螺旋离心泵

摘要： 针对螺旋离心泵运行时性能普遍偏低的问题,以某一典型螺旋离心泵为研究对象,应用计算流体动力学软件CFX对螺旋离心泵进行数值计算得到其内部流动规律.以在设计流量工况下的扬程和效率作为优化目标,采用P-B试验与多因素方差分析筛选出优化变量,采用径向基(RBF)神经网络建立优化目标与优化变量之间的预测模型,并结合差分进化(DECIMO)算法在样本空间内全局寻优.取扬程最优、效率最优和初始个体进行数值计算,对比分析泵输送不同介质(清水与固液两相流体)时的流场及其外特性差异,并进行试验验证.研究结果表明:叶片轮毂进口角β_(1b)、叶轮出口宽度b_(2)、叶轮出口直径D_(2)和叶片包角Φ是影响螺旋离心泵扬程和效率的显著因素;由RBF神经网络建立的预测模型精度较高;输送清水时,设计流量下扬程最优个体扬程为9.4 m,增长了13.5%;效率最优个体效率比初始个体提高了9.8%,优化效果显著.

摘要： 螺旋离心泵是一种防堵塞性能优秀、高效区宽广以及功率曲线平坦的单叶片杂质泵,主要应用于食品输送、污水处理和制浆造纸领域.但目前该泵设计方法尚不成熟,较为依赖设计者的设计经验,同时传统的螺旋离心泵水力模型设计方法和绘制过程较为陈旧,这也造成该种泵设计效率普遍不高,设计成本较大.因此本文通过研究现有螺旋离心泵的设计方法,对现有经验公式进行修改,并使用CFturbo和SolidWorks相结合的方法对螺旋离心泵水力模型进行开发.该方法能够明显简化设计流程,且设计出的泵水力性能较好,数值计算显示,该方法设计的比转速为145、包角为600°的螺旋离心泵优化后设计工况点的水力效率达到73.83%,最佳工况点的水力效率达到75.95%.

摘要： 通过对螺旋离心泵的三维建模、网格划分以及进行了全流道的定常数值模拟,采用ANSYS Mechanical+CFX方法对螺旋离心泵转子部件进行多工况单向流固耦合计算,对叶轮进行应力、变形分析,利用第一强度理论对结构进行强度校核,分析了叶轮由于变形过大或者结构由于强度不足而引起失效的可能性;对转子部件进行了模态分析,分别计算了不考虑预应力情况下系统在空气中的模态分布、考虑预应力情况下系统在空气中的模态分布(干模态)以及系统在水中的模态分布(湿模态),分析了预应力以及水介质对系统模态的影响,为结构部件的优化设计提供一定的参考.

摘要： 对螺旋离心泵三维建模、计算域的边界条件定义、建立叶轮旋转坐标系、进行全流道的定常数值模拟,将输送清水介质工况的螺旋离心泵数值模拟结果进行分析,得到计算域内的速度及静压分布规律;对不同气相体积分数工况下过流部件上的气相体积分布进行研究,分析气相体积分数的变化对泵性能的影响,分析在输送气、液两相流介质工况下螺旋离心泵的内部流场特性,对流道内气相分布规律进行深入研究,为螺旋离心泵的水力设计提供参考。

摘要： 采用双向流固耦合与非流固耦合计算对螺旋离心泵内外特性进行对比研究,分析了流固耦合作用对泵内部流场的影响.流场计算基于Reynolds时均化N-S方程和标准k-ε两方程湍流模型,采用多重坐标系法,结构响应基于弹性体结构动力学方程.两种计算结果表明,采用流固耦合计算的外特性更接近清水试验值,流固耦合作用对喉部及扩散段影响显著,在扩散段降速增压作用下,流固耦合作用对出口截面影响减弱,蜗壳水力设计时应适当考虑流固耦合作用.

