冲压式多级泵水力性能的数值模拟及实验验证
应用CFX软件及标准k-ε湍流模型和多参考坐标系,实现了冲压式多级离心泵任意一整级(包括叶轮、导叶及泵体)的全三维流场的数值模拟。通过分析冲压泵内流场的压力分布和流速分布,进而计算出泵的特性曲线,并与实验性能曲线进行验证,为冲压泵的优化设计提供参考。
多级泵内部流场的三维数值模拟及性能预测
利用cfd软件fluent对多级导叶式清水离心泵的内部流场进行了数值模拟,得出了叶轮及导叶内部流道的速度和压力分布规律,并发现了叶轮进口回流,出口的二次流动特征等叶轮内部流动的细节,导叶出口区产生了一个低压区等流动特征。然后根据自编计算软件利用计算得到的速度场数据计算出泵的扬程、功率、效率和流量之间的关系曲线,并与试验数据进行了比较。结果表明:在设计工况附近,预测值与试验值吻合较好,在其它工况点,特别是小流量工况点,误差较大。
多级冲压泵三维流场的瞬态数值模拟
运用cfx流动软件的滑移网格和标准的k-ε湍流模型对工业中常用的dl型多级冲压离心泵整级进行了全三维瞬态流场的数值模拟,分析泵内叶轮与导叶间的动静干扰问题。滑移网格分别设置在多级离心泵叶轮出口、固定导叶入口与泵内流体之间的交互界面,对每个时间步求解流动方程。在任一个叶轮旋转周期内,分析叶轮入口和出口的总压值出现脉动信号频率与叶轮叶片数的关系。分析了叶轮入口和出口处总压波动的幅度。该三维非稳态模拟结果为多级冲压离心泵的水力优化设计提供了依据。
低比转数冲压多级泵叶轮内三维流动数值模拟
应用标准k-ε湍流模型加壁面函数法对低比转数冲压多级离心泵叶轮内的三维湍流流动进行了时均n-s方程的数值计算。分析了叶轮内部流场的速度分布和压力分布,研究了离心泵叶轮通道内流动的规律。并利用cfd软件cfx的模拟结果得到了设计工况下离心泵叶轮的扬程和效率的预测值,预测结果与相关的试验数据相吻合。
基于数值模拟的水平中开多级泵壳体的结构设计
对水平中开多级泵的泵壳用了3种计算壁厚的经验公式,采用同一安全系数进行计算,这3种壁厚经验公式的计算结果相差太大,说明了壁厚的选取的随意性。笔者在参考经验公式的基础上,利用数值模拟壳体的水压试验受力情况,对壳体的壁厚是否满足强度和刚度要求进行了校核,根据分析结果对壳体进行了加强肋和提高受力螺栓性能等级的结构改进设计。改进后的产品的实际试验结果与数值模拟分析相符,大大减少了多次反复试制样机的风险,节约了试制成本。
泵站虹吸式出水管数值模拟及水力优化
利用rngk-ε紊流模型,采用有限体积法和结构化网格,对虹吸式出水管进行数值模拟。由数值模拟结果分析了虹吸式出水管内部水力特性,并通过改变影响虹吸管水力特性的几个主要参数对原方案虹吸管进行了水力优化。优化方案较原方案进行比较,在水流流态、压力分布和水力损失方面,均有明显改善,可为虹吸式出水管设计提供参考。
多级泵的水力性能统计与分析
通过对多级清水离心泵的水力性能指标进行行业统计调查,在收集大量数据的基础上,将效率、汽蚀余量性能指标的实测值与国家标准规定值及样本数值进行比较,对立式结构、卧式结构分别进行统计、整理、分析。详细地介绍了多级清水离心泵的技术水平现状,指出了样本数据普遍与实测数据不一致、低比转速的性能指标技术水平相对好一些及立式结构的效率性能指标偏低,并对整理结果进行详细技术分析。
立式屏蔽泵水力性能的数值模拟与分析
为研究spg50-200型立式屏蔽泵的水力性能,给优化过流部件的结构设计提供基础,采用cfd分析软件对屏蔽泵的内部流动进行了数值模拟。给出了三维造型方法和流场分析方法,分析了泵内流体的速度和压力的分布特性,并基于流动模拟结果预测了水力性能,将计算结果与实验曲线进行了对比,研究了蜗壳断面形状对泵性能曲线的影响,介绍了屏蔽泵的应用前景。研究结果对泵的性能改进有一定指导意义。图11表1参9
不锈钢板材冲压过程截面的数值模拟及实验验证
采用有限元软件marc,基于更新拉格朗日的弹塑性本构方程,对不锈钢板材冲压成形过程的应力、应变和厚度分布进行了模拟。模型中板材为变形体,采用四节点壳单元描述;模具为刚性体;接触面间摩擦约束采用库仑摩擦模型。板材厚度的模拟结果与实验进行了比较,证实了模型的可靠性和可行性。
基于流场数值模拟的多级泵转子动力学分析
根据多级泵零件二维图,应用pro/e软件对转子系统主要部件进行实体建模,采用fluent软件对多级泵内部流场进行数值模拟,分析了轴向力及径向力随不同工况的变化情况,基于an-sys软件对转子系统施加静力载荷,进行静力学、谐响应和瞬态动力学等分析.结果表明:转子系统在第1阶临界转速下的安全区运行,转子系统的振幅与转速变化呈非线性关系;在突加激励力的开始阶段各节点出现较大的振幅,随后振幅逐渐减小并趋于稳定;左侧轴承的振动幅值比右侧轴承的振动幅值大了1个数量级;首级叶轮的振动幅值比次级叶轮的振动幅值稍大;在位移振动曲线中,出现了明显的"拍振"现象,节点振动趋于稳定后,振幅很小,系统的稳定性较好.
