明 :即使在设计... 采用PIV对半开式离心泵叶轮内旋转流场和叶轮与蜗壳间隙的流速场 ,选择 3个不同方位的窗口进行了测量。所测量的 3种不同运行工况 ,其流量分别为额定流量的 1.4、1.0和 0 .6倍。不同窗口测得的两叶片间流道的流速分布表明 :即使在设计工况下 ,整个叶轮各叶片间的流速分布也不是对称的 ;在非设计工况尤其明显 ,3个叶槽之间的流场分布更加不同 ;特别是在小流量工况时 ,始终存在一个低速区 ,位于叶槽进出口之间 ,靠近压力侧。 展开更多

关键词 半开式离心泵 PIV 流场测量 叶轮 蜗壳 叶槽

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半开式离心泵变工况叶顶间隙的流动特性 被引量：13

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作者 贾晓奇 聂小林 +1 位作者 涂必成 崔宝玲 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期91-96,共6页

为研究不同工况下,叶顶间隙对半开式叶轮离心泵内部流场及外特性的影响,该文对某半开式叶轮离心泵内部三维湍流流场进行数值模拟。揭示了离心泵内不同工况下叶轮流道和叶顶间隙层内的流动规律,对比分析了4种不同流量工况下叶顶间隙泄漏... 为研究不同工况下,叶顶间隙对半开式叶轮离心泵内部流场及外特性的影响,该文对某半开式叶轮离心泵内部三维湍流流场进行数值模拟。揭示了离心泵内不同工况下叶轮流道和叶顶间隙层内的流动规律,对比分析了4种不同流量工况下叶顶间隙泄漏涡的流动特性、叶顶间隙层总压与相对速度分布,以及流量的变化对离心泵外特性的影响。结果表明:在小流量(设计流量为1.5 m3/h)时,间隙层内充满了泄漏涡,随着流量的增加涡核逐渐减少;大流量时涡核几乎消失,但此时流体速度激增,流动冲击损失变大在叶轮出口与间隙层附近存在着大面积回流,小流量时回流几乎占据了整个出口。通过模型泵外特性试验,验证了数值计算的准确性。该文为离心泵叶顶间隙设计及水力优化提供了参考。 展开更多

关键词 离心泵 数值模拟 模型 半开式 离心叶轮 变工况 叶顶间隙

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叶顶间隙对低比转数半开式离心泵性能的影响 被引量：5

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作者 崔宝玲 黄达钢 +1 位作者 史佩琦 金庆明 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2012年第3期283-288,共6页

为研究叶顶间隙对低比转数半开式高速离心泵内部流动及性能的影响,基于雷诺时均Navier-Stokes方程和Spalart-Amaras湍流模型,在叶顶间隙分别为0.5,1.1和2.5 mm时对一台比转数为19.3的半开式高速离心泵内部流动进行三维紊流数值计算,并... 为研究叶顶间隙对低比转数半开式高速离心泵内部流动及性能的影响,基于雷诺时均Navier-Stokes方程和Spalart-Amaras湍流模型,在叶顶间隙分别为0.5,1.1和2.5 mm时对一台比转数为19.3的半开式高速离心泵内部流动进行三维紊流数值计算,并进行外特性试验验证.研究结果表明:叶顶间隙可以改善叶轮内部的流动情况,但较大间隙的叶轮内部的循环流动引起的水力损失大于较小间隙内的循环流动和回流引起的水力损失;因此随着叶顶间隙的增大,离心泵扬程及效率均减小;而且在叶片中部和尾部的叶顶间隙层内,相对速度和静压随着叶顶间隙的增大而减小,且相对速度受叶顶间隙的影响尤为明显,静压沿着叶轮半径近似呈线性增加;叶轮流道内沿轴向分布的切向速度和径向速度随着叶顶间隙的增大分别减小,但切向速度较为均匀,减小量相对较小;数值模拟与试验得到的外特性曲线变化趋势一致. 展开更多