摘要： 为了研究流体激励力对螺旋离心泵转子系统动力学响应的影响,以一台单叶片螺旋离心泵为研究对象,利用CFX 14.5对泵的内部流场进行了非定常计算,得到了不同流量工况下叶轮所受的径向力随时间的变化情况.建立了转子系统的有限元模型,对转子的临界转速和振型进行了分析,研究了以不同流量工况下的径向力作为外部激励时,转子系统的瞬态响应.结果表明:不同流量工况下,叶轮的径向力均呈周期性变化,周期和叶轮旋转的周期相同;径向力可以分解为恒定量和脉动量,随着频率的增加,脉动峰值逐渐减小;在设计转速下,转子系统不会发生共振;当考虑径向力的作用时,叶轮上监测点处的径向位移呈现复杂的周期性变化,径向力的频率成分会在振动过程中体现出来.%To investigate the effect of fluid excitation force on the dynamic response of screw centrifugal pump rotor system,a single blade screw centrifugal pump was used as research object. The internal flow field of pump was calculated by CFX 14.5,and the variation of radial force of impeller with time under different flow conditions was obtained. The finite element model of the rotor system was established,and the critical speed and the mode of rotor were analyzed. The transient response of the rotor system was investigated when the radial force was used as external excitation under different flow conditions. The results show that the radial force of impeller is cyclical under different flow conditions,and the period is the same as that of impeller. The radial force can be decomposed into constant amount and pulsation amount,and the pulse peak is gradually decreased with the increasing of frequency. At designed speed, the rotor system does not resonate. When the effect of radial force is considered,the radial displacement at the monitoring point of impeller presents complex periodic changes,and the frequency component of radial force is reflected in the vibration process.

摘要： In order to study the influence of unsteady vortex cavitation on outlet pressure in hydraulic machinery,a numerical analysis of unsteady vortex cavitation in screw centrifugal pump was presented using the computer fluid dynamic software CFD.It is found that under a certain operation condition,the pressure at the core of vortex formed by tip leakage secondary flow is lower than the ambient pressure due to the centrifugal force on the vertical flow which results in vortex cavitation if the core pressure becomes lower than the vapor pressure in screw centrifugal pump.The process of inception,development and collapse of vortex cavitation were obtained by the results as well.It is found that as the vortex cavitation occurs,the outlet pressure reduces considerably,and the outlet pressure fluctuates irregularly.%为了深入研究水力机械内部的不稳定漩涡空化对出口压力的影响进行,应用CFD软件对一台螺旋离心泵进行了数值模拟计算,发现在一定工况下,螺旋离心泵内部由经过轮缘间隙的二次流所导致的漩涡涡核低压处会发生漩涡空化,并且该漩涡空化有一个初生-发展-分离的过程,并且发生该过程时螺旋离心泵扬程出现大幅下降,出口压力也有相应的不规则波动.

摘要： 应用雷诺涡黏模型、DDPM(density discrete phase model,稠密离散相模型)及颗粒直径Rosin-Rammler分布方法,以黄河含沙水为介质,对一台100LN-7型螺旋离心泵内固液两相流动进行全三维数值模拟,并与基于Mixture混合多项流模型的泵内两相流动数值模拟结果进行对比分析,得到不同粒径和固相体积分数对应的泵过流部件的磨蚀规律及磨蚀强度.结果表明:颗粒混合状态不同会形成不同的粒径分布,混合粒径中平均粒径增大导致叶片进口边及工作面轮缘线附近磨蚀强度增大,平均粒径为1 mm时整台泵过流部件磨蚀率达到最大值,平均粒径继续增大磨蚀率反而降低;固相体积分数的增大使整台泵过流部件的磨蚀强度显著提高,叶片背面较其他部位磨蚀强度大;Mixture模型下固相体积分数较高部位与稠密离散相模型下颗粒磨蚀部位相对应,局部区域存在较高体积分数的固相颗粒增加了过流部件表面发生磨蚀的几率,但DDPM模型数值模拟表明只有部分颗粒参与局部区域的塑性磨蚀.%Taking the Yellow River silt-laden water as medium and using Reynolds eddy viscosity model, dense discrete phase model(DDPM), and Rosin-Rammler particle size distribution method, the full three-dimensional numerical simulation of solid-liquid two-phase flow in screw centrifugal pump was carried out and the result from Mixture model was compared with that from DDPM and analyzed.The erosion pattern and intensity of flow-passage components of pump was obtained for the case of different particle mean diameter and volume fraction.The result showed that various distribution of particle diameter might be formed due to the difference of Mixture condition and the erosion intensity at inlet edge of blade and near wheel edge line on pressure side of blade would achieve its increase with mean particle diameter of the mixture and erosion rate of all flow-passage components of the pump maximum in the case of the mean diameter being equal to one millimeter.Further increase of it would make the erosion rate decreased, instead.With the increase of solid-phase volume fraction, particle erosion intensity of all flow-passage components would rapidly grow and the key erosion position would be concentrated on suction side of blade.Higher-volume-fraction position of solid-phase in Mixture double-fluid model would correspond to particle erosion position with high-volume-fraction in dense discrete phase model.The solid-phase particles with higher volume-fraction at local zone would make the probability of erosion generation on the surface of flow-passage components increased but only a portion of particles would be involved in the plastic erosion at local zone.

