轴流泵

摘要： 为探究某泵站轴流泵装置反向发电的水力特性,对该轴流泵装置反向发电工况进行全流道数值模拟分析.结果表明:轴流泵装置在额定转速进行反向发电时,其最优工况相比于水泵模式,水头和流量分别提高43%和38%;随着转速增大,效率-流量曲线呈现向大流量方向偏移趋势,高效区范围逐渐增大;导叶进口、转轮进出口压力脉动呈周期性,转轮进出口压力脉动受转轮旋转影响更为显著;压力脉动系数幅值沿径向由轮毂至轮缘逐渐增大,转轮出口的压力脉动幅值最大,约为转轮进口的2倍;在频域方面,压力脉动主频为叶频,次频为2倍叶频,在转轮进出口主频所对应的压力脉动系数幅值沿径向由轮毂至轮缘逐渐增大;在小流量工况,随着轴流泵反向发电运行时的流量越小,出水流道流线越混乱且涡带越明显.研究结果可为泵站轴流泵装置反向发电提供一定的理论支撑和工程运行参考.

摘要： 为了研究叶轮翼型轴向积叠方式对轴流泵水力性能和内部流场的影响,以轴流泵模型ZM25为基础,设计了5种不同方式的翼型积叠方案.保持轮缘处的翼型断面不变,其他翼型断面中心沿斜向直线积叠,积叠角度分别为-8°,-4°,0°,+4°和+8°.基于CFX对5种方案在不同运行工况下的水力性能与内部流态进行预测模拟,并将计算结果与试验测量值进行对比验证.研究结果表明:翼型由负角度积叠时,可以提高泵的扬程,但泵的效率降低;翼型由正角度积叠时,泵的效率提高,但扬程减小;对于泵的内部流场,翼型由负角度积叠时,可以改善叶片背面的压力分布,同时改善泵的空化性能和泵内部沿轴线方向的轴向速度分布,减小泵内的径向流动;翼型由正角度积叠时,可以使轴流泵出口的轴向流动更加均匀.研究结果可为轴流泵的设计提供一定的参考.

摘要： 轴流泵是环管反应器高密度聚乙烯(HDPE)装置的核心设备,其运行状况直接影响整个装置。轴流泵机械密封结构复杂而且密封腔压力高,介质具有危险性,选用安全、可靠的密封冲洗方案尤为重要。某HDPE装置轴流泵试车过程中出现了机械密封温度偏高、高压气囊意外磨损以及机械密封泄漏等情况,对存在问题逐项进行了排查分析。要保证轴流泵安全长周期运行,除确保机械密封的安全性外,在轴流泵安装初期把握好对中基准、焊接质量控制、弹簧调节等关键质量点,首次试车前进行全面检查同样十分重要。

摘要： 污水处理厂沉淀池利用原有设备进行改造,将原设计两侧吸泥泵、刮泥板方式改为中间单吸管吸泥方式,经过理论分析与实践验证,改造后单台设备日降低功耗30kW·h,提高了设备利用率,降低故障率和冷备数量,降低设备维修费和劳动强度。

摘要： 高比转速轴流泵广泛应用在防洪排涝等特殊场合,但其水力效率普遍偏低。为提高其水力效率,并达到节能效果,本文对比转速为1400轴流泵的叶轮与导叶采用正交试验进行水力优化,并探究优化前后泵的内流特性。先对轴流泵叶轮和导叶的几何形状进行参数化解析,对参数化后的控制尺寸设置控制因素,以水力效率为指标设计正交试验,并对正交试验结果进行极差分析,获得影响轴流泵水力性能的关键因素。依据关键因素下的相应水平,调整叶片翼型几何参数,获得叶轮与导叶正交试验优化后结果。结果表明,优化后的叶轮与导叶段的脱流与回流涡等现象均得到有效改善,且叶轮表面压力集中区域扩大,做功能力得到提高,使叶轮、导叶及出水管段的水力损失显著降低。正交试验得到的最终优化方案较于原型泵,其水力性能的水力效率提高了13.22%,且扬程提高至设计指标6.3 m。

