分享到:

离心泵复合叶轮短叶片偏置设计研究

0引言离心泵的圆盘摩擦损失与叶轮外径的5次方成正比,由于低比转速离心泵的叶轮直径较大,所以,低比转速离心泵的圆盘摩擦损失是影响其效率的一个主要原因。为了提高低比转速离心泵的效率,最直接的方法之一就是减小叶轮直径D2。但在转速不变的条件下,为了达到规定的扬程,D2降低以后,需要选用较大的叶片出口安放角b2和足够的叶片数Z。这样就产生了两个问题:一是叶片数较多就会导致进口处严重排挤,从而导致泵叶轮水力性能恶化。二是由于叶片出口安放角b2较大,叶轮过流流道扩散严重,也会影响泵的水力性能。为解决上述问题,对于低比转速离心泵,较好的方案就是设置短叶片,即采用复合叶轮。这样既避免了进口处的严重排挤,又解决了流道扩散问题。目前,在低比转速离心泵叶轮中,已经广泛采用偏置短叶片来改进离心泵的性能,但是具体如何偏置短叶片,目前依然是依据设计者的经验,本文以叶轮流道内不出现负的相对速度为目标,提出了短叶片偏置设计具体的计算公式。1复合叶轮的叶片数确定...  (本文共4页) 阅读全文>>

兰州理工大学
兰州理工大学

低比转速离心泵复合叶轮内部流场的数值计算

低比转速离心泵具有流量小、扬程高的特点,广泛应用于工农业生产各领域。由于低比转速离心泵要求有很高的扬程,因此就相应具有很大的外径D2。由于圆盘摩擦损失与叶轮外径的5次方成正比,所以导致泵的损失大,效率低。在比转速为40时,这种损失已经达到总的水功率的20%以上,在有些情况下甚至超过30%。所以,为了减少损失,最直接的方法就是减小叶轮外径D2。对泵而言,减小D2以后,为达到规定的扬程,必需选用较大的叶片出口安放角β2和足够的叶片数Z;但是过大的β2会导致流道扩散严重,易引起叶轮流道的严重脱流,使低比转速离心泵在小流量工况下运行不稳定。低比转速离心泵一直存在着效率较低、扬程曲线易出现驼峰以及轴功率过载等问题。针对这些问题,分别出现了加大流量设计、短叶片偏置设计和无过载理论的设计方法,并取得了一定成效。本文针对短叶片偏置设计方法进行研究,主要采用:所作的主要工作:1. 在分析离心泵叶轮内部水力损失的基础上,从数学原理和物理原理两方面讨...  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安理工大学
西安理工大学

带前置诱导轮的复合叶轮型离心泵数值研究

近年来,级环境下的流动成为叶轮机械动力学研究的焦点。尤其是低比转速复合叶轮离心泵内部的流动更加复杂,亟待解决的问题也更多。本文就带前置诱导轮的复合叶轮型两级离心泵的流动为研究对象,应用适合于叶轮机械内部复杂流动的有效数值模拟工具对各个过流部件进行系统的研究分析。本文基于N-S方程和标准的k-ε紊流模型,采用非结构网格,分析了不同工况下离心泵内部的定常流动。其中诱导轮的压力和速度分布均是从轮毂到轮缘径向且轴向增加,沿径向的梯度大于轴向的梯度。诱导轮和首级叶轮进口附近均有回流,且首级叶轮内长叶片压力面和短叶片吸力面侧的流动明显优于短叶片压力面和中长叶片吸力面的流动。正导叶压力由小变大,体现了导叶使得速度能转化成压力能的作用。反导叶的压力和速度变化不大,实现了其作为压水室的作用。次级叶轮的水力性能要明显优于首级叶轮。以诱导轮和首级叶轮为研究对象,通过改变诱导轮和首级叶轮的周向角度表明:诱导轮周向旋转主要影响到叶片进口,对于出口的影响很...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

江苏大学
江苏大学

带分流叶片离心泵全流场数值预报和设计方法研究

低比速离心泵广泛应用于国民经济各个领域,为了进一步提高其水力性能,改善内部流动状态,人们在叶轮相邻两长叶片之间添置分流叶片。课题组前期研究表明,添置分流叶片后离心泵的性能确有提高。本文在高等学校博士点基金项目的资助下,采用数值计算和实验验证相结合的方法,对带分流叶片的低比速离心泵进行研究,旨在找出分流叶片对全流场内部流动以及对低比速离心泵性能的影响规律,完善带分流叶片离心泵的设计方法。主要研究工作和创造性成果有:(1)简要回顾了离心泵内部流动测试与数值模拟的研究进展;讨论了分流叶片对低比速离心泵内部流动改善和效率提高的机理,并对其研究现状进行了分析;对离心泵的理论特性、内部流动机理和粘性损失作了较全面的概括。(2)总结了本课题组前期在分流叶片方面的研究工作:正交试验得出的分流叶片的几何参数对性能的影响情况,及CFD数值计算与PIV测试的对比结果等。在此基础上,针对分流叶片的进口直径和周向偏置度进行多方案设计和叶轮内的流场计算,深...  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州理工大学
兰州理工大学

超低比转速高速离心泵复合式叶轮内部流动及其性能研究

随着石油化工、冶金电力、航空航天等工业的迅速发展,离心泵也逐步向高速和大功率方向发展,而且随着离心泵输送介质的多样化,特别是在输送易汽化介质和输送低温液化气体等应用领域的不断扩展,扬程更高、流量更低的超低比转速高速离心泵得到了广泛应用。由于传统的以一元理论和相似理论为基础建立的速度系数法和模型换算法在设计超低比转速离心泵时具有一定的局限性,受到工作环境以及泵自身性能的限制,小流量泵在效率、可靠性以及稳定性等方面都需要进一步改进。本课题采用CFD数值模拟计算方法,对具有不同短叶片型式的GS25型超低比转速高速离心泵在设计流量与大流量、小流量等不同运行工况下进行全流场三维湍流数值模拟,对长短叶片复合式叶轮离心泵内部流动特性进行了较为深入的研究,旨在得到GS25型超低比转速高速离心泵复合式叶轮的最优设计方案,找出分流短叶片对内部流动及其性能的影响规律,本课题的主要研究内容和所做的主要工作如下:1、基于传统的离心泵一元设计理论,结合低比...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

扬州大学
扬州大学

长短叶片离心泵三维湍流数值模拟与PIV测试研究

低比转数离心泵在石油化工、航空航天等领域有广泛的应用,其特点是扬程高、流量小。按传统设计方法,低比转速离心泵常会出现效率低、扬程-流量曲线易出现驼峰、大流量易过载等问题。长短叶片是解决上述问题有效途径之一。本文采用数值计算与PIV相结合的研究方法,对分流短叶片的不同偏置位置、设计工况与非设计工况等情况下的离心泵内部真实流动特性进行了较为深入的研究,初步分析得出长短叶片离心泵叶轮内的三维湍流流动规律。研究的具体内容包括:1、为研究分流短叶片偏置对离心泵叶轮内部流场的影响,采用加大流量与速度系数相结合的方法设计了3副长短叶片离心泵叶轮。3副叶轮的长叶片骨线线型为单圆弧圆柱型,每副叶轮的长叶片型线相同。短叶片与长叶片间隔布置,其骨线线型为单圆弧圆柱型,每只短叶片进口均位于同一圆周上,且出口角与长叶片出口角相等。在偏置上,短叶片均适当向长叶片的吸力面偏置,短叶片进口偏置角和短叶片出口偏置角分别取0°、5°和10°三种水平组合。2、采用P...  (本文共113页) 本文目录 | 阅读全文>>