摘要： With 150 ×100 LN-32 type screw centrifugal pump for the model,using the Multi-Fluid VOF mode and RNG k -εturbulence mode for the three-dimensional numeric simulation of solid-liquid two-phase flow in screw centrifugal pump.Comparing different particle size and concentration of solid-liquid two-phase flow field,analyzing the movement of solid particles in the screw centrifugal pump with a major diameter.Based on the volume-fraction of solid phase,pressure and velocity,the motion characteris-tics of large particles and liquid two phase flow in the screw centrifugal pump were obtained.Taking this as reference,the erosion of the screw centrifugal pump is analyzed.%以150×100LN －32型螺旋离心泵为模型，采用欧拉多流体、RNG k －ε模型对其内部进行三维数值模拟。对比不同颗粒粒径以及浓度情况下固液两相流场，分析了在大颗粒情况下，固体颗粒在螺旋离心泵内的运动情况。通过固相体积分数、压力以及速度分布，得出了大颗粒固液两相流在螺旋离心泵内的运动特性。并以此为参照，分析大颗粒情况下螺旋离心泵磨损情况。

摘要： 应用雷诺涡粘模型,DDPM(Density Discrete Phase Model,稠密离散相模型),颗粒直径Rosin-Rammler分布方法,以黄河含沙水为介质,对一台100LN-7型螺旋离心泵内固液两相流动进行全三维数值模拟,并与基于Mixture双流体模型的泵内两相流动数值模拟结果进行对比分析.得到不同粒径和固相体积分数对应的泵过流部件的磨蚀规律及磨蚀强度.结果表明,颗粒混合状态不同会形成不同的粒径分布,混合粒径中平均粒径增加导致叶片进口边及工作面轮缘线附近磨蚀强度增加,平均粒径为1mm时整台泵过流部件磨蚀率达到最大值,平均粒径继续增加磨蚀率反而降低;固相体积分数的增加导致整台泵过流部件的磨蚀强度显著提高,叶片背面较其他部位磨蚀强度大;Mixture双流体模型下固相体积分数较高部位与稠密离散相模型下颗粒磨蚀部位相对应,局部区域存在体积分数较高的固相颗粒增加了过流部件表面发生磨蚀的几率,但只有部分颗粒参与局部区域的塑性磨蚀.

摘要： 为了研究泵内部空化特性,对一台螺旋离心泵内部的空化流进行了数值模拟,发现随着模型泵轮缘间隙大小不同,螺旋离心泵内部空化流有不同的形态.当轮缘间隙为1.3mm时,泵内部轮缘间隙处发生了漩涡空化;当轮缘间隙为2.9mm时,在泵叶片进口处发生了回流涡空化.

摘要： 基于雷诺时均N-S方程和RNG k-ε湍流模型对螺旋离心泵内部流动进行了全三维数值计算.获得了泵内不同流量、不同瞬时叶轮轴向力、径向力和流场内不同监测点压力脉动规律.结果显示非定常与定常数值模拟获得的扬程,效率误差均不超过2.5％.蜗壳内所有监测点压力脉动随时间变化有明显周期性,蜗壳中部P3 点上压力有较剧烈地波动,同时出现二次压力脉动.在扩散管区域且靠近隔舌P2 点的压力波动幅度随着流量增加变化最为剧烈,当流量增加1 倍时压力脉动幅度增加了4倍多.叶片进出口工作面与背面监测点压力脉动随时间变化也有明显的周期性,工作面压力波动幅度大于背面,当流量增加时波动幅度有明显加大,流量变化对叶片进口压力脉动影响大于对叶片出口的影响.

