含沙水流对离心泵叶片局部磨损破坏的数值分析

为了研究离心泵叶片出现局部磨损破坏现象的原因,以甘肃景电二期所用的1200S56双吸离心泵为研究对象,基于Navier-Stokes方程和标准的k-ε湍流模型,利用Fluent软件对双吸离心泵固液两相流动进行数值模拟,通过对比清水工况下的实验和数值模拟结果,发现泵的扬程和效率误差均在3%以内,验证了数值模拟的可行性与准确性。通过分析在输送不同流体(清水和含沙水)时泵的内部流场发现:离心泵在不同工况运行时,回流出现在叶片的位置不同。大流量工况的会留位置与叶轮实际磨损位置一致。回流引起的磨损是导致离心泵叶片入口位置穿孔破坏的主要原因。     

螺旋离心泵固液两相流中的叶轮磨损分析

螺旋离心泵运送固液两相流介质造成叶轮磨损的问题较复杂.以模型泵为研究对象建立三维模型,利用FLUENT软件对其内部三维流动进行固液两相流数值模拟分析,用清水试验验证数值模拟计算的合理性.分别计算了不同固相体积分数下叶轮工作面的速度分布以及固相浓度在叶轮中的分布,并根据两相流中固相体积分数与叶轮的相对速度分布分析了叶轮的磨损.数值模拟结果表明:在螺旋离心泵的离心段,相对速度与固相浓度达到较大值,该段易产生磨损.     

基于FLUENT的双蜗壳离心泵径向力数值分析

利用CFD软件Fluent对HD型石油化工流程泵的不同工况作流场计算.采用雷诺时均方程和标准κ-ε湍流模型,压力和速度耦合采用SIMPLEC算法,对双蜗壳离心泵内部流场进行模拟,分析了双蜗壳泵静压力和速度场的分布规律,并对径向力进行了计算分析.通过模拟计算发现,数值模拟计算外特性曲线与试验曲线趋势一致,两者相对误差小于10%,说明应用数值计算结果建立的离心泵径向力计算模型具有一定的准确性.利用离心泵径向力的数学计算模型,得出各个工况下叶轮所受的径向力的大小和方向.结果表明,双蜗壳结构泵能有效地减小径向力,在设计点运行时径向力最小且不为0,偏离设计工况下径向力逐渐增大,但不同工况下径向力的变化不大,验证了双蜗壳能有效地平衡径向力.     

离心泵内空蚀流动的数值模拟

为了研究离心泵内部的空蚀流动,将一种完整空化模型和混合流体两相流模型相结合,应用于离心泵全流道内定常空蚀流动的数值模拟.根据模拟的结果,分别预测了离心泵在大流量、设计流量和小流量情况下运行时,流道内空蚀发生的部位和程度,重点考察了流量的变化对离心泵空蚀性能的影响,为离心泵在特定工况下运行时空蚀性能预测提供了理论依据.     

低比转速离心泵叶轮切割对隔舌部位性能影响的数值分析

对MH-47—100型低比转速离心泵在D1／D2〉0．9和0．8〈D1／D2〈0．9的情况下共进行了5次切割,通过数值模拟得到了切割之后离心泵的性能曲线,并对切割后的各性能曲线和切割后离心泵隔舌部分的外特性和内特性进行对比分析,结果表明：切割量应保持在10％之内;小流量下对叶轮外径切割后泵隔舌部位流动影响较大,大流量时影响较小．     

离心泵叶轮及导叶的三维实体造型研究

通过运行实例对多级导叶式离心泵叶轮与导叶的水力模型图绘制、三维实体造型的过程、方法作了详细的介绍,这项工作对提高叶轮、导叶的设计质量和效率具有实际意义,同时也为Gambit应用于离心泵过流部件提供了建模的理论依据．     

大型离心泵转子动力学分析

采用Fluent软件对某大型双吸离心泵内部流场进行数值模拟,计算得出不同流量下叶轮所受径向力,作为叶轮转子有限元分析的边界条件.应用ANSYS Workbench软件对离心泵叶轮转子进行模态分析,得到四阶固有频率和振型;加载径向力载荷后,不同流量下叶轮转子产生形变,其中0流量和0.4 Q0流量时泵密封环处形变量超出密封间隙设计值,为泵的密封环间隙的设计和修改提供了参考依据.     

离心泵非定常流场计算和影响使用寿命的因素分析

采用伯努利方程数值计算、流体动力学(CFD)、FLUENT数值计算模拟叶轮非定常流场的变化规律,定量分析影响指定大型离心泵使用寿命的关键性技术指标,结果表明:此型号大型离心泵实际工作流量大于设计流量(Q≥4 438.77 m3/h)时,叶轮入口就会形成△β≤-5.14°的负冲角,离心泵扬程H≤58 m,发生汽蚀现象.     

