摘要：叶轮是竖井贯流泵进行能量转换的核心部件,改进叶轮的几何结构可以有效改善竖井贯流泵的能量特性。本文基于RANS方程和RNGk-s端流模型,计算并分析了原型竖井贯流泵在0.6Q~1.3Q内9个不同流量工况下的叶轮部分及整机能量特性和扬程-流量关系,得到了原型泵叶轮和整机效率随流量变化的曲线,并对优化设计前后的模型进行了计算对比。研究表明:小流量工况下,整机效率同叶轮效率具有一致的变化水平,并且主要存在涡流损失;大流量工况下,整机效率随流量增加而下降的幅度大于叶轮,并且主要存在撞击损失和摩擦损失。叶轮叶片包角的改变不仅可以使效率曲线发生偏移,也能使扬程曲线偏转。当流量逐渐增大时,大包角叶轮效率表现逐渐向好,叶轮扬程下降的幅度也随之加快;而随着流量的减小,小包角叶轮性能表现更佳,叶轮扬程上升的幅度增快。

摘要：竖井贯流泵广泛应用于低扬程和特低扬程泵站,并且常规设计都是采用平直管出水的结构型式。本文提出了竖井进水、虹吸式出水的一种新型结构型式,在保持竖井进水设计和模型泵不变的情况下,采用CFD数值模拟技术进行两种出水流道结构型式的全流道优化设计,并进行性能预测。根据优化设计结果,在高精度试验台上进行两种出水流道结构型式的泵装置对比模型试验。预测和试验结果均表明,在低扬程竖井式贯流泵站,平直管出水和虹吸式出水都是合适的结构型式,其水力性能基本接近,在特低扬程虹吸式出水流道结构型式具有明显优势。

摘要：基于非定常雷诺时均(URANS)方法,采用曲率修正的SST k-ω湍流模型,对竖井贯流泵内部流场进行非定常计算,研究辐条控制技术对不同工况下竖井贯流泵水力性能以及水泵叶轮进口流场和压力脉动特性的影响。结果表明:在设计工况下,辐条控制技术对竖井贯流泵的水力性能和叶轮进口流场、压力脉动特性的影响不大;在马鞍区工况下,竖井贯流泵叶轮前进水流道的轴向速度降低,速度环量增大,并随着流量减小而产生大范围回旋流,造成进水流道堵塞,引起低频压力脉动幅值增大;辐条控制技术可有效抑制回旋流的强度,提高叶轮入流的均匀度,降低压力脉动幅值,有效改善竖井贯流泵马鞍区工况的水力性能。

摘要：水泵的水力和结构稳定性直接决定着水泵的运行效率和安全性。为此,建立了南水北调二级坝竖井贯流式泵站的全流道三维模型,利用CFD方法模拟了不同工况下水泵内部流动,研究了水泵内部压力脉动特性,并探究了压力脉动和动应力的内在联系。通过在叶轮进出口过流面设置压力监测点,得到了叶轮进出口的压力脉动时频域特性。结果表明:(1)水泵叶轮进出口的压力脉动呈现周期性波动,其主频分别是叶轮叶片通过频率和后导叶通过频率,且出口压力脉动幅值明显大于进口,说明引起压力脉动的原因是叶轮的转动和后导叶与叶轮叶片之间的动静干涉,且动静干涉的影响较大;将叶片上水压力荷载加载到结构中,获得了叶轮的动应力时频特性。(2)对不同工况下的压力脉动与动应力计算结果进行了分析,结果表明应力最大值点位于叶片根部,与静应力计算结果相同,且应力值始终满足结构强度要求,动应力最大值在时域上呈现出周期性,其幅值在静应力附近波动,飞逸工况下的动应力波动较大;动应力频域分析显示,动应力的主次频分别为叶轮叶片通过频率和导叶通过频率,这表明水泵的水力激振力是导致动应力波动的主要原因。

摘要：基于标准k-ε湍流模型,采用雷诺时均N-S方程和SIMPLE算法,通过针对不同竖井线型参数下竖井贯流泵进水流道进行三维数值模拟,展现了各方案进水流道出口断面的轴向速度分布、水平剖面的流线和压力分布以及流道水力损失的状况.通过比较发现:流道过渡平缓时,流道的水力损失性能较好;各方案出口断面上的速度分布呈现为对称分布;由于3种方案的水力损失性能相差不大,考虑到工程的经济性,选择方案1作为最终方案.

