叶片安装角对轴流泵空化性能的影响

以TZX700型轴流泵为研究对象,采用商业软件ANSYS CFX17.0对轴流泵全流道进行三维数值计算研究,并对该轴流泵在闭式实验台上进行了外特性实验,实验结果和数值计算结果相吻合。针对该轴流泵在设计工况下提出4种叶片安装角方案,分析轴流泵内部的空化性能随叶片安装角的变化规律。结果表明,该轴流泵在叶片安装角为+4°、+2°、0°和-2°时的临界空化余量分别为7.79 m、6.77 m、6.45 m和5.94 m;空化首先发生在靠近叶片进口边的叶顶处,随着进口压力的降低,空化区域进一步向出口边和叶根处发展;该轴流泵随着叶片安装角的减小,叶片表面的空化面积逐渐减小,且每个叶片表面的空化区域分布规律一致,但其空化面积不同,存在一定的非对称性。     

轴流泵叶片安放角增大过渡过程特性

建立配置虹吸式出水流道的立式轴流泵几何模型, 提出轴流泵在运行中调节叶片安放角过程的三维非定常数值模拟方法, 采用动网格及网格重构技术实现叶片自转与其随叶轮公转的复合运动。选定 3 种调节规律进行数值模拟, 获得相关工作参数变化规律和内部流场变化情况。结果表明: 采用 3 种不同时间增大叶片安放角 2°, 机组流量增加 4.4% ~ 4.9% , 叶轮水力矩增加 5.1% ~ 5.9% , 叶轮进出口平面的测点静压波动范围较大; 在叶片安放角增大的过程中, 叶轮区域流态恶化、有涡核分布, 叶片吸力面出现分布不均匀的低压区域; 调节时间为 1 s 时, 叶轮进 出口平面测点静压及叶轮水力矩的波动范围要大于其他两种规律, 叶轮区域的涡核分布也要多于其他两种规律, 故在较短时间增大叶片安放角会增加叶轮区域的不稳定性。     

立式轴流泵装置内部流动特性数值分析

水泵流量是影响水泵运行效率和能量变化的重要参数之一,为明确轴流泵装置内各过流结构的能量变化规律,基于雷诺时均Navier-Stokes(RANS)控制方程和RNG k-ε湍流模型,对轴流泵内部流动情况进行数值模拟,分析各特征工况(小流量工况0.3 Qbep、最优流量工况1.0 Qbep和大流量工况1.2 Qbep)下装...     

斜轴变桨轴流泵空化特性试验

为研究单机流量为50m3/s的新型斜轴轴流泵的空化特性,基于轴流泵试验平台,针对斜轴轴流泵开展不同叶片角度条件下的能量特性及内部流动特性分析,总结了该类泵空化现象的发生规律,确定了合理的设计参数与运行参数。结果表明:叶片角度及扬程与水泵空化性能密切相关,在高扬程或超低扬程运行时,水泵空化性能较差,易产生空化;可通过变桨技术,减小水泵叶片角度,从而改善空化性能,获取更优的运行稳定性。     

含沙空化对轴流泵内流动特性的影响

采用SST k-ω湍流模型模拟轴流泵在清水非空化、含沙水非空化、清水临界空化、含沙水临界空化4种状态下的流动特性,分析含沙量和临界空化对泵内流动特性的影响,确定轴流泵在不同状态下的不稳定运行区域。结果表明:在叶片工作面上,非空化和临界空化状态下轴向速度流动系数均分布在-1附近,非空化状态下径向速度流动系数和绝对速度流动系数分别分布在0.6和1.2附近,临界空化状态下径向速度流动系数和绝对速度流动系数分布在1附近。叶片背面进口和出口位置的流动系数最为敏感,空化会引起此处流动系数的剧烈波动,尤其是加入泥沙后,波动更为显著,故叶片背面进口和出口位置为叶轮内的流动不稳定区域,空化和泥沙主要影响此处。未发生空化时,含沙量基本不改变叶轮内流动状态;当泵内发生空化时,在叶片尾端出现流动分离漩涡,加入泥沙后,尾端的漩涡范围变大,叶轮内的流动状态发生改变,说明空化和泥沙均是影响叶轮内流动特性的主要因素。     

二叶及叶片角度对轴流泵和风机性能的影响

探讨轴流泵与风机的导叶、动叶及叶片角度的调整对工作性能曲线的影响，给出了确定叶片角度最佳值的方法。     

斜45°轴流泵安装工艺

文章介绍了45°斜式轴流泵的安装工艺,包括:构成、安装步骤及要领。     

轴流泵叶片水力矩实验测定及分析

对轴流泵叶片水力矩实验方法进行介绍．通过特定的实验装置．测定计算出水泵的水力矩特性并对水力矩特性曲线进行理论分析。将水力矩特性曲线与实验中发生的现象进行分析比较，解释曲线中马鞍形区域机组存在振动．绕流不正常，产生汽泡．脱流现象的原因及机理。     

安丰抽水站立式轴流泵井式安装实践

建于20世纪60年代的东台市安丰抽水站,历经近40年的运行,机组老化,存在安全隐患,且装置效率低下。2004年底实施了泵改,将原来经齿轮箱传动改为直接传动,并采用立式轴流泵井式安装的方式。在安装实践中,结合所选泵型的结构特点,坚持创新思维、灵活运用和借鉴有关资料规范,作了有益的探讨。2006年3月25日一次性试运行成功。安装投运一年的实践表明,泵改后机组技术状况良好,达到了预期效果。     

基于CFX的离心泵内部流场三维数值模拟

基于三维不可压缩流体的N-S方程和标准k-ε湍流模型,采用隐式修正SIMPLE算法,利用CFX软件,对离心泵装置进行全流场三维数值模拟,共计算额定转速下30～80 m3/h流量范围内8个工况点。对比分析小流量工况、设计工况和大流量工况下泵装置流态和压力分布,并分析叶片表面静压,揭示内部流动规律,所得结果对预测水力性能,提高水泵效率及进一步结构优化具有重要的参考价值。     

串列叶片技术在离心泵中应用的数值研究

将离心压缩机叶轮的串列叶片技术应用于低比转速离心泵,通过对2种叶轮的数值模拟计算分析,从流动而言,叶轮出口速度分布更加平稳,弱化射流-尾迹结构;从性能而言,整个运行范围内,扬程略减小,而使得H-Q曲线斜率平缓.     

