摘要：基于高速离心泵的比转速十分高,通常高速离心泵的进口处和内部是回流漩涡和空化空蚀等现象的高发区域。孔板等空化抑制装置是否能针对回流漩涡起一定的抑制作用的研究还比较少。采用对诱导轮的前置空化抑制装置进行优化,共设计了改变装置前、后倾角等几何参数的25种方案进行数值模拟计算分析。优选出水力性能最好的5种方案并进行了回流漩涡范围和强度的分。其中着重研究了α角度的改变是否会影响相关的的回流速度和压力。同时对高速离心泵诱导轮、叶轮内部空化发生及发展的影响分析。最终确定了−10°/20°和−20°/10°的两个最优方案,在对回流漩涡的强度和影响范围方面表现均优于其他方案;气相体积分数在诱导轮和叶轮的内部分布面积很少,强度较低;设计工况下,相较于0°/0°方案,泵的效率约提高了2%,更好地抑制回流漩涡并提高了高速泵的抗空化性能,为高速离心泵内部空化的优化设计提供一定的参考意义。

摘要：为了研究隔舌厚度对高速离心泵压力脉动的影响规律,采用基于RNG k-ε型封闭的Reynold平均方程和滑移网格技术对三维非定常流进行了数值模拟,得到了内部流场特性及泵的压力脉动情况,并对其进行了频域分析。计算结果表明:在设计工况下,叶轮受到的激振力与叶轮和隔舌的压力脉动有关;激振力的频率主要成分是叶片通过隔舌的频率;流体激振力的幅值随着隔舌厚度的增加而增加。

摘要：阐述了高速离心泵串联诱导轮的设计理论及工程实现，提出了第一级诱导轮采用变螺距结构而第二级诱导轮采用锥形等螺距结构的设计方案。经过理论分析、试验研究和工程应用表明，串联诱导轮可使高速泵获得比带单级诱导轮更高的汽蚀性能。

摘要：提出基于Navier-Stokes方程和Spalart-allmaras湍流模型流动分析的低比转速开式叶轮高速离心泵优化设计系统,该系统由四个部分组成:基本参数的优化设计、性能预测、流动分析和信息反馈。根据提出的方法,对一台开式叶轮高速离心泵进行实例设计和实验研究,取得了较好的性指指标:泵的扬程流量H-qv特性线几乎是一条直线,扬程系数达到了0．7以上;汽蚀性能也满足要求;叶轮内部压力和速度分布合理,表明采用加大流量设计方法能设计出性能优异的低比转速开式叶轮高速离心泵,此设计方法是合理可行的,对开式叶轮高速离心泵的设计具有指导意义。

摘要：引起高速离心泵振动的原因很多,其中一种是由于流体作用力导致叶轮发生偏心转动,即"涡动"引起的高速离心泵的振动。为了探讨涡动情况下高速离心泵内部流场特性,以高速离心泵为研究对象,给定了三种流量、四种偏心距以及六种涡动频率比组成的不同方案,应用CFX软件对高速离心泵的内部流动进行定常数值模拟,研究了涡动频率比、偏心距对高速泵内部流动的影响。结果表明:在1.0Q_d设计工况点,偏心距越小,叶片进口低压区面积越小;在0.6Q_d小流量工况点,当涡动频率比小于0时,随着涡动频率比的减少,旋涡的个数逐渐增加,旋涡的面积增大;在1.7Q_d大流量工况点,当涡动频率比小于0时,随着偏心距的增大,旋涡的个数增加,旋涡区面积增大;在1.0Q_d设计工况点,切向力Ft受涡动频率比以及偏心距的影响很小,且随着流量的变化,它在x轴、y轴、z轴分力的方向均会发生变化。

摘要：某型号液体火箭发动机推进剂泵压力脉动量级较大,诱导轮与离心轮匹配性不好,是导致泵内压力脉动较大,泵性能降低的重要原因.为了研究诱导轮与离心轮的匹配关系对泵性能及泵内压力脉动特性的影响,通过数值仿真计算方法,从诱导轮与离心轮的匹配性出发,分析了不同诱导轮方案,以及诱导轮与离心轮相对位置变化对泵内流场特性及性能的影响.结果表明:对于大流量高速离心泵,诱导轮出口保持一定长度的等螺距段,有利于改善离心轮入口流动情况,提高泵的性能;诱导轮叶片转折角过大,会导致离心轮进口回流,降低泵的性能;与诱导轮结构方案相比,诱导轮与离心轮的相对位置对泵性能的影响较小;诱导轮与离心轮轴向距离过小会造成离心轮内流动不均匀,泵性能下降;综合考虑汽蚀性能、压力脉动水平和效率,泵方案设计选用进口变螺距、出口等螺距的诱导轮方案.

摘要：为了研究高速离心泵平衡孔对其内外特性及转子轴向力的影响,以一台转速为30000 r/min的高速离心泵为研究对象,利用N-S方程及RNG k-ε湍流模型进行全流场数值计算。研究结果表明,当比面积0.5≤k≤5时,随着比面积的增大,高速离心泵扬程H下降2.4%,效率η下降3.4%,轴功率P上升3.8%;当比面积3≤k≤5时,高速离心泵平衡孔内流动产生漩涡,对主流产生较大的影响。随着平衡孔比面积的增大,平衡孔泄漏量增大,最大泄漏量可达设计流量的23%。比面积变化对高速离心泵转子轴向力的大小和方向均有显著影响,当比面积k<1时,转子轴向力方向指向离心轮进口;当比面积k≥1时,转子轴向力背离离心轮进口;当比面积k=1时,平衡孔可有效地平衡转子轴向力。

摘要：针对垃圾焚烧工程急冷系统中高速离心泵密封问题,设计一种五极六靴二十四齿的磁性液体旋转密封装置,该装置适用于焚烧的高温烟气环境条件,使用寿命长。理论上推导考虑温度和离心力因素的磁性液体密封耐压公式,得出密封耐压力为线速度的二次函数,温度的一次函数。用Ansys有限元分析软件计算该密封结构分别在间隙0.4、0.5、0.6和0.7 mm下的磁性液体磁场分布。结果表明:密封耐压能力随着密封间隙的减小而逐渐递增,而由于漏磁的存在,递增的程度并非线性的;磁力线分布表明,在第一、六极靴和二、五极靴处漏磁较大。密封实验中得出最大间隙为0.7 mm时单级密封耐压能力达到51.7 kPa。

摘要：为提高高速离心泵空化性能,探究增加进口引流结构对高速泵空化性能的影响,该文基于正交试验设计方法对进口引流结构几何参数进行了方案设计,采用SST k-ω湍流模型、Z-G-B空化模型对各方案进行了数值仿真和分析。研究结果表明:相较于初始方案,增加进口引流结构后,高速离心泵扬程有较明显提升,叶轮空泡率最大降低39.7%,空化性能得到改善;进口引流结构环形架内径对泵空化性能影响程度最大,设置导流板可有效改善进口圆周速度分布。通过与初始方案的水力性能和空化特性进行对比,分析确定了最优方案。最优方案的紊流度显著减小,泵扬程增加9.62m,泵效率提升2.4%,必需汽蚀余量减小2.20 m。引流结构可显著减少回流引起的能量损失,保证进口的流动均匀性是提升高速离心泵空化性能的关键途径。

摘要：从小流量工作不稳定性的机理及解决措施、流场分析和测试、水力设计方法及结构研究四个方面对低比转速高速离心泵的研究和设计现状进行综述，并阐述了其今后的发展方向。