深井离心泵数值模拟与试验 被引量：46

1

作者 周岭 施卫东 +2 位作者 陆伟刚 张丽 王川 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期69-73,共5页

以150QJ20型深井泵为例,利用CFD软件Fluent快速准确地预测深井离心泵的性能,分别用不同网格数、不同残差收敛精度、不同湍流模型、不同流场计算方法进行了数值模拟,分析了不同设置方法对数值模拟结果的影响;对不同级数深井离心泵模型的... 以150QJ20型深井泵为例,利用CFD软件Fluent快速准确地预测深井离心泵的性能,分别用不同网格数、不同残差收敛精度、不同湍流模型、不同流场计算方法进行了数值模拟,分析了不同设置方法对数值模拟结果的影响;对不同级数深井离心泵模型的数值模拟结果进行了讨论。在此基础上,选择出适合深井离心泵的数值模拟设置方法。将数值模拟结果与试验结果对比,分析了两者的差异,表明了利用F luent软件预测深井离心泵性能的可行性。 展开更多

关键词 深井离心泵 数值模拟 试验

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叶轮进口边位置对深井离心泵水力性能的影响 被引量：17

2

作者 周岭 施卫东 +2 位作者 陆伟刚 黄萍 裴冰 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期78-82,共5页

针对一典型的150QJ20型深井离心泵,设计了3种进口边位置的叶轮,基于Fluent软件,采用标准k-ε模型、SIMPLEC算法对其进行了全流场数值计算,对不同进口边位置的叶轮出口断面的压力场、湍流场和速度场进行了比较,并结合试验分析了进口边位... 针对一典型的150QJ20型深井离心泵,设计了3种进口边位置的叶轮,基于Fluent软件,采用标准k-ε模型、SIMPLEC算法对其进行了全流场数值计算,对不同进口边位置的叶轮出口断面的压力场、湍流场和速度场进行了比较,并结合试验分析了进口边位置对深井离心泵水力性能的影响。结果表明,适当延伸叶轮进口边,增加后流线的长度,可以减小叶轮出口的湍流强度,改善流场分布;可以相对减小叶轮进口直径和叶轮进口的冲击损失,提高深井离心泵的水力性能。 展开更多

关键词 深井离心泵 叶轮 流场 水力性能 数值模拟

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高扬程深井离心泵的正交试验与优化设计 被引量：13

3

作者 施卫东 周岭 +2 位作者 陆伟刚 张丽 王川 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2011年第4期400-404,共5页

为了研制高扬程、高效率的深井离心泵,以100QJ10型深井离心泵为例,按照L9(34)正交表,选取了叶轮出口安放角、叶轮出口宽度、后盖板直径等因素,每个因素取3个水平,设计出了9个叶轮.通过Fluent提供的标准k-ε湍流模型、SIMPLEC算法、二阶... 为了研制高扬程、高效率的深井离心泵,以100QJ10型深井离心泵为例,按照L9(34)正交表,选取了叶轮出口安放角、叶轮出口宽度、后盖板直径等因素,每个因素取3个水平,设计出了9个叶轮.通过Fluent提供的标准k-ε湍流模型、SIMPLEC算法、二阶迎风方程,对包含叶轮、导叶在内的2级深井离心泵的全流场进行了数值模拟,获得了9组设计方案在额定工况下的效率、扬程.通过正交试验法分析了各几何参数对效率、扬程的影响规律,并利用极差分析找到了影响深井泵性能的主要因素和次要因素,提出了较优设计方案.样机试验结果表明:较优方案在额定工况下效率为58.41%,单级扬程为5.2 m,扬程与效率都得以大幅提高,满足了设计要求. 展开更多

关键词 深井离心泵 正交试验 数值模拟 叶轮 单级扬程

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深井离心泵轴向力数值预测与试验 被引量：17

4

作者 周岭 施卫东 +2 位作者 陆伟刚 李振同 李伟 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期100-103,140,共5页

轴向力的预测和平衡是多级泵设计和优化中的重点和难点。以150QJ20型深井离心泵为例,在Fluent中采用标准k-ε湍流模型、SIMPLEC算法、二阶迎风方程,对包含叶轮、导叶在内的两级深井离心泵进行了全流场数值计算,对不同工况下的泵效率、... 轴向力的预测和平衡是多级泵设计和优化中的重点和难点。以150QJ20型深井离心泵为例,在Fluent中采用标准k-ε湍流模型、SIMPLEC算法、二阶迎风方程,对包含叶轮、导叶在内的两级深井离心泵进行了全流场数值计算,对不同工况下的泵效率、单级扬程和单级轴向力进行了预测。随后对样机进行了外特性和轴向力的试验测量。将数值模拟结果与试验结果对比,分析了预测值与试验值的差异,结果表明利用数值模拟方法可以较为准确地预测深井离心泵的外特性和轴向力。 展开更多

