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高扬程无过载潜水排污泵的优化设计与试验 被引量：21
1
作者 施卫东 蒋婷 +3 位作者 曹卫东 陆伟刚 张德胜 陈斌 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期151-155,I0003,共6页
为实现低比转速潜水排污泵高扬程、高效率、无过载性能的统一,该文对WQS150-48-37型低比转速潜水排污泵采用不同设计方法,经优化得出3种方案。应用Pro/E软件建模,结合Fluent软件对3种方案进行了多工况内部流场分析和性能预测,并与外特... 为实现低比转速潜水排污泵高扬程、高效率、无过载性能的统一,该文对WQS150-48-37型低比转速潜水排污泵采用不同设计方法,经优化得出3种方案。应用Pro/E软件建模,结合Fluent软件对3种方案进行了多工况内部流场分析和性能预测,并与外特性试验结果对比。研究结果表明:采取增大叶片包角、减小出口角,控制流道扩散程度和增大蜗壳直径等方法可以得到满足高效率、高扬程、无过载要求的设计方案。其中,突破传统离心泵设计方法的新型通道式叶轮高效区范围更宽,扬程曲线陡降,无过载性能较好,可为高扬程无过载潜水排污泵的进一步优化设计提供参考依据。 展开更多
关键词 排污泵 潜水泵 CFD 性能 水力设计 高扬程 无过载 低比转速
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离心泵间隙对压力脉动及径向力的影响 被引量：34
2
作者 施卫东 张磊 +2 位作者 陈斌 蒋婷 张华 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2012年第3期260-264,共5页
针对采用超厚叶片的离心式无过载潜水排污泵非定常流动所引起的蜗壳流道内的压力脉动及壁面受到的径向力的问题,基于标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,研究了间隙对压力脉动及径向力的影响.设计了基圆直径D3分别为390,435,460 mm的3种计算... 针对采用超厚叶片的离心式无过载潜水排污泵非定常流动所引起的蜗壳流道内的压力脉动及壁面受到的径向力的问题,基于标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,研究了间隙对压力脉动及径向力的影响.设计了基圆直径D3分别为390,435,460 mm的3种计算模型,通过对3种模型进行非定常计算,得到由于间隙的变化导致的隔舌处压力脉动的特性及蜗壳壁面所受径向力的变化规律.计算结果表明:由于叶片和隔舌的动静干涉作用,蜗壳流道内各监测点的压力脉动及壁面所受径向力的变化具有明显的周期性;蜗壳内各监测点压力脉动的主频均为叶片通过频率;在相同流量下,间隙越小,压力脉动越剧烈,主频处的脉动幅值越大;同一计算模型,随着流量的增大,在一个旋转周期内蜗壳壁面所受到径向力的平均值先减小后增大;与原始方案相比,在相同流量下,间隙增大或减小,径向力的平均值均会增大. 展开更多
关键词 离心泵 间隙 超厚叶片 动静干涉 径向力 压力脉动
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超厚叶片低比转数无过载排污泵数值计算与PIV实验 被引量：14
3
作者 陈斌 张华 +2 位作者 施卫东 张德胜 徐焰栋 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期74-78,共5页
通过增加叶轮叶片的厚度来控制过流断面面积,从而实现低比转数排污泵的无过载特性。从样机的外特性实验结果可以看出:当过流断面面积趋于平缓变化时,流量达到1.5倍设计流量,泵的轴功率曲线即出现极值点,机组表现出明显的无过载性能。通... 通过增加叶轮叶片的厚度来控制过流断面面积,从而实现低比转数排污泵的无过载特性。从样机的外特性实验结果可以看出:当过流断面面积趋于平缓变化时,流量达到1.5倍设计流量,泵的轴功率曲线即出现极值点,机组表现出明显的无过载性能。通过PIV内部流场测试技术与CFD数值计算手段,对垂直于轴线方向并通过叶轮出口宽度中间位置的截面进行了实验与预测,结果表明:设计工况下,数值计算结果不仅在外特性上与实验结果相符合,其内流场的计算也与PIV实验结果相一致;同时叶轮流道内部由于科氏力的作用导致压力面的相对速度小于吸力面,叶轮流道内整体流场分布均匀,无明显脱流和漩涡;由于叶轮与蜗壳之间存在动静干涉问题,导致各个叶轮流道之间的流动并不呈绝对的轴对称分布。 展开更多
关键词 排污泵 低比转数 超厚叶片 无过载 数值计算
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基于Ansys的矿用潜水电泵转子系统的优化设计 被引量：17
4
作者 曹卫东 高一 +1 位作者 王秀兰 许荣军 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2012年第2期157-161,共5页
