摘要：应用CFD技术研究了导叶叶片数对LNG潜液泵首级叶轮压力和轴向力分布的影响,对一、三级导叶同时设计7、8、9三种叶片数,采用K-epsilon湍流模型进行了多工况数值模拟,并采用液氮工质进行了相关外特性试验验证,得到LNG泵内部首级叶轮压力分布以及轴向力特性。结果表明:潜液泵所受总轴向力在导叶数为8时最小,泵的整体效率最优。作用在首级叶轮上后盖板的轴向力大于前盖板。其中,导叶数为8时首级叶轮前后盖板轴向力最小,压力分布最均匀;而导叶数为9时,与叶轮叶片数9相同,运转时会有共同的倍频出现,在相同的倍频上振动累加,并诱发共振,导致前后盖板的轴向受力最大,叶轮前盖板所受轴向力相对于其他方案平均增加了3.45%;后盖板轴向受力绝对值平均增加1.88%。综上,导叶数为8时潜液泵的水力效率最优。

摘要：为了研究口环间隙对低比转速离心泵压力脉动特性的影响,采用高频动态压力脉动传感器对模型泵压力脉动信号进行采集、分析。本文对比研究了3种不同口环间隙的影响规律,分别为0.25 mm.0.50 mm和0.75 mm,并重点分析不同工况下,蜗壳不同位置测点叶频幅值及0~500 Hz频段范围内压力脉动能量的变化特性。结果表明:随着口环间隙的增加,模型泵效率不断降低,因此较小的口环间隙0.25 mm可以显著地提高模型泵的能量性能。口环间隙对模型泵不同测点压力脉动特性的影响规律差异显著,总体来看,压力脉动能量随口环间隙的增加呈现先降低、后增加的趋势,当口环间隙为0.50 mm时,压力脉动能量达到最小值。对于具有低压力脉动要求的离心泵,本文的研究结论可以为口环间隙设计提供部分参考。

摘要：基于试验测试和数值计算对轴流式循环泵的自流特性进行研究,获得了自流转速、自流损失和损失系数随自流流量的变化规律,初步揭示了自流工况下轴流式循环泵内的流动规律.研究表明:轴流式循环泵的自流转速与自流流量成线性递增关系,设计流量下自流转速约为设计转速的48.6%;自流损失与自流流量成指数递增关系,自流损失系数随自流流量的增加呈先快速下降后趋于稳定的变化趋势;导叶和叶轮内的自流损失分别占整泵自流损失的54.4%和36.5%,导叶工作面发生的大尺度流动分离现象是决定轴流式循环泵自流损失大小的主要因素.研究工作为轴流式循环泵自流转速的预测和自流特性的优化提供了有益的参考.

摘要：为了提高圆盘泵的水力性能,以径向直叶片圆盘泵为研究对象,结合计算流体动力学方法(CFD)与响应面分析法,研究叶轮结构参数对泵扬程和效率的影响。以叶片高度、叶片数量和盘间距为优化设计变量,泵的扬程和效率为响应变量,基于Box-Behnken样本点设计法进行三因素三水平设计,建立17组样本点。通过ANSYS CFX数值计算软件对各个样本点的设计模型进行数值模拟,并基于二阶响应面回归方程拟合了叶轮结构参数与扬程和效率之间的关系表达式。研究结果表明:叶片高度、叶片数量和盘间距均对泵的水力性能有明显的影响。多因素交互作用中叶片高度和盘间距的组合影响最为显著。通过响应面方程找到了最优参数组合,优化后的圆盘泵扬程在各流量工况下平均提升了22 m,最高效率提升了15%。

摘要：为获得矩形双螺杆泵内部全流道的瞬态流动特性,基于浸入实体方法,采用CFD模拟平台,运用N-S方程和标准k-ε湍流模型对给定基本参数的螺杆泵典型设计工况进行瞬态数值模拟,得到了螺杆泵各过流部件在运转过程中的流动信息。计算表明：压力从进口到出口沿螺旋槽逐渐升高,增压效果明显,泵体各断面最大压差约280 kPa;进口区域流场较为紊乱,互相啮合的转子螺旋槽内由于压差较大、速度较高,最大速度约11 m/s,在转子与泵壳壁面接触区域存在少量负轴向速度,为主要泄漏区域,泄露量较小,密封性能较好。

摘要：为了获得双螺旋泵吸入室内的瞬态流动特性,基于浸入实体方法,采用CFD模拟平台,运用N-S方程和SST k-ω湍流模型对该双螺旋泵典型设计工况进行瞬态数值模拟,得到了矩形螺杆泵吸水室内部的流动脉动特性。研究表明:吸入室内压力脉动主要由双螺杆旋转时所形成的密闭容积的周期性开合所导致,主要为转频和转频的倍频脉动;内部流动压力和速度分布不均也主要由双螺杆旋转时所形成的密闭容积的周期性开合所导致,负压和旋涡主要从封闭容积区域产生并沿轴向向吸入口传播,沿径向扩散。

摘要：以效率、轴功率和扬程为目标函数,建立了基于试验设计和响应面近似的水轮机组转轮泵叶轮优化模型,采用Plackett-Bunnan进行试验设计,并根据结构参数对目标函数的影响程度不同将其划分为3个因素等级;用正交试验法确定显著因素的设计中心点;最后由Box—Behnken设计和响应面分析确定各结构参数的设计最优点。以CFD计算为基础,共进行17次试验,构造了转轮泵叶轮的结构参数与目标函数的响应曲面,分析了结构参数间的交互效应,对最优设计点进行了CFD计算,CFD计算值与响应面拟合预测值吻合,且较优化前的模型在性能上有明显改善。

摘要：循环泵运行于自流工况时会产生异于常规的内流结构和压力脉动信号。为剖析自流工况下循环泵内流特征和压力脉动特性,采用大涡模拟方法对额定流量下常规工况和自流工况内流进行数值计算和对比分析。研究表明:自流转速随自流流量的增加呈线性递增趋势,考虑叶顶间隙时自流转速的计算误差仅为设计转速的2.41%;自流工况下的主要内流特征为叶轮和导叶压力面流动分离,叶轮表面呈典型的斜流趋势;自流工况下压力脉动的特征频率为叶频,其幅值远大于常规工况;导叶前缘产生的分离涡是破坏导叶内流稳定性的主要原因,非稳定流动结构引起的低频激励主要产生于导叶流道的中后段以及出口区域。研究工作初步揭示了循环泵自流工况下的内流特征和压力脉动特性,为后续循环泵的应用和优化提供了有益的指导。

摘要：以低比转数混流泵为例,基于CFX软件,分别选取标准κ-ε模型、RNGκ-ε模型、剪切应力传输SSTκ-ω模型、BSLκ-ω模型4种湍流模型,模拟了该混流泵在设计工况和非设计工况下叶轮内流场的流动分布及叶片压力变化情况,并对比分析了外特性计算结果与试验结果。结果表明,基于4种湍流模型的计算结果与试验结果均基本一致,其中基于标准κ-ε模型的扬程、效率的预测结果与试验结果更为接近。

摘要：结合某采暖系统中能量回收涡轮的设计,基于三元流动理论,设计出一种水力性能较高的管道涡轮;并采用数值计算方法,分析了流量、转速等对涡轮外特性的影响;最后将设计的涡轮在试验台上进行试验,获得了转速、输出功率与流量的关系曲线。数值计算和试验结果表明:所设计的涡轮满足设计要求。同时发现,涡轮的流量和轴功率。