摘要： 针对大型立式轴流泵站存在的典型故障,调查统计了5座立式轴流泵站。根据故障资料,对泵站主机组、辅机系统及断流设施进行案例分析,得出系统发生故障的主要部位及其主要原因。从泵轴及轴承故障、叶轮及导叶体磨损故障、叶调机构故障、电机定子短路故障、断流设施故障、主变及站变故障6个方面给出故障预防策略和防治措施。分析结果可为管理人员提供快速找到对应的故障处理方法,提高泵站智能化管理效率。

摘要： 南水北调东线工程江都第四抽水站在运行中发生了叶轮外壳气蚀严重、内嵌不锈钢开裂、叶片调节机构受油器发热抱死、叶轮密封老化导致漏油等故障,在进行维修性处理后,有必要对轴流泵可靠性进行分析验证.采用数值模拟技术从流场速度与静压分布、刚强度、拉杆受力等方面进行分析评估.分析结果验证了叶片、转臂的安全性,确定液压站外置、系统油路复杂是渗漏油故障多发的根源,提出并实施了内置式叶片调节机构改造,成功消除了渗漏油的隐患.

摘要： 关醒凡教授积毕生设计水力模型之理论和经验,主持设计的轴流泵和可调叶片混流栗水力模型,在南水北调工程天津同台测试的各比转速中均名列前茅;在黑龙江省某工程高扬程斜流泵天津同台测试中名列前茅;在一次大型蜗壳泵模型天津同台测试中亦名列前茅。多年来为许多单位设计了各种各样泵的水力模型,近两年来受厂家委托设计要求达到节能标准指标的水力模型,试验结果表明,成功的几率比较高。

摘要： 轴流泵在最优工况流量点的两侧效率下降快,在小流量工况时流量扬程曲线还存在马鞍形的不稳定流量区域。针对此问题为轴流泵设计了一种双层流道结构,此结构在几何上表现为在靠近轮毂侧从紧临叶轮出口边起延伸至后导叶体内增加了一个筒形隔板。以此内筒和导叶轮毂的间距与导叶流道宽度的比值λ作为变量几何参数,研究了不同几何参数对轴流泵外特性及内部流场的影响。研究结果表明:叶轮出口后的双层流道结构能够在不稳定流量区域提高扬程、减小流量扬程曲线的正斜率,扩大安全运行流量范围。在大于设计流量时,双层流道减少了导叶后流道近外壁区域的流动分离,显著提升了扬程。通过对比分析λ为1/3、1/4和1/5时的计算结果,发现双层流道在λ=1/3时扬程提升效果最佳,3种间距的扬程差别在4%以内。

摘要： 水泵流量是影响水泵运行效率和能量变化的重要参数之一,为明确轴流泵装置内各过流结构的能量变化规律,基于雷诺时均Navier-Stokes(RANS)控制方程和RNG k-ε湍流模型,对轴流泵内部流动情况进行数值模拟,分析各特征工况(小流量工况0.3 Q_(bep)、最优流量工况1.0 Q_(bep)和大流量工况1.2 Q_(bep))下装置全流道的压力和速度分布规律,探讨不同工况时各过流断面的能量变化。结果表明,随着流量的增加,进水流道水力损失逐渐增大,导叶体内水力损失随着流量的增大先减小后上升;弯管段水力损失随流量的增大逐渐减小;虹吸式出水流道水力损失随流量的增大逐渐上升。

摘要： 轴流泵广泛应用于水利工程、喷水推进以及化工过程中.为了保证泵叶与外壁不发生摩擦,在叶片顶部与外壁间都留有一定的间隙.间隙虽然很小,但其附近流动却很复杂,在很多情况下甚至会发生顶隙空化现象.采用数值方法,对轴流泵泵内流动特别是顶隙附近流动进行了研究.在OpenFOAM数值平台下,分别采用MRF方法和滑移网格方法,对某一型轴流泵泵内流动进行了数值模拟,分析了顶隙附近的涡流结构.结果表明,在顶隙附近存在复杂的涡系,不同涡流之间、涡流与壁面之间均存在明显的相互作用.通过两种数值方法的比较,检验了数值方法的可靠性,并为下一步的顶隙空化研究奠定了基础.