摘要： 鉴于固液两相流在流体机械内部存在速度滑移现象,极易形成流体分层,导致压力梯度和密度梯度增大,进一步加剧了流体运动的复杂性,为讨论该情况下浮力效应对涡旋形成的机理,采用流体力学理论,利用数值模拟方法,对固液两相流在螺旋离心泵内部流动进行了模拟和分析.结果表明:速度滑移现象在体积浓度较大情况下更加明显,流体在各维度上分层使得浮力效应突出,该效应下等密度面线和等压线的斜交形成涡旋,同时,会使各流体层之间剪切力增大,流体呈现强非线性非定常湍流流动.结论揭示了浮力对于涡旋形成的作用机理,对于改善固液两相流在流体机械内部流动状况具有一定的指导意义.

摘要： 针对螺旋离心泵采用一元理论进行水力设计中存在的问题，分析了轴面流线在叶片进口、出口边分点难以确定的原因，参考螺旋离心泵的水力设计方法，给出了螺旋离心泵叶轮水力设计的改进方法。通过实例给出了螺旋离心泵叶轮水力设计改进方法的具体应用，并绘制了轴面投影图、轴面截线图和叶片剪裁图，解决了该类型泵流线剪裁图上进口边难以确定以及螺旋离心泵叶轮离心部分轮缘处流线不易表现等问题。

摘要： 为分析双叶片螺旋离心泵内部流动压力脉动和径向力的特性，以ZJ200-25型螺旋离心泵为研究对象，采用 Navier-Stokes方程和标准SST k-ε湍流模型对其内部流场进行了多工况全流道非定常数值模拟。在叶轮与蜗壳耦合面上以及泵进出口处设置了7个监测点，计算得出了各监测点的压力脉动时域及频谱特性。计算结果表明，各工况下螺旋离心泵内压力波动呈明显的周期性变化规律；轴频和叶频是流道内压力脉动的主频：叶轮与蜗壳耦合处以及隔舌处的压力脉动主频基本为轴频，进出口压力波动主频接近叶频；进口脉动幅值相对出口及泵内脉动幅值很小，高频成分也相对减少；同一监测点在不同流量下主频相同，但主频振幅各不相同，设计流量下的主频振幅最小，小流量下的主频振幅最大。文中所得结论有助于掌握螺旋离心泵内压力脉动特性，为进一步优化螺旋离心泵的水力和结构设计提供重要的依据。

摘要： 为研究螺旋离心泵水力不稳定特性，采用标准k ?ε湍流模型，Mixture多相流模型与SIMPLEC算法对150×100LN-32型螺旋离心泵设计工况进行了一个周期固液两相非定常流动的数值模拟。分析了蜗壳截面在不同时刻的静压分布，由于叶轮和蜗壳的耦合作用以及螺旋段的逐级加能的作用使得蜗壳内静压呈周期性变化；结果表明：蜗壳内固相体积浓度的分布规律，随着时间的推移，固相体积分数最大区域逐渐靠近蜗壳出口，且固体颗粒主要集中在径向尺寸较大的蜗壳壁面上；由于压差的作用，流道内的漩涡主要分布在叶片的吸力面附近，当蜗壳出口段压力达到最大时隔舌处的回流最为严重。

摘要： 根据螺旋离心泵叶轮结构特征，通过数学建模，推导了螺旋离心泵叶轮叶片的型线方程。在此基础上，绘制了螺旋叶轮及泵体的三维几何模型，通过CFD数值计算，研究了其外特性。通过与原型机的性能试验结果比较，证明了这种设计方法的可行性。该设计方法避免了一元理论水力设计保角变换方法作图的繁杂和对设计经验的依赖，对螺旋离心泵的快速叶片绘型，提高设计精度，计算机辅助设计与三维内部流场的数值研究有重要意义。

摘要： 利用滑移网格技术，考虑不同时刻旋转域和静止域间的相对位置，应用连续界面传递法，模拟了动静干扰的单叶片和双叶片螺旋离心泵内部的非定常流动，给出了相应的进出口压力脉动曲线，并分析了单叶片与双叶片螺旋离心泵压力脉动因素。

