摘要：潜水轴流泵泵站规模小,土建、建筑结构简单,投资比普通泵站少,安装方便,电机潜入水中,冷却条件好,由于电机与水泵同轴,泵运行平稳、振动小、噪声低。通过在机械结构、密封、冷却、保护和控制方面的不断优化设计,使用越来越普及。市场上各类产品众多,质量参差不齐,本文通过实例,浅析潜水轴流泵的结构组成以及制造安装运行质量的检测要点。

摘要：采用CFD技术与优化算法相结合的方法对潜水轴流泵叶轮进行优化设计。以叶轮水力效率最大为优化目标,叶轮掠角为优化变量,对其进行优化设计并分析了掠角对潜水轴流泵性能的影响。首先对原始叶轮进行参数化处理,为优化设计提供优化变量;然后,在-40°~40°的优化范围内采用拉丁超立方实验设计方法进行空间抽样,应用遗传算法与神经网络相结合的优化算法,得到最优叶轮模型。研究结果表明:数值模拟与试验数据吻合较好,能够准确预测潜水轴流泵的性能;在优化范围内,掠角-扬程曲线、掠角-效率曲线呈抛物线状变化趋势,均存在极大值;后掠角度为+5.57°时,叶片性能最佳,叶轮效率较原始模型提高了3.61%;在同一掠角度下,后掠叶片的效率和扬程均高于前掠叶片;在设计工况点,优化后的泵效率比原始泵提升了2.6%;带最优叶轮泵的导叶损失比原始泵的导叶损失降低4.41%,导叶与叶轮的匹配性得到了改善。

摘要：对潜水轴流泵进行三维反问题设计,以水力效率为设计目标,提出叶轮、导叶适合的载荷分布形式。通过正交试验设计、单因素分析和数值模拟的方法研究载荷参数对潜水轴流泵内外特性的影响,得到水力效率较优的载荷分布形式:叶轮叶片为前载型,导叶叶片为轮毂中载、轮缘前载型。具体的载荷参数取值范围:对于叶轮,斜率取值范围为-1~0,前载点取值范围为0.25~0.45,后载点取值范围为0.55~0.75;对于导叶,轮毂斜率在0附近取值,轮缘斜率取值范围为0~0.75,轮毂前载点取值范围为0.25~0.45,轮缘前载点在0.25附近取值,轮毂后载点取值范围为0.55~0.75。叶轮设计中发现:前载型叶片对原泵叶根尾缘的二次流有改善作用。导叶设计中发现:由于潜水轴流泵导叶的扩散式结构特点,导叶近壁面易出现分离涡,轮毂中载、轮缘前载型叶片能够有效地抑制导叶近壁面的涡分离。

摘要：采用CFX和Workbench软件在多工况下对潜水轴流泵的转子部件进行耦合计算,分析了转子部件在流体作用力、离心力以及重力作用下的应力、应变的分布规律,指出转子部件由于变形过大以及强度不足而引发失效事故的可能性.结果表明:轮毂受到的轴向力方向与叶轮受到的轴向力相反,且其受到的轴向力随着流量的增大而增大,在大流量情况下,轮毂可起到平衡轴向力的作用.从径向、轴向和周向变形可以看出,径向变形极小,周向变形最大,是叶轮的主变形,说明了扭矩在整个变形中占据了主要作用.叶片背面的压力值明显低于工作面,在叶片工作面靠近进口侧轮毂处附近区域出现较高应力区,会产生应力集中现象,且随着流量的增大,主应力减小.对水泵进行静力结构分析、强度校核,不仅可以降低事故的发生率,而且可以为轴流泵的水力优化设计提供有力的参考.