摘要： 本研究采用大涡模拟研究了不同间隙尺寸对轴流泵叶顶泄漏流及泄漏涡的影响,并结合高速摄影试验验证结果的准确性.对网格的过滤尺度进行验证,以保证不同间隙下的叶轮流道叶顶区内部网格尺度位于惯性子区内,使80％的湍动能得以直接求解.通过分析不同间隙尺寸下的速度场、涡量场及湍动能发现,叶顶区主要存在两种明显的泄漏涡结构,且间隙越大,涡结构尺寸越大,寿命越长.在泄漏涡所在区域,涡量及湍动能随着间隙的增大而增加,表明轴流泵叶顶区的黏性损失增大.不同径向系数截面的压力分布显示随着间隙的增大,叶顶泄漏涡对叶顶区流道的压力分布影响范围增大,致使叶轮在叶顶区的做功能力下降.结合数值模拟和试验结果发现不同间隙下泄漏涡空化所发生的位置及空化强度有所不同.当泄漏涡充分发展后,间隙越大,泄漏涡发生空化的强度越大,发生空化的范围也将增大.

摘要： 为了减小轴流泵在小流量工况运行时内部流动紊乱,确保机组的安全稳定运行,在轴流泵叶轮进口设置单喇叭进口和3种方案的双喇叭进口.采用软件ANSYS CFX,分别对不同的方案进行了三维不可压湍流数值模拟,并对单喇叭方案和双喇叭口方案进行性能试验.结果表明,虽然双喇叭进口隔板减小了进口断面面积,但对轴流泵稳定工作区域的扬程和效率无明显影响.在小流量工况下,双喇叭进口能有效改善轴流泵性能曲线的“马鞍区”,使得流量-扬程曲线变化平稳.并且在小流量工况下,叶轮进口液体回流的现象也得到明显抑制.进口间隙的宽度是双喇叭进口对轴流泵性能曲线的影响大小的重要因素.其中,方案2中双喇叭进口对泵的性能曲线中不稳定区域影响最明显.

摘要： 轴流泵内压力脉动是引起机组振动和噪声的主要原因之一,为了研究漩涡诱发水泵内压力脉动的机理,在喇叭管下方进水池底部、喇叭管口、叶轮进口、叶轮出口、导叶出口取若干压力脉动监测点.1.2Qd(即Q=38.4L/s).采用CFX软件,对轴流泵装置进行非定常计算,得到了大流量工况下(1.2Qd)不同特征断面的频域特性,结果表明:喇叭管下方漩涡发生位置与低压区位置一致,压力脉动最大幅值点发生在涡管中心底部,涡管中心底部的压力脉动Cp值约为非中心点处压力脉动Cp值的1.8-2倍.涡管中心处压力脉动次频发生在1倍叶轮转频处,可以判断出在漩涡中心带存在更加复杂的压力波动,存在明显的谐波波动,涡带的破裂会诱发强烈的压力波动;在叶轮进口压力脉动1倍叶轮转频处存在与漩涡同步的压力脉动次波,说明漩涡诱导的压力波延伸叶轮进口内部,漩涡引起的压力脉动增加了叶轮内部的流场紊乱状况,带来机组的性能下降、机组振动和噪声增加等问题.

摘要： 为了研究叶顶泄漏涡的三维结构及其空化特性,以某一轴流泵模型为研究对象,利用修正的滤波器模型(Modified Filter-based Model,MFBM)对轴流泵叶顶间隙流动进行数值模拟,并与试验进行对比.结果表明修正后的湍流模型可以很好地预测泵的水力性能和空化性能.通过轴向速度和湍动能分布,详细地解释了不同工况下叶顶间隙内的流场结构.利用最小张量法则,可以判别叶顶区的空化初生现象,且结果与利用最大旋涡准则预测的涡心涡量和压力分布相一致.通过叶顶区的三维涡量分布,揭示了叶顶泄漏涡的三维卷吸过程,表明了叶顶泄漏涡的空间结构.利用数值模拟和可视化试验,说明了叶顶空化涡的类型及其演变过程,尤其是叶片出口处几乎垂直于叶片吸力面的大尺度空化云结构,其初生机理及其诱导的流动失稳等现象将是今后研究的重点.