应用三维造型软件Pro/E对矿用潜水电泵过流部件内部水体和部件进行实体造型,导入ICEM软件对水体部分进行非结构化网格划分.基于雷诺时均Navier-Stokes方程、标准k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,采用计算流体动力学软件CFX对矿用多级潜水泵... 应用三维造型软件Pro/E对矿用潜水电泵过流部件内部水体和部件进行实体造型,导入ICEM软件对水体部分进行非结构化网格划分.基于雷诺时均Navier-Stokes方程、标准k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,采用计算流体动力学软件CFX对矿用多级潜水泵不同工况下的外特性进行数值模拟,并将模拟结果与试验结果进行对比,验证模拟结果的可靠性.将流场模拟结果导入Ansys Workbench,对两支点支撑方式的转子系统进行基于流固耦合的模态分析,计算得到了原有转子系统的一阶临界转速低于运行转速.根据对转子振型特点的分析,对转子系统进行三支点优化设计,并再次进行模拟计算.结果表明:原有两轴承支撑转子系统临界转速过低,是轴承7217AC/DB提前损坏、密封环磨损严重的主要原因;三支点转子临界转速远大于泵的实际运行转速,可大幅度提高轴承可靠性,减缓密封环的磨损. 展开更多
关键词 矿用潜水电泵 转子系统 流固耦合 模态分析 临界转速
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叶片包角对可逆式泵性能影响的数值研究 被引量：24
5
作者 杨孙圣 孔繁余 陈斌 《流体机械》 CSCD 北大核心 2011年第6期17-20,16,共5页
为了有效利用能源,将泵在透平工况下运行回收高压液体能量,是节能技术的研究方向之一。叶片包角是可逆式泵设计时的主要参数之一。以比转速72的离心泵为研究对象,分别对不同叶片包角的叶轮进行了泵和透平工况的全流场数值研究。研究结... 为了有效利用能源,将泵在透平工况下运行回收高压液体能量,是节能技术的研究方向之一。叶片包角是可逆式泵设计时的主要参数之一。以比转速72的离心泵为研究对象,分别对不同叶片包角的叶轮进行了泵和透平工况的全流场数值研究。研究结果表明:对于可逆式泵,存在最佳叶片包角使泵的效率最高。随着叶片包角的增大,泵工况下的流量扬程曲线更加陡峭,轴功率逐渐减小;透平工况下的扬程、轴功率逐渐增加,流量扬程,流量轴功率特性曲线越来越陡峭。流场分析结果表明,叶片包角的增加,有效的改善了叶轮内部流场分布,使泵内部的流场分布更加均匀,研究结果对于可逆式泵的设计具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 可逆式泵 叶片包角 数值研究 流场分析
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低比转数排污泵数值计算与实验 被引量：3
6
作者 张华 陈斌 +2 位作者 施卫东 徐焰栋 王震 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期78-81,52,共5页
结合数值计算与PIV实验手段,对一改造过的比转数n s=60的潜水排污泵蜗壳内部流动进行了研究。采用六面体结构化网格对其进行全流场数值计算,计算结果表明,由于口环泄漏导致该区域附近的湍动能最大,且设计工况下蜗壳内部湍动能要大于叶... 结合数值计算与PIV实验手段,对一改造过的比转数n s=60的潜水排污泵蜗壳内部流动进行了研究。采用六面体结构化网格对其进行全流场数值计算,计算结果表明,由于口环泄漏导致该区域附近的湍动能最大,且设计工况下蜗壳内部湍动能要大于叶轮内部。另外,通过外特性实验结果、PIV测试结果与CFD数值计算的对比发现,二者能够较好地吻合,验证了数值计算的正确性,并得出以下结论:受叶轮出口绝对速度与圆周方向夹角随流量增加而变大的影响,在0.6Q opt和Q opt流量下第8断面内的流体一部分再次通过蜗壳进入第1断面内,导致蜗壳隔舌与蜗壳进口之间的速度较高,在该处造成较大的速度梯度;而在1.4 Q opt工况下此现象消失,蜗壳第8断面附近的速度最高,速度梯度较大;并且在大流量1.4Q opt下蜗壳第1断面与第5断面之间能够明显地看出3个从叶轮出口射流出来的高速尾迹区域。 展开更多
关键词 排污泵 低比转数 蜗壳 数值计算 PIV
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低比转数潜水排污泵的内部流场PIV试验研究 被引量：4
7
作者 陈斌 张华 +2 位作者 施卫东 巴延庆 董绵杰 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2013年第7期575-579,共5页