关键词 深井离心泵 轴向力 数值模拟 试验

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深井离心泵的水力设计和二次回归正交试验 被引量：10

5

作者 王洪亮 施卫东 +2 位作者 陆伟刚 周岭 王川 《排灌机械工程学报》 EI 2010年第6期479-483,共5页

根据研发新型井泵节能节材的要求,将水力设计与计算流体动力学技术和二次回归正交试验方法相结合,进行提高井泵效率的试验研究.试验选择深井离心泵的叶轮出口安放角和出口宽度两个几何因素,按二次回归正交试验方案,设计了10副叶轮.通过... 根据研发新型井泵节能节材的要求,将水力设计与计算流体动力学技术和二次回归正交试验方法相结合,进行提高井泵效率的试验研究.试验选择深井离心泵的叶轮出口安放角和出口宽度两个几何因素,按二次回归正交试验方案,设计了10副叶轮.通过计算流体动力学技术对包含叶轮、导叶在内的两级新型深井离心泵的全流场进行了设计工况下的三维流场数值模拟,得到了10组设计方案额定点的效率值.通过二次回归正交试验法研究了叶轮出口安放角、出口宽度对效率的影响规律,根据计算结果对新型深井离心泵效率提出了二次回归约束方程.结果表明,采用叶轮极大直径设计法对提高新型深井离心泵的水力效率具有一定的参考价值. 展开更多

关键词 深井离心泵 水力设计 二次回归正交试验 计算流体动力学 效率

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基于CFX正交试验的深井离心泵导叶的优化设计 被引量：15

6

作者 丛小青 周日 +1 位作者 韩泳涛 袁丹青 《流体机械》 CSCD 北大核心 2015年第9期22-25,21,共5页

为提高深井离心泵的水力性能,针对100QJ16型深井泵,按照L9(34)正交表,选取空间导叶的进口冲角、包角、叶片出口安放角和叶片数等4个因素,每个因素取3个水平,设计出9个导叶模型,并分别与同一个叶轮装配。基于CFX软件,对两级模型泵进行了... 为提高深井离心泵的水力性能,针对100QJ16型深井泵,按照L9(34)正交表,选取空间导叶的进口冲角、包角、叶片出口安放角和叶片数等4个因素,每个因素取3个水平,设计出9个导叶模型,并分别与同一个叶轮装配。基于CFX软件,对两级模型泵进行了全流场数值模拟,获得9组方案在额定工况下的扬程和效率。采用极差分析法分析了各几何参数对扬程和效率的影响规律以及影响空间导叶性能的主要因素和次要因素。空间导叶进口冲角和叶片包角对两级泵的扬程和效率的影响较大。将优化方案进行了样机试验,其效率达到了设计要求。 展开更多

关键词 空间导叶 深井离心泵 正交试验 数值模拟

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深井离心泵叶轮出口边斜度对水力性能的影响 被引量：8

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作者 丛小青 杨明 +1 位作者 陆伟刚 陈冠男 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第3期214-219,共6页

多级深井离心泵在机井内工作,其外径受井径的限制,最大流量也受限制.为了提高泵的水力效率,最大限度增大其单级扬程,以100QJ10型深井泵为例,建立连续方程、动量方程,并采用标准k-ε双方程湍流模型,应用全隐式多网格耦合算法,对5种叶轮... 多级深井离心泵在机井内工作,其外径受井径的限制,最大流量也受限制.为了提高泵的水力效率,最大限度增大其单级扬程,以100QJ10型深井泵为例,建立连续方程、动量方程,并采用标准k-ε双方程湍流模型,应用全隐式多网格耦合算法,对5种叶轮出口边斜度10°,15°,20°,25°,30°进行全流道内部流场的三维不可压缩稳态黏性湍流流场的数值模拟,并比较分析其在相同工况下的水力性能、内部流场湍动能、速度场、压力分布等,寻找最优的叶轮出口边斜度.研究结果表明:随着斜切角度的增大,泵的效率和单级扬程呈现出先增大后减小的趋势,其单级扬程在较小的叶轮斜切角时最高,水泵效率在较大的叶轮斜切角时最高;综合分析,20°被认为综合性能指标最优叶轮出口斜度.计算结果与样机试验结果基本吻合,新研制的100QJ10的多级深井离心泵效率为58.9%,比同类产品效率高出5.9%. 展开更多