摘要： 本文基于URANS方法,采用SST湍流模型和滑移网格对轴流泵流场进行数值模拟,再使用快速傅里叶法研究轴流泵在不同工况下叶轮受到的扭矩脉动和内部流场压强脉动特性.数值计算表明:叶轮激振力频率是由叶轮和导叶的数目共同决定的;叶轮扰动流场,流场中的高幅值压强脉动的频率主要是叶轮叶频和倍叶频,导叶有阻碍抑制压强脉动传播的作用;工况的优劣影响流场压强脉动.

摘要： 建立了一个轴流泵叶片的设计优化系统,进行了轴流泵叶片的优化.提出了基于圆弧法的叶片的参数化造型方法;轴流泵的效率为优化目标,进出口角、出口角、扬程等为约束条件,应用多岛遗传算法对其进行空间寻优.以一台比转速为1500的轴流泵模型为算例,优化结果表明水力性能得到了明显提升,证明了该方法的高效可行.

摘要： 为了准确揭示轴流泵叶轮叶顶区的流场结构和空化形态,选用某一模型轴流泵进行数值模拟和空化可视化实验研究.研究结果表明,基于密度修正的滤波器湍流模型(Density Correction MethodBased Filter Based Method,DCMFBM)可准确预测汽蚀余量NPSH值,预测最大误差为7％;叶顶区轴向速度先减小后增大,泄漏流进入间隙时在压力面拐角处发生流动分离,在叶顶端面附近卷吸形成角涡,在离开间隙区前泄漏流又会重新附着在叶顶端面上;湍动能呈现先增大后减小的趋势,且峰值随着弦长系数的减小而增大.从模拟以及高速摄影得出的瞬态空化流可见,随着空化的发展,叶轮叶顶区泄漏流空化、射流剪切层空化以及泄漏涡空化共同构成三角形云状空化结构,在叶顶区片状空穴尾缘存在垂直云状空化涡(Perpendicular Cavitating vortices,PCVs)的脱落,造成了泵性能的急剧下降以及流场的不稳定.

摘要： 为了研究不同空化数下轴流泵压力脉动特性,选取南水北调工程天津同台轴流泵模型,在其泵叶轮段和导叶段外壁面各布置3个压力脉动监测点,通过降低进口压力,测量不同空化数下(α=0.80,α=3.32,α=8.00,α=12.12,α=15.63,α=19.61)各监测点处的压力脉动,揭示了不同空化数下轴流泵内部不同位置处压力脉动规律.试验结果表明:在空化条件下,叶轮进口P1的波形较为规则,压力脉动RMS值最大;随着空化数的不断降低,叶轮内空化趋于严重,叶轮进、出口压力脉动RMS值均是先减小再增大.对比不同监测点压力脉动频域分布,空化数较大即空化刚开始发生时,叶轮进、出口及导叶出口压力脉动主频均为叶频(BPF),其变化规律与无空化时一致;随着空化趋于严重,各测点主频均不为叶频,叶轮进、出口压力脉动的次频幅值升高取代主频,主频向2NF的低频处偏移;导叶出口压力脉动主频频率不断增强.

摘要： 采用三维雷诺平均N-S方程和S-A湍流模型对不同动叶叶顶间隙的喷水推进轴流泵流场和性能进行数值仿真.计算中选取的相对叶顶间隙δ(叶顶间隙尺寸与叶轮直径之比)分别为0.1％、0.3％、0.5％、0.7％.计算结果表明,随着叶顶间隙尺寸的增大,泵级水力性能降低;相对叶顶间隙增大到0.7％时,小流量工况下泵级的效率和扬程下降加快,设计工况下的叶顶进口处形成泄漏涡,泄漏损失增大.此外,随着叶顶间隙尺寸的增加,动叶进口狭窄的高压区得到改善,泵级角区分离减小,但泵级的水力性能却降低。