摘要：与传统立式轴流泵相比,潜水轴流泵具有结构、安装、管理等多方面的优势,能减轻施工管理工作的难度。泵站设计理论明晰,基层设计人员容易掌握;规划布置方便,在景区排涝引水工程中也可发挥重要作用。滨海县地处沿海地区,受黄河夺淮影响,地形复杂,圩区小且分散,潜水泵在该县多项工程中得到广泛应用。建议研究控制泵站最佳规模,提高监控水准并设置副泵房,进一步突显潜水轴流泵的特点。

摘要：流场压力脉动对轴流泵的运行稳定性具有重要影响,为了准确分析潜水轴流泵的压力脉动特性,采用RNG k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对ZQA系列潜水轴流泵进行了全流道三维流动数值模拟和压力脉动分析.计算结果表明:轴流泵的扬程、功率、效率等外特性计算结果与试验结果基本吻合;轴流泵内部叶轮进口截面压力脉动幅值最大,泵内的压力脉动的主要频率与叶片通过频率相同,导叶后的脉动以低频为主,叶片表面从轮毂到轮缘压力脉动低频成分逐渐减少;在叶片工作面,压力脉动的幅值从轮缘到轮毂逐渐减小,从叶轮进口到出口逐渐增大.叶片进水边轮缘处压力脉动的幅值是轮毂处的1.22倍.在叶片背面,叶片进水边轮缘处压力脉动的幅值是轮毂处的1.77倍,出水边轮缘处压力脉动的幅值是轮毂处的0.92倍,叶片背面的压力脉动幅值明显小于工作面;叶轮进口截面,在0.8Q工况流量下压力脉动最大,为设计工况的2倍.计算结果为进一步分析轴流泵压力脉动提供了参考.

摘要：为研究轴流泵内部的空化特性问题,选取1台比转数n s=700的高速潜水轴流泵作为研究对象,利用ANSYS CFX软件进行数值计算,得到外特性曲线,发现在大流量工况下外特性计算结果与试验误差较大.利用Rayleigh-Plesset空化模型和SST湍流模型对潜水轴流泵进行空化定常模拟,求得各工况下泵的临界空化压力,通过分析进口压力和运行流量变化对潜水轴流泵空化体积分数的影响,结果发现:临界空化压力随流量及转速的提高而增大,设计工况的汽蚀余量为7.084 m,临界压力为73 kPa,当进口压力低于临界压力时,泵内将发生严重空化,空化位置主要集中在叶片吸力面的进口轮缘处以及叶片最大厚度前后流体产生分离的位置.由于整体压力都大于汽化压力,在叶片压力面没有空化气泡形成.在设计工况附近增大或者减小泵的运行流量都会导致空化现象的加剧.因此在实际工程应用中,通过增加轴流泵的进口压力,并调节运行流量稳定至设计值可有效抑制空化.

摘要：针对潜水轴流泵进行水力性能优化设计,在满足设计要求的基础上,实现其叶轮水力效率的提高。以比转速ns=1000的轴流泵为研究对象,借助STAR CCM+商用仿真平台,以N-S方程为基本控制方程,湍流模型为标准k-ε双方程,分别对5种轮毂比的潜水轴流泵模型在3个流量工况下进行数值模拟计算,确定该轴流泵的最佳轮毂比,并对优化前后模型进行水力性能对比分析。结果表明:由原始轮毂比0.40缩小至最优轮毂比0.38后,流道过流面积增大,轴流泵叶轮的水力性能得到明显提升,满足设计工况要求,叶轮扬程从4.18 m提高到4.27 m,水力效率从90.44%提高到91.46%,同时高效区明显扩大。从内部流动特性分析得出,优化后叶轮内部流线分布均匀,无脱流、旋涡等不良流态现象,流体损失较小。

摘要：随着潜水轴流泵组技术的进步及制造质量的提高 ,近年来已为各行业相继推荐采用。如何在水利及给排水工程中开展潜水轴流泵的应用研究与实践 ,探索露天式泵站的布置方案 ,优化泵站设计 ,是当前低扬程泵站设计中的重要课题之一。该文介绍在供水、排涝工程设计项目中潜水轴流泵的应用与实践 ,探讨有关的问题 ,促进业界广泛深入的研议。

摘要：为了解井筒式潜水轴流泵出水管道内部水流运动特点,提升井筒式潜水轴流泵的装置效率,利用FLUENT软件,采用标准κ-ε方程湍流模型和压力修正SIMPLE算法,并结合VOF方法处理出水池气液交界面,对4种进水口流量下的井筒式潜水轴流泵出水管道进行了数值计算,获得了进水口流量的改变对出水管道水力特性的影响规律。