关键词 离心泵 低比转数 半开式叶轮 叶顶间隙 数值模拟

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半开式叶轮与导流器间隙对自吸泵性能的影响 被引量：3

9

作者 刘建瑞 文海罡 +2 位作者 高振军 郭晨旭 王鹏 《流体机械》 CSCD 北大核心 2013年第3期5-9,共5页

为分析射流式自吸离心泵的半开式叶轮与导流器前盖之间的间隙大小对其性能的影响,采用数值模拟的方法得到了4种不同间隙下射流式自吸离心泵水力性能、径向力变化规律、自吸过程泵内部气液两相分布及流动情况,结果表明:间隙大小对射流式... 为分析射流式自吸离心泵的半开式叶轮与导流器前盖之间的间隙大小对其性能的影响,采用数值模拟的方法得到了4种不同间隙下射流式自吸离心泵水力性能、径向力变化规律、自吸过程泵内部气液两相分布及流动情况,结果表明:间隙大小对射流式自吸离心泵水力性能影响明显,随着间隙增大,泵扬程和效率呈明显下降趋势,额定工况点间隙为0.5时的扬程和效率相对于间隙2mm时的扬程和效率分别下降14.43%、7.07%;叶轮与导流器上径向力也随间隙增大而减小;叶轮含气率、导流器两个不对称出口及泵体出口的气相质量流率随间隙增大而降低.兼顾考虑水力性能、自吸性能及加工装配工艺,最终确定叶轮与导流器前盖的间隙为0.5mm.样机试验结果表明:在额定工况点扬程34.21m,效率55.29%,当自吸高度为5m时,自吸时间45s,达到设计要求。 展开更多

关键词 半开式叶轮 导流器 射流式自吸离心泵 数值模拟 水力性能 自吸性能

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卫生泵半开式叶轮内部流场分析 被引量：2

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作者 倪黄燕 郭晓梅 徐荣进 《农业装备技术》 2004年第4期25-27,共3页

针对广东日新泵业的卫生型(Sanitary Centrifugal Pump)水泵,对叶轮内的三维不可压湍流流动进行了数值模拟。计算结果结合卫生型水泵的实测揭示了叶轮内湍流流动的速度分布、压力分布规律,对叶轮内部的流动状况进行了研究与分析,从而为... 针对广东日新泵业的卫生型(Sanitary Centrifugal Pump)水泵,对叶轮内的三维不可压湍流流动进行了数值模拟。计算结果结合卫生型水泵的实测揭示了叶轮内湍流流动的速度分布、压力分布规律,对叶轮内部的流动状况进行了研究与分析,从而为卫生型泵的优化设计奠定了基础。 展开更多

关键词 卫生型离心泵 半开式叶轮 内部流场 数值模拟 速度分布 压力分布 优化设计 k-ε湍流模型

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复合叶轮相似水力特性的数值模拟与试验验证

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作者 晁文雄 李祥阳 +5 位作者 段跟定 刘意 陶毅 杨军杰 沈欢 刘斌斌 《机床与液压》 北大核心 2020年第16期58-62,共5页

以比转速相近的某型航天长寿命离心泵为模型泵,基于组合相似换算法、ANSYSY-Fluent软件三维全流场多工况数值模拟和水力特性试验三者相结合的方法设计离心泵,结果表明:设计泵的最大功率点较于模型泵向大流量工况偏移,且功率正斜率较模... 以比转速相近的某型航天长寿命离心泵为模型泵,基于组合相似换算法、ANSYSY-Fluent软件三维全流场多工况数值模拟和水力特性试验三者相结合的方法设计离心泵,结果表明:设计泵的最大功率点较于模型泵向大流量工况偏移,且功率正斜率较模型泵高。结果表明:设计泵B与模型泵最高效率点均处在1.02倍额定流量工况下,而设计泵B的效率高效区比设计泵更宽,并且高效区较模型泵较平稳,但是在小流量区域模型泵的效率高于设计泵A、B,而且变化斜率不同,设计泵A、B的正斜率大于模型泵,在大流量区域设计泵A、B的效率高于模型泵,在设计泵额定流量的0.76倍处模型泵与设计泵B相交并呈现出不同的变化趋势,且设计泵B的效率正斜率较模型泵高。采用组合相似法放大设计泵在(0.5~1.5)倍额定流量范围内,出口压力、功率随流量变化趋势与模型泵基本一致,效率较模型泵增加明显,设计泵与模型泵满足相似换算准则。 展开更多

关键词 半开式复合叶轮 相似换算 数值分析 特性试验 性能曲线

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