摘要： 本发明提供一种轴流泵叶轮和轴流泵，轴流泵叶轮包括导流帽1、叶轮叶片2和叶轮轮毂3；导流帽1为球体局部结构，叶轮轮毂3为圆台结构，导流帽1与叶轮轮毂3的底部相连，叶轮轮毂3的母线与球体局部结构的轮廓线相切；叶轮叶片2固定在叶轮轮毂3上，叶轮叶片2包括叶片前缘4、叶片后缘5和叶片轮缘5；叶片轮缘6的半径沿液流方向逐渐增大，且叶片轮缘6所在面为圆台侧面，叶片轮缘6所在圆台侧面的母线与叶轮轮毂3的母线相互平行。本发明采用外径渐变的叶轮，在叶轮进口处外径较小，增加液流和过泵生物的轴向速度，从而可以降低生物与叶片前缘4的撞击概率。此外，叶轮出口直径保持较大值，可保证泵扬程和效率满足泵站使用要求。

摘要： 一种加工轴流泵叶片用工装组合及轴流泵叶片的精密加工方法，属于机械加工技术领域，工装组合由粗铣工装、振动时效工装、磨削工装、半精铣工装、组合式气动吸盘工装和喷丸喷嘴工装共同组成，利用工装组合完成粗加工‑时效‑半精加工‑线切割切割外形‑时效‑精加工‑高速喷丸表面强化加工工序，工装组合新颖，工装操作简便，精密加工方法合理，提高了加工效率和加工精度，提升了叶片的抗腐蚀性能和疲劳强度，降低了使用过程中的变形缺陷，进一步提高了泵叶片的使用寿命。

摘要： 本发明公开了一种可提高轴流泵过鱼特征的轴流泵叶轮的设计办法，涉及流体机械领域，具体包括以下步骤：根据流线法设计符合要求原型叶片，将原型叶片的弦长进行延长得到长叶片；将长叶片与原型叶片间隔分布在叶轮流道中，得到叶轮的新型结构。该结构可以在保证效率和扬程变化不大的条件下有效降低小型鱼类通过时的撞击死亡概率。通过理论计算改进后的叶片前缘撞击概率与原型泵相比有大幅度下降，叶片撞击死亡率与原型泵相比也有所降低；通过CFD对改进前后的轴流泵进行数值计算，结果显示改进后的泵的扬程和效率及功率在设计工况点与原型泵相比相差不大。

摘要： 本发明提供一种轴流泵叶轮和轴流泵，轴流泵叶轮包括导流帽1、叶轮叶片2和叶轮轮毂3；导流帽1为球体局部结构，叶轮轮毂3为圆台结构，导流帽1与叶轮轮毂3的底部相连，叶轮轮毂3的母线与球体局部结构的轮廓线相切；叶轮叶片2固定在叶轮轮毂3上，叶轮叶片2包括叶片前缘4、叶片后缘5和叶片轮缘5；叶片轮缘6的半径沿液流方向逐渐增大，且叶片轮缘6所在面为圆台侧面，叶片轮缘6所在圆台侧面的母线与叶轮轮毂3的母线相互平行。本发明采用外径渐变的叶轮，在叶轮进口处外径较小，增加液流和过泵生物的轴向速度，从而可以降低生物与叶片前缘4的撞击概率。此外，叶轮出口直径保持较大值，可保证泵扬程和效率满足泵站使用要求。

摘要： 一种加工轴流泵叶片用工装组合及轴流泵叶片的精密加工方法，属于机械加工技术领域，工装组合由粗铣工装、振动时效工装、磨削工装、半精铣工装、组合式气动吸盘工装和喷丸喷嘴工装共同组成，利用工装组合完成粗加工‑时效‑半精加工‑线切割切割外形‑时效‑精加工‑高速喷丸表面强化加工工序，工装组合新颖，工装操作简便，精密加工方法合理，提高了加工效率和加工精度，提升了叶片的抗腐蚀性能和疲劳强度，降低了使用过程中的变形缺陷，进一步提高了泵叶片的使用寿命。