摘要： 针对螺旋离心泵不同的叶片设计方案，采用标准κ-ε湍流模型对其进行三维流场数值模拟。通过模拟分别获得了常规叶轮和添加分流叶片螺旋离心泵的外特性、压力分布和叶轮上径向力特性，并对其进行分析比较。结果表明：采用分流叶片后，螺旋离心泵的扬程在各个工况下有20%到40%的提升；效率在小流量和设计流量下略有降低，但在大流量下有所提高，最高效率点向大流量偏移；叶轮出口和蜗壳入口的压力在采用分流叶片后分布更为均匀；叶轮上径向力在采用分流叶片后在各个工况下均有大幅下降，且叶片的质心越接近叶轮的轴线，叶轮上的径向力越小；采用不同包角分流叶片的叶轮上最小径向力均向大流量方向偏移。最后总结了分流叶片的添加方案。

摘要： 本发明涉及一种离心泵，其包括：外壳、容纳在外壳中的内壳、环绕中心轴线可旋转地支撑在内壳中的叶轮、与叶轮同心地布置的入口以及切线方向的出口，所述外壳包括杯形部件、罩部件和将所述罩部件安装到杯形部件上的安装装置，其中，安装装置包括具有相互作用的螺旋形状的安装设备，安装设备以这样的方式连接与杯形部件和罩部件相关联，即：安装设备在一个方向上围绕轴线的相互旋转，导致所述部件的相互固定位置，安装设备在相反的方向上围绕轴线的相互旋转，导致所述部件的相互拆卸位置。

摘要： 本发明涉及离心泵技术领域，尤其涉及一种离心泵叶片的尾部修型方法、离心泵叶轮及离心泵，包括以下步骤：在叶片的原出口边上取一个A点，使A点距离叶片的压力边的弧作为修型后的出口边；轮盘的圆心与A点连线的延长线作为x轴，A点为切点做叶片的出口圆的切线作为y轴；以A点为起点做与y轴正向呈锐角或直角并沿x轴负向延伸的射线；以轮盘的圆心为圆心，做直径小于叶片的出口圆直径的第一辅助圆，射线与第一辅助圆的第一个交点为B点；直线连接A点与B点，做斜角切割；以轮盘的圆心为圆心，做直径小于第一辅助圆直径的第二辅助圆，叶片的吸力边与第二辅助圆的交点为C点；弧线过渡切割连接B点与C点。

摘要： 一种用于离心泵的叶轮，其包括圆盘形的护罩，圆盘形护罩具有中心轴、正面、背面和圆形周边以及在护罩中心的毂，毂具有轴向的钻孔。叶轮还包括在护罩正面上的第一组叶片，第一组叶片从周边向毂径向向内延伸；在护罩背面上的第二组叶片，第二组叶片从周边向毂径向向内延伸；在护罩背面上的平衡区域，平衡区域从毂径向向外延伸；以及护罩上的多个开口，该多个开口被设置成允许液体从护罩的一侧流向另一侧。

摘要： 本发明中公开了一种离心泵、离心泵控制系统与控制方法及高速离心泵机组，离心泵，包括：蜗壳；在蜗壳内设置有叶轮组件，所述蜗壳上位于进水一端设置有沿水平方向设置的滑套；进口型环；所述进口型环包括与滑套之间形成配合的调节套，所述调节套伸入设置到滑套内，与滑套之间形成滑动配合；工况调节机构；所述工况调节机构用于沿水平方向调节进口型环在蜗壳内的位置，通过改变工作腔的大小来调节离心泵的工况。本发明通过对泵体结构进行设计，在离心泵运行过程中通过调节工作腔室的大小实现对工况流量的调节，并且能够在离心泵出现异常情况时，通过对工作腔室大小的微调，使离心泵恢复到正常工况。

摘要： 本发明涉及离心泵技术领域，尤其涉及一种离心泵叶片的尾部修型方法、离心泵叶轮及离心泵，包括以下步骤：S1，在叶片的原出口边上取一个A点，使A点距离叶片的压力边的弧作为修型后的出口边；S2，轮盘的圆心与A点连线的延长线作为x轴，A点为切点做叶片的出口圆的切线作为y轴；S3，以A点为起点做与y轴正向呈锐角或直角并沿x轴负向延伸的射线；S4，以轮盘的圆心为圆心，做直径小于叶片的出口圆直径的第一辅助圆，射线与第一辅助圆的第一个交点为B点；S5，直线连接A点与B点，做斜角切割；S6，以轮盘的圆心为圆心，做直径小于第一辅助圆直径的第二辅助圆，叶片的吸力边与第二辅助圆的交点为C点；S7，弧线过渡切割连接B点与C点。

