泵水力设计方法的研究现状

泵是流体输送系统的核心动力源,开展泵优化设计、实现节能降耗一直是流体机械领域的研究热点。文章回顾了基于一元、二元、三元流动理论进行水力设计的各种方法,总结了各个水力设计方法的优缺点;概括了近年来在叶轮、导叶、蜗壳水力设计方面的研究热点和主流方法,为今后泵设计方法的发展奠定了基础。以数值模拟结合三元流动理论和优化算法的设计方法已成为当前开展泵水力设计的主流手段,可以预期,随着计算机计算能力的进一步提高和优化算法的快速发展,泵的水力设计水平将会有大幅度提升并会促进泵行业的整体技术进步。     

基于正交设计法的潜水泵空间导叶水力优化

运用正交设计法,对井用潜水泵空间导叶进行优化设计,选取潜水泵空间导叶的进口宽度、导叶叶片轴向长度及导叶叶片出口边与导叶场域出口轴向距离,以扬程、效率及轴功率作为评价指标,基于正交设计法设计了9组方案.通过数值计算及极差分析结果表明:导叶叶片轴向长度对潜水泵扬程和轴功率影响显著,导叶进口宽度对潜水泵效率变化较为敏感,保证一定的导叶叶片与导叶场域出口距离能改善潜水泵性能.基于多目标优化设计,可以确定本次研究的最佳方案组合为空间导叶进口宽度25 mm、导叶叶片轴向长度101 mm及导叶叶片出口边与导叶场域出口轴向距离20 mm.通过分析前三级叶轮效率、导叶出口静压及流线分布图看出,优异的空间导叶设计使导叶内部流体状态较好,保证叶轮效率维持较高水平,同时泵内流体保持较好的流动稳定性.     

轴流泵,径流泵及混流泵流线型叶轮三元解析设计方法

在三元圆柱形坐标系中求解叶轮泵内流体连续方程,运动方程及能量方程,得到相对速度的分布及流面的解析表达式,再按照流面形状设计轴流,径流和混流泵叶轮轮盘及叶片。     

离心式泥浆泵的水力设计

通过若干台泥浆泵的设计研究,提出了叶轮、压出室设计中有关参数的选择方法。     

户用沼液泵水力设计及性能预测

为解决农村沼气池沼渣沼液清除难的问题,设计了户用沼液泵.通过对沼液泵工作介质的分析,确定各过流部件的结构形式,并对过流部件进行水力设计.在叶轮水力设计过程中,对于无法形成光滑内流道的问题给出具体、有效的解决方法,并通过三维造型进行校核,保证了水力设计的合理性.最后对沼液泵在不同工况下进行全流场数值分析计算,预测其性能.     

低比转数旋喷泵的试验研究

介绍了一种低比转数旋转喷射泵的结构、工作原理及性能特点．通过对产品的设计与试验，分析了叶轮及集流管的几何参数对旋转喷射泵水力性能的影响．     

新型井泵水力设计及内部流动的数值模拟

在改进QJ型深井离心泵结构的基础上,研究提出了一种SJB型新结构深井离心泵及其特殊的水力设计方法,即叶轮的极大扬程设计法和扭曲反导叶法．将叶轮外径延伸至泵筒内壁,采用斜切叶轮出口．导叶进口边扭曲,其余部分为圆柱叶片．运用CFD软件Fluent 6．0对模型100SJB8进行数值模拟研究,分析流场并预报其水力性能,经试制100SJB8样机并比较试验结果,表明模拟能较好地预测水力性能,为设计提供指导．     

350QJ500型潜水泵技术性能及经济性分析

原有生产的400QJ500型潜水泵口径大,生产制造比较困难,使得生产成本也提高,销售价格高,为了满足用户需求,从而提出研制开发350QJ500型潜水泵,该项目流量大、单级扬程高、适用井径小,节约原材料显著,生产制造成本低,具有广大的市场前景。     

余热排出泵叶轮与导叶匹配的水力性能研究

为了分析叶轮与导叶匹配对余热排出泵水力性能的影响,根据泵的性能参数设计了两个叶轮和两个导叶组合的四种方案.通过外特性试验得到:叶轮与导叶的匹配对余热排出泵在小流量工况和大流量工况范围的性能影响较大,而对设计工况下的性能影响较小.采用ANSYS CFX 14.5软件对余热排出泵叶轮与导叶的四种匹配方案进行数值模拟并对比分析了内部流场,结果表明:在0.40~1.62倍设计工况范围内,数值计算得到的性能曲线与试验结果有较好的一致性;不同工况下,导叶和叶轮的内部速度分布相互影响.     