摘要： 本发明公开了一种轴流泵叶轮结构及其构成的轴流泵。叶轮由叶轮轮毂及其周向对称布置的叶轮叶片构成，叶轮轴向、相邻叶片之间设置有分流栅，各分流栅联接相邻叶片在叶轮轴向构成圆环。本发明叶轮设计结构在叶轮周向设置分流栅，分流栅的存在能改善轴流泵运行时叶轮出口和导叶壳入口的压力和速度分布均匀性，能有效地提高叶轮出口压力，使得导叶出口速度分布更趋均匀，防止噪音和喘振，提高运行的可靠性和稳定性，增强叶轮的结构强度，在高转速、高负荷运行场合节能效果显著。本发明叶轮能够有明显增加轴流泵运行时的可靠性和稳定性，提高叶轮的结构强度，改善轴流泵内的流场分布，该带分流栅叶轮的轴流泵特别适合于高转速和高负荷运行场合。

摘要： 本发明涉及一种轴流泵叶片角度调节装置，该轴流泵具有活塞、活塞杆、叶片(1)。该轴流泵叶片角度调节装置包括：固定连接在所述叶片(1)上的转臂(2)，滑动环(5)，该滑动环被构造为适于在该轴流泵的活塞杆的驱动下沿轴向上、下移动；若干平行连杆(13)，所述平行连杆布置在所述滑动环(5)的外周，每个平行连杆(13)的一端以可枢转的方式固定于轴流泵的叶轮轮毂(3)的内部侧面，另一端与滑动环(5)的径向外周以可枢转的方式相连接；插头连杆(14)，所述插头连杆的一端以可枢转的方式连接于平行连杆的两端之间，另一端则与转臂(2)以可枢转的方式相连。本发明还涉及一种具有上述轴流泵叶片角度调节装置的轴流泵。

摘要： 本实用新型涉及一种轴流泵叶片角度调节装置，该轴流泵具有活塞、活塞杆、叶片(1)。该轴流泵叶片角度调节装置包括：固定连接在所述叶片(1)上的转臂(2)，滑动环(5)，该滑动环被构造为适于在该轴流泵的活塞杆的驱动下沿轴向上、下移动；若干平行连杆(13)，所述平行连杆布置在所述滑动环(5)的外周，每个平行连杆(13)的一端以可枢转的方式固定于轴流泵的叶轮轮毂(3)的内部侧面，另一端与滑动环(5)的径向外周以可枢转的方式相连接；插头连杆(14)，所述插头连杆的一端以可枢转的方式连接于平行连杆的两端之间，另一端则与转臂(2)以可枢转的方式相连。本实用新型还涉及一种具有上述轴流泵叶片角度调节装置的轴流泵。

摘要： 本实用新型公开一种涵道式轴流泵用叶轮及涵道式轴流泵，属于水泵叶轮技术领域。该涵道式轴流泵用叶轮包括叶片座和叶片，所述叶片设置有若干个，并且均固定连接在所述叶片座上；所述叶片的顶端固定连接有磁铁座，所述磁铁座中安装有若干个永磁铁。永磁铁均匀分布在所述磁铁座上，所述磁铁座放置于定子线圈中，替代原来内转子永磁同步电机种的转子部分，随着磁铁线圈通电产生的磁场带动所述磁铁座转动。该涵道式轴流泵用叶轮能够实现了轴流泵与永磁同步电机相结合，极大的缩小了整体体积同时降低了机械能的损失，该涵道式轴流泵用叶轮用在涵道式轴流泵中，增大了涵道式轴流泵的使用范围。

摘要： 本实用新型一种立式化工轴流泵及熔盐轴流泵，两种泵体的结构相同，各自均包括一个电动机，所述电动机下端与电机支架可拆卸连接，所述电机支架下端与轴承支架可拆卸连接，所述轴承支架下端与泵体可拆卸连接；所述的泵体的吸液口与出液口的轴线相互平行，且位于泵体的不同侧。在所述泵体的底部为泵的安装底板。