为研究叶轮出口角以及分流叶片布置方式对高速超低比转速燃油泵扬程和效率的影响规律,选取复合叶轮的4个因素,叶片出口角β2、叶片数z、分流叶片周向偏置度θ和偏转角α,基于正交试验设计法设计16组不同参数及结构的复合叶轮,对正交试验结果进行极差分析后得出各因素对扬程和效率的影响规律以及主次顺序,并最终得到高速燃油泵复合叶轮的最佳设计方案。其次,基于CFD数值模拟对常规无分流叶片设计方案与最佳设计方案进行外特性及流场分析,结果表明:最佳方案的扬程和效率在整个模拟工况内均有所提升,其中在实际工况Q为0.5 m~3/h下扬程较常规方案提高了10.4%,效率提高了4.8%。除此之外,最佳方案实际工况下的内流场压力分布与速度分布更加均匀,有效削弱了叶轮流道内的大尺度旋涡以及间隙泄漏对主流的干扰作用。

为研究叶顶间隙对离心泵气液两相流特性的影响,以比转速为33的半开式叶轮离心泵为研究对象,设计了四种叶顶间隙值(0.3 mm、0.5 mm、0.7 mm、1 mm)的模型泵,采用Eulerian模型对各间隙值模型泵进行了不同进口含气率(IGVF)不同流量工况下气液两相流动进行了数值计算,得到了不同IGVF下各模型泵的外特性曲线,并分析了叶顶间隙变化对模型泵外特性及其内部流场影响规律。结果表明:当IGVF≤5%时,气相在泵内的聚集程度较低,叶顶间隙泄漏流动是影响模型泵性能的主要原因,模型泵的性能随间隙值的增大而减小,0.3 mm间隙值为最佳间隙值;当IGVF=12%时,气相在泵内高度聚集,导致叶轮内部流动极为紊乱,湍动能的分布范围和强度也逐渐增强,由此造成的能量损失是导致模型泵性能下降的主要因素,其中0.5 mm间隙值模型泵的湍动能分布和强度最小,此时模型泵的性能达到最佳。

为了研究尾水管导流板对离心泵作透平时内部流动的影响,采用ANSYS-Fluent软件,对增加尾水管导流板的液力透平内部流动状态进行数值模拟。通过安装尾水管导流板,使得尾水管实现收集叶轮出口液流并修正流动方向的作用,从而消除了叶轮流出液体的旋转运动,即消除尾水管中液体的圆周分速度,进而减少了由旋转造成的液力透平水力损失。对比分析了不同工况下有、无尾水管导流板时液力透平尾水管与叶轮内部的流动状态,揭示了尾水管导流板对液力透平各个过流部件流动状态的影响。研究结果发现:通过对透平尾水管加导流板对离心泵作透平尾水管和叶轮内部流场的流动状态有明显的改善,显著提高了泵作透平的水力效率,扩宽了离心泵作透平的高效运行区。

为研究叶顶间隙的改变对半开式叶轮离心泵内部流场及性能的影响,选取某半开式叶轮离心泵进行全流道数值模拟。结果表明,不同相对间隙下叶轮内压力变化大体趋势一致,沿着叶轮进口到叶轮出口等压线周向呈均匀分布,且总压由叶轮进口向出口逐渐递增;随着相对间隙值增大,沿圆周方向叶轮流道内压力梯度逐渐减小,由于叶顶间隙增大使叶轮流道中高压流体沿着轴向的泄漏量增加引起叶片做功能力减弱,叶轮叶片出口处局部高压区逐渐减弱。在同一径向位置间隙层中靠近叶片工作面附近流体压力较背面大,且在叶片工作面与背面两侧间隙层存在较大的压力梯度。间隙层出口处存在局部高压区,随着间隙值的增大该局部高压区有所减弱,不同相对间隙值下相对速度沿径向均匀增大。叶轮轴向截面内存在着回流、绕流等不稳定流动,轴向截面中有明显的回流涡...

基于离心泵基本理论,提出一种基于两个工况点的针对离心泵的优化方法,使离心泵在保证设计工况点扬程以及效率不受影响的情况下,优化另一工况点的扬程与效率。利用离心泵的基本原理,理论扬程-流量计算公式和扬程-流量计算公式,针对计算离心泵的两个几何参数:离心泵进口直径D1以及出口处叶片与盖板的夹角λ2,推导得到基于两个工况点的计算式。又采用m91-50型离心泵进行两工况优化设计方法验证,根据推导得到的两项离心泵几何参数计算式计算得到的

对液环泵壳体型线进行优化分析,提出了基于直接自由曲面变形(DFFD)方法的液环泵壳体型线的响应面优化方法.采用DFFD方法对液环泵壳体型线进行精确的参数化控制,在控制变量空间进行了试验设计,采用VOF模型对液环泵内的气液两相流动进行数值模拟,对液环泵壳体型线进行响应面优化分析,建立了液环泵壳体型线与其进口真空度及效率之间的响应关系,实现了对液环泵进口真空度及效率的优化.算例优化结果表明壳体型线对液环泵水力性能有较大的影响,在一定范围内可实现泵效率及进口真空度的提高;具有较大吸气区面积扩散比的壳体型线所对应的液环泵具有较高的进口真空度,而泵的效率随该面积比的变化规律正好相反;在试验设计变量空间,泵的效率随其进口真空度的增大近似呈线性下降趋势.

以双叶片螺旋离心泵为研究对象,选用k-ε标准模型,采用CFD软件Fluent计算双叶片螺旋离心泵的三维内部流场。通过对双叶片螺旋离心泵内部流动速度、压力分布与捕捉到的流动冲击、间隙流等重要现象的分析,为双叶片螺旋离心泵的性能改善提供了可靠的信息。通过分析,提出了在设计双叶片螺旋离心泵时的一些改进措施。

针对一种国内生产的双吸泵，利用CFD软件对其内部流场进行数值模拟，依据一元理论对叶轮的水力设计进行检查。在不改变原叶轮设计的基础上分别将叶片进口边三次后移构造出三种叶型A1、A2、A3。数值计算结果表明：在任意工况下叶轮A2的效率比A1、A3的效率都高，且在最优工况下叶轮A2的最高效率比原叶轮的效率高5．8％，高效区也明显变宽。研究表明，在推荐值1—1．3以外时，叶片间有效进出口面积的比值并非越小，泵的性能越好；叶片进口边的位置对泵的性能有很大的影响，适当改变进口边位置可以有效地改善叶轮进口的流动状态。

船用离心泵是运用非常广泛但是研究却相对较少的新型泵。在性能参数、结构特点和运转条件等方面就有着许多明显不同于其他泵的地方。该文介绍了船用泵的工作原理，总结了它的国内外研发现状，并介绍了船用泵的主要泵种——液压马达驱动的潜水货船泵，包括它的工作原理、用途，以及对下一步研发新突破点的重要剖析，为以后的研究做了基石。