一种双吸式血液泵水力设计

为了更好地满足体外循环装置和人工心脏的运行要求,该文采用RANS方法和SSTk-ω湍流模型对一种双吸式血液泵进行了三维定常湍流计算;在详细分析血液泵内部流动特征的基础上,对泵的水力部件如叶轮及压水室进行了设计优化,并探讨了各种设计对血液泵主要运行参数的影响。结果表明:压水室隔舌附近的流道容易出现较大的局部壁面剪切应力,是泵内血细胞容易受到损伤的危险区域;适当增大压水室断面面积有利于提高泵的水力效率;选择较大的叶片出口安放角时血液泵可获得较高的扬程,但采用径向叶片叶轮(出口叶片安放角为90°)时须设法控制流动扩散及其对泵性能的影响;所设计叶轮的平均壁面剪切应力为20～26 Pa,小于损伤血细胞的临界值。     

上海合流污水泵站高位井浑水模型试验研究

运用泥沙水力学及相似理论，合理选用密度轻于天然沙的酚醛塑料沙作为模型沙，对上海市污水治理二期工程线2号污水泵站高位井进行浑水水力模型试验和数值计算，以探讨高位井的水力特性及泥沙在高位井中的沉降、冲淤，输移规律。     

矿用离心水泵叶轮的优化设计

针对矿用离心水泵的设计特点,探讨了应用优化理论进行叶轮设计的方法。通过实例计算,证明该方法是切实可行的。     

深井泵柱塞修复工艺的探讨

机械设备中金属件的修复技术主要有:堆焊、热喷涂、槽镀和电刷镀。文中对四种金属件修复技术进行分析对比,并结合稠油深井泵柱塞的失效特点,说明了电刷镀是稠油深井泵柱塞修复的最隹方法,给出了电刷镀工艺流程及基本参数。     

离心泵叶轮CAD系统中流道几何模型的构造

提出了一种离心泵叶轮的计算机辅助设计方法,给出了保证叶轮流道光顺的几何模型;在按过水断面面积变化规律设计叶轮流道时,对轴面流道和叶片同时进行设计,使得最终设计出的叶轮轴面流道和叶片所确定的叶轮流道的过水断面面积积分布情况精确地符合设计目的。为提高离心泵叶轮的设计质量及效率提供了一个新的方法。     

改善机井离心泵吸水性能的研究

针对河南省清丰县某井灌区由于机井水位下降而造成机井离心泵无法正常工作的问题,对离心泵进行了全面的检测,并结合该井灌区的相关水文资料以及井、泵的性能参数分析,提出了改造离心泵以改善机井离心泵吸水性能的措施,即利用射流技术改善机井离心泵吸水性能。根据井、泵参数设计了射流装置,通过灌区应用,达到了预期目标,该方案为灌溉设备的改造提供了有效的参考。     

水液压内啮合齿轮泵的设计与制造

研制了具有抗泄漏、抗磨损、抗腐蚀能力的水液压内啮合齿轮泵。通过对其内部泄漏流量和运动副最佳间隙的数学建模、密封补偿机构的受力分析,完成了结构的优化设计和主要零件的设计。采用SF复合材料、9Cr18不锈钢、LC9铝合金为对偶磨擦材料,应用不锈钢表面等离子注入、铝合金表面微弧氧化的表面工艺,完成了齿轮副、密封补偿件、轴和轴承的制造。试验表明：在水介质、工作压力3．2MPa、排量32mL／r、转速1500r／min时,其容积效率为75％、总效率为71％。结果为水液压泵的研究提供了理论依据和技术参考。     

液泵性能测试系统的设计

介绍了ＰＺＳ－４型喷雾机械综合试验台的液泵性能测试系统部分设计原理，设计方法及其结构。     

导流壳几何参数选取及其对泵性能的影响

针对井用泵的特点，根据多个水力模型的设计、试制、试验，总结分析了流壳几何参数对泵性能的影响，提出了几何参数选取范围，有助于探索怎样提高潜水泵的性能。