针对低比转数潜水排污泵的研究现状进行调研后发现,目前主要的研究手段以数值计算为主,缺乏对其内部流场的可视化试验研究,因此,为揭示低比转数潜水排污泵内部流场的物理结构及流场演化过程,针对一比转数ns=60的潜水排污泵进行结构改造... 针对低比转数潜水排污泵的研究现状进行调研后发现,目前主要的研究手段以数值计算为主,缺乏对其内部流场的可视化试验研究,因此,为揭示低比转数潜水排污泵内部流场的物理结构及流场演化过程,针对一比转数ns=60的潜水排污泵进行结构改造后,以透明的有机玻璃材料代替传统的金属材料,以空心玻璃球作为示踪粒子,进行了不同工况下的二维PIV测试.试验结果表明:在科氏力的作用下,叶片进口吸力面上的相对速度大于压力面上的,而叶片出口则相反;在大流量工况下叶片进口边的速度梯度最大,叶片出口的"射流-尾迹"现象也最为明显;在不同流量工况下,叶片压力面一侧均存在一定脱流现象,该脱流区域随流量的减小向叶片出口方向移动,并逐渐形成一个与叶片旋转方向相反的旋涡;当流量为0.2Qd时,该旋涡位于叶片流道出口中心,并堵塞了大部分流道. 展开更多
关键词 潜水排污泵 低比转数 PIV 射流-尾迹 脱流
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离心泵做透平的叶片弯曲形状分析 被引量：7
8
作者 杨孙圣 张慧 +1 位作者 孔繁余 许荣军 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1467-1472,1479,共7页
为提高液力透平的效率,设计了前弯和后弯2种叶片弯曲形式的叶轮,利用实验、理论和数值计算相结合的方法对离心泵做透平的水力性能进行了研究.分别对后弯式叶轮泵工况、透平工况和前弯式叶轮液力透平工况3种情况的水力性能进行了分析,得... 为提高液力透平的效率,设计了前弯和后弯2种叶片弯曲形式的叶轮,利用实验、理论和数值计算相结合的方法对离心泵做透平的水力性能进行了研究.分别对后弯式叶轮泵工况、透平工况和前弯式叶轮液力透平工况3种情况的水力性能进行了分析,得到泵工况和2种液力透平工况下外特性曲线的差别,并分析了液力透平各过流部件内部功率损失分布.研究结果表明:泵作透平的外特性曲线与泵的不同,Q-H曲线随流量增加而逐渐增加;2种叶轮形式的液力透平对比中,前弯形叶轮在最高效率点的流量、扬程、轴功率和效率分别比后弯形叶轮高;前弯形叶轮高效点以及高效点之后的流量效率曲线高于后弯形叶轮的流量效率曲线,流量扬程曲线低于后弯形叶轮的流量扬程曲线,2种形式的叶轮轴功率相差不大.液力透平各过流部件功率损失分布表明,前弯形叶轮内部的功率损失的减小是液力透平效率提高的主要原因;对比2种叶片弯曲形状液力透平的流量和扬程系数可知,前弯式叶轮的流量系数和扬程系数均大于同尺寸后弯式叶轮的,因此前弯叶轮更适合于液力透平工况运行. 展开更多
关键词 离心泵做透平 前弯形叶轮 后弯形叶轮
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以废酸、废碱液制备聚合氯化铁铝的实验研究 被引量：3
9
作者 邵青 霍文敏 +1 位作者 苑运丽 王震 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期64-67,共4页
以钢厂含铁废酸和铝加工业含铝废碱及废铁屑为原料制备聚合氯化铁铝(PFAC)。实验研究了废铁屑加入量等因素对Fe2+溶出率的影响,同时研究了Fe2+的氧化条件。结果表明,在25℃、反应时间为15～20 min、氧化剂氯酸钠加入量等于化学计量值时,... 以钢厂含铁废酸和铝加工业含铝废碱及废铁屑为原料制备聚合氯化铁铝(PFAC)。实验研究了废铁屑加入量等因素对Fe2+溶出率的影响,同时研究了Fe2+的氧化条件。结果表明,在25℃、反应时间为15～20 min、氧化剂氯酸钠加入量等于化学计量值时,Fe2+氧化率可达98.7%以上。用废碱液调整盐基度,PFAC盐基度为20%时,对活性蓝P-3R水溶液的A590去除率可达99.8%;并对PFAC样品进行了红外光谱表征。 展开更多
关键词 钢厂废酸 废碱液 废铁屑 聚合氯化铁铝(PFAC) 盐基度
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叶片安放角变化规律对液力透平性能的影响 被引量：19
10
作者 王桃 孔繁余 +2 位作者 杨孙圣 陈凯 许荣军 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期75-80,共6页
基于ANSYS Bladegen软件,针对不同叶片安放角变化规律分别设计3种前弯叶片液力透平专用叶轮。通过与试验结果对比,确定了合理的数值模拟方案,分别完成了3台透平全流场数值计算。分析了叶片安放角变化规律对透平外特性、压力分布和水力... 基于ANSYS Bladegen软件,针对不同叶片安放角变化规律分别设计3种前弯叶片液力透平专用叶轮。通过与试验结果对比,确定了合理的数值模拟方案,分别完成了3台透平全流场数值计算。分析了叶片安放角变化规律对透平外特性、压力分布和水力损失分布的影响。结果表明:最优工况时,3个叶轮的效率、压力分布和水力损失分布均相差不大。在非最优工况,安放角采用线性变化规律设计时,透平性能更好,效率曲线更平坦;叶轮出口处低压区域范围较其他2种方案大。水力损失分布显示在叶片进出口安放角及包角相同的情况下,安放角变化规律对蜗壳及尾水管内的流动影响不大,仅对叶轮内的流动产生较明显的影响,叶片安放角呈'S'形变化对透平性能的影响是负面的,线性分布规律相对较好。 展开更多
关键词 液力透平 安放角变化规律 前弯叶片 数值模拟 性能分析
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