斜流式水轮机叶片的有限元分析

针对本课题所设计的斜流式水轮机转轮叶片进行受力分析并计算其合成力的的大小,应用UG建立了其叶片的实体模型,将其导入ANSYS有限元分析软件,进行应力和变形分析,根据分析结果进行强度校核,结果证明该斜流式水轮机叶片满足材料的强度要求,最后提出了减小应力集中的改进意见,并为今后的设计提供科学依据。     

Numerical Investigation of Performance of an Axial-Flow Pump With Inducer

The interaction of flow through the inducer and impeller of an axial-flow pump equipped with an inducer has significant effect on its performance. This article presents a recent numerical investigation on this topic. The studied pump has an inducer with 3 blades mounted on a conical hub and a 6-blade impeller. The blade angle of the impeller is adjustable to generate different relative circumferential angles between the inducer blade trailing edge and the impeller blade leading edge. A computational fluid dynamics code was used to investigate the flow characteristics and performance of the axial-flow pump. For turbulence closure, the RNG k-ε model was applied with an unstructured grid system. The rotor-stator interaction was treated with a Multiple Reference Frame (MRF) strategy. Computations were performed in different cases: 7 different relative circumferential angles ( Δθ ) between the inducer blade trailing edge and the impeller blade leading edge, and 3 different axial gaps (G) between the inducer and the impeller. The variation of the hydraulic loss in the rotator was obtained by changing Δθ . The numerical results show that the pressure generated is minimum in the case of ( G = 3%D), which indicates that the interference between inducer and impeller is strong if the axial gap is small. The pump performances were predicted and compared to the experimental measurements. Recommendations for future modifications and improvements to the pump design were also given.     

低扬程大流量泵站单机流量测量

对传统流量测量方法进行了综述，提出了采用内贴式超声波7510系列便携式流量计对低扬程大流量泵站单机流量进行测量是十分有效的。对内贴式超声波7510系列便携式流量计的测量原理、性能和安装方法进行了阐述，并结合南水北调东线江都第二抽水站进行了流量测量，对其测量结果进行了误差分析。     

低扬程立式轴流泵出水流道基本流态及水力性能的比较

采用数值计算和模型试验的方法对低扬程立式轴流泵虹吸式和直管式2种不同形式的出水流道进行了比较,揭示了这2种出水流道的基本流态,测试了这2种形式出水流道的水力损失。结果表明:在低扬程的条件下,虹吸式出水流道内的水流转向更为有序、扩散更为平缓、水力损失更小,对于年运行时数较多的大型低扬程泵站,在上游水位变幅允许的条件下,应优先选用水力性能较好的虹吸式出水流道。     

大泵站超驼峰水位运行压缩空气断流系统的设计方法

阐述了压缩空气断流的原理，提出了压缩空气断流装置的一般构成和设计方法，首次应用气体喷射器作为压缩空气减压增量变换器，不但及时地增加了补气量，防止断流后流道压力的下降，而且大大减小了储气罐容积，使该项技术得以满足工程实际的要求，为同类泵站的技术改造     

斜式轴流泵机组选型与方案比较

通过佛山市南海区西樵镇吉赞电排站机组结构的选型与研究,介绍斜式轴流泵机组的结构形式、技术参数及选型原则,阐述斜式轴流泵机组具有结构简单、安装维修方便、安全可靠的优点;对斜式轴流泵的结构与安装进行研究,提出改进意见。建议在低扬程地区泵站工程中推广与应用斜式轴流泵。     

叶片数对超低比转速斜流式水轮机的影响

叶片数是影响超低比转速斜流式水轮机水力性能的因素之一。文章利用Fluent 16.0软件,研究分析了不同叶片数模型在不同流量工况下,外特性曲线以及内部流场分布图。结果表明:不同叶片数时,流量从最高效率点向小流量变化时效率下降的速度要比从最高效率点向大流量变化时的快。对于具体参数组合的超低比转速斜流式水轮机,存在最优的叶片数使得其水力性能最优。     

对角泵叶轮内部流动与能量特性数值分析

利用RNGh紊流模型封闭时均N—S方程组，对一组对角泵叶轮的内部三维流动进行了数值模拟，在分析基本流态的基础上，对对角泵叶轮的能量特性进行了预测和比较。计算结果表明，对应于不同的叶片夹角，对角泵叶轮的能量性能差异很大。轴流泵叶片对角布置后，离心力的作用使对角泵叶轮的扬程提高，使得叶轮的最优比转数随叶片夹角的减小而减小。随着叶片夹角和流量的减小，对角泵叶轮的功率不是增加而是减小，功率特性由轴流泵逐步向离心泵过渡。与对应的轴流泵相比，对角泵的最优效率点向小流量方向偏移，但高效区变宽。叶片夹角为150。的对角泵叶轮的流量加权平均效率比对应的轴流泵叶轮高0．82％。因此，选择优秀的水泵水力模型，通过优化叶片夹角、叶轮室及轮毂的形状和尺寸，能够改善和提高对角泵叶轮的能量特性。