导叶式混流泵叶片三坐标测量分析

针对导叶式混流泵叶片在实施加工前测量困难或无法测量的问题,应用UG软件对叶片型面进行分析,运用坐标转换原理对叶片尺寸实施坐标转换,为叶片的准确测量提供了最终的优化方案。     

高比转速混流泵叶轮设计方法

基于二元理论，用FORTRAN语言编程实现了高比转速混流泵叶轮的水力设计．给出采用流线迭代法求解轴面流动，应用逐点积分法进行叶片绘形，在轴面上进行叶片加厚和在保角变换平面上进行叶片头部、尾部修圆的基本理论和方法；讨论了轮毂比、速度矩分布函数、叶片进出口边位置等对设计计算结果的影响．该方法有效地提高了设计效率，具有设计计算精度高、得到的叶片表面光滑、叶片表面数据齐全、便于数控机床加工制造等特点，为高比转速混流泵系列叶轮的研发提供了一个平台．     

前置式自吸混流泵的开发与研制

介绍了自吸混流泵的工作原理、结构特点及设计要点。前置式自吸混流泵是在水泵叶轮前端，由Ｓ形泵盖与液环轮共同组成的自吸装置米实现泵的自吸．用这种方法可以简单方便地将任何前开门式单级离心泵和混流泵改成自吸泵，且不影响泵原来的主要性能．     

高比转速混流泵叶轮正反问题计算

基于Ωu=0的二元设计理论,用Fortran语言编程实现了高比转速混流泵叶轮的水力设计,讨论了轴面流道形状、速度矩分布规律、排挤系数对设计计算结果的影响。基于Navier-Stokes方程,在贴体坐标系和交错网格中,采用SIMPLEC算法,对依据不同设计参数设计出的两个叶轮内部流场进行了数值模拟,并将计算得到的流场压力分布和轴面速度分布进行了对比,同时对两个叶轮进行性能预估。结果表明,轴面流道形状和速度矩分布规律影响叶轮内部压力场和速度场的均匀性,导致两个叶轮性能预估值存在约2%的差别。     

LES和DES在流体动力噪声预报中的适用性分析

分别以静止机翼、螺旋桨和存在动静相互作用的混流泵为研究对象,采用大涡模拟(LES)和分离涡模拟(DES)计算其脉动流场,并预报对应的流动动力噪声.计算结果表明:当预报静止固体壁面对应宽带噪声时,LES精度要高于DES,且LES对应噪声结果与试验值基本一致;螺旋桨作为运动固体边界,基于DES所预报的螺旋桨负载噪声精度与LES相当;混流泵由于存在动静相互作用,使得DES对应的泵总噪声预报结果在中低频段与LES符合较好,但高频差别较大;此外,在泵进口截面叶轮引起的线谱噪声是总噪声的主要贡献者.     

基于正交试验的立式混流泵启动参数优化配置

在具体分析立式混流泵结构特征和启动特点的基础上,以水泵启动过程最大水锤压力为控制目标,设计正交试验表,进行三维水锤计算并分析水泵电机启动时间、蝶阀开启时间和水泵叶片角度等因素对水泵启动过程的影响,为立式混流泵启动操作优化提供了有力的理论依据.研究结果表明:随着电机启动时间的增加,水泵最大启动水锤压力逐渐降低,最大降幅为4.4%;随着蝶阀开启时间增加,水泵最大启动水锤逐渐上升,最大增幅为3.4%;而随着叶片角度的增加,水泵最大启动水锤压力的变化比较复杂;电机启动时间对启动过程最大水锤压力的影响最为显著,而蝶阀开启时间对最大水锤的影响最弱.同时,考虑到水泵在部分叶片角度下的扬程曲线中明显存在马鞍区域,从保障水泵正常运行安全性的角度出发,水泵启动参数的最优配置为:电机启动时间26 s、蝶阀开启时间30 s和叶片角度-3°.     

导叶式混流泵静态水阻分析

以某混流泵为研究对象,基于FLUENT软件,建立相对坐标系下的时均连续性方程及N—S方程,并采用RNGκ-ε模型、非结构四面体网格和SIMPLEC算法对该混流泵内部三维流动进行数值模拟,在分析网格无关性的基础上,得出流道内压力分布和速度分布规律,并得到在不同流量下,该混流泵总水阻和关键部位的水阻系数变化规律．研究发现,流量从800m3／h增大到1500m3／h时,其水阻系数基本保持不变,即对同一台泵,水阻系数只与泵几何参数有关,在不同工况下运行时,其水阻系数不变．     

混流泵叶片优化及基于状态方程模型的空化研究

在保证效率和扬程的前提下,为了最大限度地提高混流泵空化性能,利用基于正压流体状态方程的空化模型,开展了混流泵空化性能研究.发现原来采用速度系数法设计的5叶片混流泵叶片结构并不合理,泵叶轮设计工况下的临界空化余量较高.针对这一问题,增加混流泵的叶片数目为7片,并以效率和扬程作为目标函数,对7叶片混流泵叶片进口边形状、叶片前缘厚度以及叶片厚度变化规律进行了优化设计.混流泵优化前后3种不同叶片结构方案的空化性能对比分析结果表明:混流泵叶片进口边适当向进口方向延伸,叶片进口边前缘减薄,以及改变叶片厚度的变化规律,将使混流泵的临界空化余量大大降低.优化设计后的混流泵效率为90.857%,扬程为163.86m,优化后的临界空化余量为28.64m,相比优化前降低了45%,有效地改善了混流泵在设计工况下的空化性能,为今后该类高温高压混流泵的设计和优化提供了方向.     

混流泵叶轮切割规律的研究

根据混流泵叶轮的几何特征,给出了混流泵叶轮出口边的切割形式及其所对应的性能状况,并根据混流泵叶轮的切割规律,在ＡｕｔｏＣＡＤＲ１３．０环境下,用ＡＲＸ语言和ＤＣＬ语言编写了一套混流泵叶轮相似切割选型系统。经使用与真机试验对照,证实所拟定的切割方式和性能预估策略是可行的,选型系统的运行也是科学有效的