摘要：结合江苏某竖井贯流式泵站,对两种不同转轮在相同进、出水流道情况下进行了能量特性试验研究。试验研究表明,竖井贯流式水泵在超低扬程(1～2m)的调水工程中具有很好的水力性能,其模型泵装置的最高效率达69%左右,该项试验研究为今后竖井贯流泵的进一步开发研究获得了良好的开端。

摘要：竖井贯流泵是大型水利工程中的核心动力装备,如何提高其可靠性和稳定性并拓展其工程应用范围一直是制约泵行业技术进步的瓶颈。为了从根本上解决常规液压全调节竖井贯流泵存在的不足,根据浙江嘉兴南台头泵站工程实际需求,设计开发一种新型液压全调竖井贯流泵。文章介绍了大型液压全调节竖井贯流泵机组的水力性能、泵站总体设计,水泵结构特点和液压全调节机构,阐述了叶片全调节原理以及反馈原理。该泵的总体技术优点为采用活塞缸带动叶片转动,调节叶片角度;采用外置式反馈结构,反馈信号为可视化的机械指针信号,且有锁固装置。该泵的性能、机组的整体结构和辅助设备的选型配置均符合各项设计要求,已成功应用于浙江嘉兴南台头排水泵站,为类似泵站的设计开发及工程应用奠定了实践基础。

摘要：泵站的水泵种类繁多,各自有不同的应用特点。贯流泵以其适用大流量、低扬程的特点在越来越多的大中型泵站中应用。海河口泵站位于天津市海河干流入海口处,设计排水流量230 m^3/s,属于大(1)型排涝泵站,采用竖井贯流泵,单机33 m^3/s。主要论述该泵型的应用。

摘要：简要地介绍了流固耦合及其分类,结合不同流固耦合方法的特点,选择了顺序流固耦合对竖井贯流泵强度分析。将流体动力学分析软件CFX与有限元分析软件Static Structural(ANSYS)在Workbench中有效地结合,运用顺序耦合的方法对国内某大型竖井贯流式泵站的叶轮和导叶在最大扬程、设计扬程和最小扬程3种工况下的强度进行了研究分析。

摘要：为研究南水北调东线某大型竖井贯流泵装置设计方案轴系结构的稳定性,借助Ansys Workbench多物理场计算平台,基于CFD数值模拟和FEM有限元计算,对泵装置三维内部流场及轴系结构场进行了联合求解,研究了不同工况下贯流泵装置轴系的静力学特性。结果表明,随着扬程的增加,叶片两侧压差、轴系最大等效应力及最大位移增大,轴系最大应力集中位置由轴承与泵轴连接处变化到叶片与轮毂连接处,总变形沿轮毂到轮缘方向逐渐变大,其中叶轮轴系在设计扬程下最大等效应力为66.411 MPa,最大位移1.667 3 mm;对比泵轴直径、长度、支撑位置等变量参数发现,轴的直径是影响贯流泵装置轴系强度稳定性的主要影响指标,随着最大等效应力和最大位移值随泵轴直径增大1.1倍,分别减小了28.42%、34.86%;泵轴最优直径为0.346 5 m,推力轴承与泵轴连接处疲劳安全系数2.214 9为最小值,满足安全稳定的要求,对推力轴承与泵轴连接处和叶片与轮毂连接处进行加厚处理有利于提升机组稳定性。研究结果可为贯流泵装置水力设计和轴系强度分析提供参考。