关键词 深井离心泵 水力设计 叶轮出口边 内部流场

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新型深井离心泵轴向力的数值计算及平衡分析 被引量：18

8

作者 张启华 施卫东 +1 位作者 陆伟刚 许建强 《排灌机械》 2007年第6期7-10,共4页

在两种密封条件下,采用商用CFD软件Fluent 6.0对100SJB8型泵的多个模型作流场计算,得到两种条件下叶轮表面的压力分布,准确计算出叶轮所受轴向力。对100SJB8型泵,在端面密封完全关闭的情况下,轴向力由进口指向叶轮后盖,即沿着推开端面... 在两种密封条件下,采用商用CFD软件Fluent 6.0对100SJB8型泵的多个模型作流场计算,得到两种条件下叶轮表面的压力分布,准确计算出叶轮所受轴向力。对100SJB8型泵,在端面密封完全关闭的情况下,轴向力由进口指向叶轮后盖,即沿着推开端面密封的方向;在端面密封有0.5 mm间隙的情况下,轴向力由后盖指向叶轮进口方向,即令端面密封闭合的方向,达到自平衡叶轮的要求。同时,通过多个模型计算的结果对陆伟刚等推导的SJB型泵的平衡判别式作了分析,结果表明判别式在大多数情况下与计算符合。 展开更多

关键词 深井离心泵 端面密封 轴向力 自平衡叶轮 计算流体动力学

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新型深井离心泵叶轮内部流动的研究 被引量：5

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作者 施卫东 张启华 +2 位作者 陆伟刚 郎涛 李启锋 《流体机械》 CSCD 北大核心 2008年第5期21-24,共4页

深井离心泵在机井内工作,其外径受井径的限制,为了解决原有的设计方法难以充分地利用有限的空间来进一步提高单级扬程的问题,采用自主创新的极大扬程设计法,成功研制出了100SJB8新型深井离心泵,测试结果表明该泵的单级扬程提高了50%,而... 深井离心泵在机井内工作,其外径受井径的限制,为了解决原有的设计方法难以充分地利用有限的空间来进一步提高单级扬程的问题,采用自主创新的极大扬程设计法,成功研制出了100SJB8新型深井离心泵,测试结果表明该泵的单级扬程提高了50%,而且效率超过国家标准9.8%。同时,通过CFD对100SJB8型井泵叶轮内部流场的计算,验证了通过适当加大叶轮前盖板外径以提高单级扬程、减小后盖板外径以实现过流通畅的这一设计思想的正确性。最后通过CFD计算结果与实测结果的比较也充分证明了极大扬程设计法在提高扬程和效率上的优越性。 展开更多

关键词 深井离心泵 水力设计 极大扬程设计法 CFD

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深井离心泵叶轮极大直径设计法 被引量：16

10

作者 陆伟刚 张启华 施卫东 《排灌机械》 2006年第5期1-7,共7页

针对深井离心泵外径受井径限制的结构条件,研究了一种深井离心泵叶轮极大直径设计法,其特点是将叶轮前盖板直径扩大到泵体内壁边缘,使叶轮直径在相应的井径条件下达到极大值,它与反导叶导流壳配套,可以使泵体轴向长度减短到极小值.应用... 针对深井离心泵外径受井径限制的结构条件,研究了一种深井离心泵叶轮极大直径设计法,其特点是将叶轮前盖板直径扩大到泵体内壁边缘,使叶轮直径在相应的井径条件下达到极大值,它与反导叶导流壳配套,可以使泵体轴向长度减短到极小值.应用这种创新的设计方法,可以使相同规格的井泵单级扬程提高50%左右,生产成本降低1/3左右.详细介绍了这种井泵设计方法的基本理论与叶轮设计计算步骤,并通过流场的数值模拟,论证了其设计的合理性;通过样机试验,证明了这种设计方法不仅可以提高井泵的单级扬程,还可以提高水泵效率,实现深井离心泵全扬程无过载运行. 展开更多