模拟轴承在多级泵装配中的应用
多级离心泵经常出现烧轴承、转子抱轴停机故障,针对这一现象,提出了调整同轴度式多级离心泵的装配方法,并分析了故障出现的原因,对模拟轴承在调整同轴度式多级离心泵装配中的应用进行了阐述。
轴流泵水力模型内部流动数值模拟
为满足南水北调东线工程对大量优秀的高比转速轴流泵的需求,采用不同于传统升力法和圆弧法的流线法设计了系列轴流泵水力模型,提出了从轮缘到轮毂线性修正的叶轮叶片环量分布规律,冲角按轮毂到轮缘增加的方式选择,取值范围为0°~3°,比转速越大,冲角取值越小.采用标准k-ε紊流模型和simplec算法计算了轴流泵水力模型三维定常流场,数值计算结果表明,数值模拟的性能曲线与同台测试的性能曲线基本吻合,叶轮轮缘的参数是水力模型高效率的关键,该系列模型实现了更高的效率和更宽的高效区特性,在南水北调东线一期工程4座泵站中得到应用。
50DL立式多级泵水力元件的设计与研究
针对50dl立式多级泵的水力性能和汽蚀性能未达到设计要求,对水力元件进行详细的分析,指出水力设计存在的不足,对叶轮、导叶进行了重新设计,水力性能和汽蚀性能均达到设计要求。
系列不锈钢冲压立式多级泵
系列不锈钢冲压立式多级泵 seriesstainlesssteelverticalmulti-stagepump bpg/ bpgf bangpubackground 企业概况 上海邦浦实业集团有限公司,是国内专业研发、 制造各种流体输送设备的大型集团企业,集团成立之 初就实施多元化经营,以泵、阀、节能电机及成套给 排水设备为基业,以污水处理、环保设备及相关配件 的生产、销售和进出口经营业务为经营外延,员工近 2000人,注册资金5100万元人民币。 2008年,邦浦实业集团进入高速发展的轨道,实 施兼并扩张战略,收购了上海人民电机厂有限公司全 部技术和部分资产。邦浦拥有一支高效、专业的技术 团队,尤其在给排水领域,积累了丰富的研发、制 造、工艺能力和经验,其技术专家和技术人员均具备 精湛的理论基础和丰富的技术应用经验和能力。泵的 设计采用先进的cfd专业设计系统,
中厚板熔化极气体保护焊的数值模拟及实验验证
中厚板熔化极气体保护焊的数值模拟及实验验证——在建立中厚板gmaw温度场数值仿真模型的基础上,用ansys进行了数值模拟,并通过红外热像仪进行了实验验证。实验结果与模拟结果对比分析表明,温度场热循环曲线的形状、峰值温度及加热速度比较接近实测数值,冷却...