摘要： 本实用新型提供一种化工离心泵泵体，化工离心泵泵体的外侧面上设置有出口，化工离心泵泵体内设置有排出流道，排出流道包括径向流道和轴向流道，径向流道通过轴向流道流体连通出口。较佳地，径向流道沿径向的长度小于轴向流道沿轴向的长度。轴向流道沿轴向的长度沿化工离心泵泵体的周向固定不变。轴向流道沿轴向的连接径向流道的一端较小，轴向流道沿轴向的远离径向流道的另一端较大。轴向流道沿远离进口的方向延伸。还提供了具有该化工离心泵泵体的化工离心泵。本实用新型的化工离心泵泵体及具有该化工离心泵泵体的化工离心泵占用空间小，结构可靠，效率高，安装简单方便，且结构简洁，制造简便，成本低。

摘要： 本实用新型提供一种化工离心泵泵轴轴封结构，包括泵轴和管道，泵轴可转动穿设在管道中，管道的接触泵轴的内壁上或泵轴的接触管道的外壁上设置有螺旋槽，螺旋槽的旋向与泵轴的旋向相反。较佳地，还包括轴套和滑动轴承，轴套套设在泵轴的外壁上，滑动轴承安装在管道的内壁上，轴套位于滑动轴承内，螺旋槽设置在滑动轴承的接触轴套的内壁上或轴套的接触滑动轴承的外壁上。还提供了包括该化工离心泵泵轴轴封结构的化工离心泵。本实用新型的化工离心泵泵轴轴封结构及具有该化工离心泵泵轴轴封结构的化工离心泵密封效果好，相对寿命长，无需频繁更换，免维护，使用方便，维护成本低，且设计巧妙，结构简洁可靠，制造及安装简便，适于大规模推广应用。

摘要： 本实用新型属于泵盖技术领域，具体为一种延长离心泵使用寿命的离心泵泵盖，包括封闭部和连接部，所述连接部环绕设置在封闭部的一周；所述封闭部的下表面为上凸状，所述封闭部的下表面上凸处设置耐磨盖；所述耐磨盖包括盖体，所述盖体上开设有轴孔，所述封闭部上开设有与轴孔位置对应且相适配的通孔；所述盖体包括基盖体和耐磨涂层，所述耐磨涂层设置在基盖体背离封闭部的一面。通过耐磨盖的设置，对封闭部起到保护的作用，使得封闭部的使用寿命显著增加；封闭部与耐磨盖可拆卸连接，使得耐磨盖方便更换，在磨损严重时，直接更换，封闭部还可继续使用。

摘要： 一种螺旋离心泵(1)，包括一个有一入口孔(3c)的泵壳(3)和一个设置在该泵壳(3)中而可围绕转动方向(4a)的旋转轴线(2d)转动的叶轮(2)。叶轮(2)有一个螺旋形延伸的切片入口缘(2a)和一个凸入叶轮(2)的内部空间中并设置在入口孔(3c)的区域内的导叶(5)。也描述了一种利用该泵输送充满固体添加物的液体的方法。

摘要： 本实用新型公开了一种便于更换的螺旋离心泵用螺旋离心叶轮，包括外筒、螺旋叶片、矩形通孔、内筒、圆形通孔、中心轴、套筒、弹簧、连杆、平键，所述外筒表面焊接所述螺旋叶片，所述外筒内设有所述内筒，所述内筒内设有所述中心轴，所述中心轴两端通过盖板与所述内筒两端固定连接，所述中心轴一侧两端分别固定安装有所述套筒，所述套筒内固定安装有所述弹簧，所述弹簧固定连接所述连杆，所述连杆一端位于所述套筒内，另一端贯穿所述内筒，并与所述平键固定连接，所述平键贯穿所述矩形通孔，可以很方便地拆卸和更换外筒以及螺旋叶片，节省更换时间和人力，提高叶轮更换效率。