关键词 深井离心泵 叶轮极大直径设计法 单级扬程 轴向长度 水泵效率 无过载

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高速深井离心泵内部流场数值模拟与试验研究 被引量：5

11

作者 王国涛 徐燕 《流体机械》 CSCD 北大核心 2015年第4期8-11,共4页

通过对100QJ 3.2型高速深井离心泵在不同网格数、不同湍流模型、不同模拟级数条件下进行三维定常数值模拟,分析了不同条件对其性能的影响,从而选出合适的数值模拟设置方法。将性能预测结果与样机试验结果对比,验证利用CFX软件预测高速... 通过对100QJ 3.2型高速深井离心泵在不同网格数、不同湍流模型、不同模拟级数条件下进行三维定常数值模拟,分析了不同条件对其性能的影响,从而选出合适的数值模拟设置方法。将性能预测结果与样机试验结果对比,验证利用CFX软件预测高速深井离心泵性能的可行性。结果表明:采用叶轮网格数为40万、Standard k-ε湍流模型、两级全流场模型对高速深井离心泵进行全流场三维定常数值模拟最为合适。 展开更多

关键词 高速深井离心泵 流场 数值模拟 试验研究

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新型井泵水力设计及内部流动的数值模拟 被引量：41

12

作者 施卫东 张启华 陆伟刚 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2006年第6期528-531,共4页

在改进QJ型深井离心泵结构的基础上,研究提出了一种SJB型新结构深井离心泵及其特殊的水力设计方法,即叶轮的极大扬程设计法和扭曲反导叶法.将叶轮外径延伸至泵筒内壁,采用斜切叶轮出口.导叶进口边扭曲,其余部分为圆柱叶片.运用CFD软件Fl... 在改进QJ型深井离心泵结构的基础上,研究提出了一种SJB型新结构深井离心泵及其特殊的水力设计方法,即叶轮的极大扬程设计法和扭曲反导叶法.将叶轮外径延伸至泵筒内壁,采用斜切叶轮出口.导叶进口边扭曲,其余部分为圆柱叶片.运用CFD软件Fluent 6.0对模型100SJB8进行数值模拟研究,分析流场并预报其水力性能,经试制100SJB8样机并比较试验结果,表明模拟能较好地预测水力性能,为设计提供指导. 展开更多

关键词 深井离心泵 水力设计 叶轮极大扬程设计法 扭曲反导叶法 流场计算

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向心径向导叶内部流场的多工况PIV测量 被引量：3

13

作者 黄萍 张丽 +2 位作者 周岭 付燕霞 陆伟刚 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第8期674-678,共5页

为了掌握导叶内部的真实流动形态,完善导叶水力设计方法,设计了一个独特的PIV试验台,对向心径向导叶内部流场进行了PIV试验测量.试验泵段取自多级深井离心泵的一级,通过2个高强度水润滑轴承支撑起整个泵轴,借助45°安放的镜面对流... 为了掌握导叶内部的真实流动形态,完善导叶水力设计方法,设计了一个独特的PIV试验台,对向心径向导叶内部流场进行了PIV试验测量.试验泵段取自多级深井离心泵的一级,通过2个高强度水润滑轴承支撑起整个泵轴,借助45°安放的镜面对流场图像进行折射.通过相平均方法获得了不同工况下导叶中截面的速度场分布.结果表明:在设计流量附近,导叶内部流动较为稳定规整;在大流量下,由于导叶进口过流面积有限,液体流动受阻,产生了较大的冲击损失;在小流量下,流道内产生了流动分离和旋涡,旋涡的强度随着流量的减小而逐渐加强,而且涡核的位置也由靠近导叶叶片吸力面逐渐向导叶流道中部移动;导叶进口处产生较大的水力损失,导叶进口安放角对泵性能影响较大;为改善小流量工况下的流场,导叶流道中部的过流面积需要进一步调整. 展开更多

关键词 导叶 深井离心泵 试验 粒子图像测速 流场

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新型井泵叶轮水力设计与内部流场的数值模拟 被引量：1

14

作者 张启华 施卫东 +1 位作者 陆伟刚 王准 《中国农村水利水电》 北大核心 2007年第9期135-137,139,共4页

深井离心泵在机井内工作,其外径受井径的限制,为了解决QJ型泵叶轮外径小,无法进一步提高单级扬程的问题,采用自主创新的极大扬程设计法重新设计水力模型。同时运用三维造型软件Pro/e生成叶轮的实体造型,运用商用CFD软件Fluent6.0作流场... 深井离心泵在机井内工作,其外径受井径的限制,为了解决QJ型泵叶轮外径小,无法进一步提高单级扬程的问题,采用自主创新的极大扬程设计法重新设计水力模型。同时运用三维造型软件Pro/e生成叶轮的实体造型,运用商用CFD软件Fluent6.0作流场数值模拟,反复修正三维模型,试制出100SJB8新型深井离心泵叶轮,测试结果该泵的单级扬程提高了50%,效率超过国家标准9.8%。 展开更多

关键词 深井离心泵 水力设计 极大扬程设计法 CFD

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