蜗壳进口宽度对离心泵性能影响的分析

通过改变蜗壳的进口宽度,对蜗壳与叶轮的匹配关系进行了数值研究．在保证蜗壳断面面积不变的前提下,重新设计了两个进口宽度与原型泵互不相同的蜗壳,分别与原型泵叶轮组合作为研究所用的模型．利用FLUENT软件对离心泵内部流动进行了三维定常和非定常数值模拟．计算结果表明：泵的效率和扬程均随蜗壳进口宽度的增加而降低;随着蜗壳进口宽度的增大,蜗壳扩散段内的低速区域扩大,进口处的速度值减小;速度分布越向壁面分散,漩涡的范围越大．     

叶轮口环间隙结构对离心泵效率的影响分析

叶轮口环对离心泵的性能有着重要的影响,口环间隙直接影响着离心泵的效率。而现有叶轮口环间隙的尺寸及结构影响着密封的效果,导致离心泵整体性能下降。基于此,本文提出一种梯形口环结构,能够有效减少水泵工作中的容积损失,提高离心泵的效率。     

大涡模拟与RNG κ-ε模型对离心泵数值计算的适用性比较

在泵试验结果的基础上,以低比转速离心泵M23-12.5为对象,将RNGκ-ε模型和LES模型计算得到的外特性曲线与试验曲线进行对比。研究结果表明:两种模型均可用于低比转速离心泵数值模拟计算,大涡模拟模型模拟结果与试验值吻合较好,更适宜预测低比转速离心泵外特性曲线。     

叶片进口几何参数对离心泵磨损规律的影响

基于Mixture多项流模型和标注k-ε湍流模型,壁面处设置成无滑移壁面条件,运用Fluent软件对某双吸离心泵的全流道进行固液两相流的数值模拟。分析了离心泵进口处的固体颗粒的体积分数、固体颗粒的直径对离心泵叶片进口磨损的影响,并且在原叶轮的基础上对叶轮进行改进。研究表明,在一定范围内,减小叶轮中间流线处进口安放角可以改善叶轮的抗磨损性能,并且改变叶轮进口安放角对离心泵的扬程、效率的影响不大;叶片进口工作面的磨损量大于相同位置叶片背面处的磨损量,且叶片进口的磨损量从前盖板至后盖板呈递减趋势;随着颗粒直径的增加,叶片进口工作面的磨损加剧而叶片进口背面处的磨损减轻。     

井下套管摩擦磨损研究概述

套管柱在建井、完井和油气生产过程长期承受载荷和环境的作用,由于力学、化学等作用,使用过程中会发生各种类型的失效,磨损就是其失效模式之一。在以往的研究中,套管的失效破坏研究主要集中在腐蚀失效和应力失效。然而,由于摩擦磨损而加速失效却很少有人关注。本人根据摩擦学基本理论,对井下套管的磨损机理和影响磨损的主要因素进行研究分析。     

计算域和离散方法对数值求解螺旋离心泵的影响

以螺旋离心泵为对象,利用CFD方法,在不同计算域和离散方法时,对其内流进行计算分析,比较了采用单体叶轮流道和从泵进口到出口的全流道为计算域、一阶和二阶迎风离散方法对计算结果的影响.     

钻杆-套管往复磨损研究

在井筒套管固定后,钻杆在井中旋转及起下钻时会不可避免的对套管内壁造成磨损,由于磨损套管的承载能力降低,会给以后的完井、采油和修井工作带来重大影响。套管磨损严重时将也会使套管的抗挤毁能力和腐蚀寿命大大下降。为了减轻磨损带来的损失,有必要对套管的磨损问题进行深入的研究。本文主要通过具体实验考查不同泥浆密度对套管磨损的影响。     

相变控温式光伏板的数值模拟研究

本文应用CFD软件进行数值模拟研究,分析了PCM应用PV板的控温效果、不同热导率的PCM对PV板的控温效果、PCM/PV系统在0°～90°倾角下的控温效果.结果表明,应用PCM对PV板进行持续控温是可行的,可以使PV板保持较低的运行温度;PV/PCM系统使用的PCM热导率越大,PV板的温度越低;随着PV/PCM系统倾角...     

Helmholtz问题的数值模拟

本文研究Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ问题的数值技术,利用特殊函数给出Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ问题解的表达形式及其数值实现的方法,最后给出数值模拟结果。     

诱导轮对航空燃油离心泵性能影响的研究

目前,对诱导轮对航空燃油离心泵的性能影响认识不足,针对此问题,设计了等螺距和变螺距两种形式的诱导轮,对其进行数值研究。在数值计算过程中,对采用等螺距诱导轮、变螺距诱导轮和不采用诱导轮三个模型在0.6Q、0.8Q、1.0Q、1.2Q、1.4Q五种工况下进行数值模拟,得到了外特性曲线以及泵内流场速度、压力分布。分析结果表明:在燃油泵主叶轮前添加诱导轮,可以小幅度提升泵扬程,较大程度提高泵的效率,相比于等螺距诱导轮,变螺距诱导轮的改善效果更好;添加诱导轮后,主叶轮入口流动情况得到改善,尤其在大流量工况下,低压区的分布减少,诱导轮对泵内流动的影响主要在叶轮进口处。     

基于Excel的离心泵设计方法

本文通过一个示例,介绍在模型泵的试验数据基础上,遵循泵的基本设计原理,通过电子表格"Excel"的函数计算与图表等功能,计算出拟设计的泵的叶轮尺寸、转速、级数、效率等数据,绘制出设计的泵产品的预计性能曲线。该方法可大幅度提高采用模型换算方法进行水泵设计计算的精度、数据的完整性,同时可以有效缩短产品设计计算周期。该方法可以作为改变泵的叶轮尺寸、转速、级数时,预测泵的性能变化使用。