轴流泵内部流场数值模拟及实验研究
基于n-s方程和标准κ-ε模型对出口等速度环量的轴流式模型泵在不同工况下进行了全流道数值模拟,给出了叶片表面相对速度和压力的分布规律,并将叶轮出口处速度分量计算结果和球形五孔探针测量结果进行比较。分析结果表明:叶片表面的相对速度沿径向逐渐增大,流动分布规律符合圆柱层无关性假设;叶片发生汽蚀的危险区域约位于吸力面外缘进口边到出口边的1/4位置;最优工况下叶轮出口处流场呈螺旋形向外运动趋势,出口旋转动能占出口总动能的34%左右;速度环量测量值从轮毂至轮缘逐渐减小,设计中应适当减小轮毂处圆周分量值,增加轮缘处圆周分量值。研究结果揭示了叶轮表面和出口流动规律,为轴流泵优化设计提供了理论和实际应用参考。
热泵除湿系统的数值模拟及实验研究
新风独立的湿度控制系统可以有效地防止病毒的扩散。热泵除湿是新风独立系统中的一种高效的除湿方式。本文利用分布参数法建立了热泵除湿系统的数学模型,并且建立了热泵除湿实验台,开展实验验证所建立的数学模型。结果表明该模型能够比较精确地预测热泵除湿系统在高温高湿工况下的除湿性能。利用所建立的数学模型研究了空气温度,相对湿度,空气流量变化时,对该系统的除湿能力和cop的影响。模拟结果亦表明热泵除湿系统在高温高湿的条件下的除湿能力和cop都具有很强的鲁棒性。
侧墙掺气坎水力特性的数值模拟
采用数值模拟的方法,研究了侧墙掺气坎的水力特性。与试验结果对比分析表明,用紊流数学模型来模拟泄水道反弧末端侧墙掺气坎的水力特性是可行的。数值模拟表明,不论是跌坎上游侧墙贴角,还是跌坎下游侧墙突扩,当侧墙掺气坎尺寸较大时,均会出现反弧末端过坎射流落水点下游两侧水翅串顶的不利流态。其控制条件为底空腔和侧空腔的相对长度,当侧空腔长度大于底空腔长度时,较长的侧空腔就为跌落至底板的紊动水流提供了流动通道,会出现不利流态,反之,当侧空腔长度较小时,能形成较好的流态。过坎水流落水点下游的流态对跌坎上游侧墙贴角尺寸较为敏感,相对而言,对跌坎下游侧墙突扩尺寸就不那么敏感。数值模拟也证实,采用尺寸较小的侧墙掺气坎,形成较小的侧空腔,能满足进行侧掺气的同时具有较好的流场水力特性。
孔板水力空化装置的数值模拟
基于fluent软件,采用k-ω型对孔板水力空化进行数值模拟,将相同条件下模拟所得的空化区与实验空化区进行比较。结果表明,模拟计算得到的汽含率分布与实验拍摄的汽含率分布相似,k-ω型模拟结果与实验结果吻合。采用该模型分析了不同入l口压力、孔板结构参数、液体物性参数对空化强度的影响,模拟结果表明,入口压力越大,空化强度越剧烈;增加孔径和孔的数量使空化强度减弱;增大液体密度和粘度使空化强度减弱;增大液体初始含气量使空化强度先增大后减小。
基于数值模拟的多级双吸式离心泵性能预测
以北赵引黄工程谢村站用多级双吸式离心泵为研究对象,基于雷诺时均n-s方程,采用sstk-ω湍流模型,压力速度耦合使用simplec计算,对泵内部流动进行了三维定常全流场湍流数值模拟,得到不同工况下该泵内部流动的速度矢量图等流场信息.在对其内部流动规律进行了定性分析的基础上,预测了泵的性能,并与现场测试结果进行了对比分析.分析结果表明:首级叶轮首级压水室以及次级叶轮次级压水室内流动较均匀;由于过渡流道的结构特点以及流动惯性,流体在首级压水室进入过渡流道时,在流道突然扩大区域形成了旋涡,旋涡区域大小与流量有关;预测扬程值与现场测试扬程吻合较好,预测扬程最大误差为2.7%,而预测的流量-水力效率曲线与现场测试流量-机组效率曲线变化趋势一致.水泵内部流动的数值模拟可为工程中泵设计阶段的性能预测和结构优化提供依据.
减压孔板水力特性的数值模拟
减压孔板是消防系统中不可缺少的减压设施,对其正确的设置与计算是消防系统设计中重要的环节。借鉴前人基于设计手册中水头损失公式进行改进的做法,采用数值模拟方法,对减压孔板的水力特性进行了较为系统的研究。结果表明,随着出流流量的增加,减压孔板作用增强,压降幅度增大,孔径d与管径d比(d/d)越小降压效果越明显。
泵站簸箕型进水流道水力特性试验及数值模拟
对一经优化设计的泵站簸箕型进水流道制作了水力模型,测试其水力损失;采用雷诺平均纳维斯托克斯方程(rans)和标准k-ε湍流模型,运用simplec算法,对流道内部流场进行了三维湍流数值模拟,揭示了流道内水流的流态和特征断面的速度分布规律.试验和数值分析结果表明,所设计的簸箕型进水流道内无漩涡,流态良好,水力损失小,水泵进口速度分布均匀,加权平均入流角接近90.°
水力喷砂射孔喷嘴的数值模拟及试验研究
针对收缩型喷嘴内部结构长径比(直线段长度与直径的比值)严重影响出口射流的冲蚀性能这一关键问题,研究了喷嘴内部射流加速机理,得出长径比是影响喷嘴出口射流速度的最主要因素之一;针对工程中5吋套管常用喷嘴结构,选取不同喷嘴直径和直线段长度,利用fluent软件计算了35组模型(直线段长度为6~12mm,直径为4~6mm),结果表明:射流速度最大时喷嘴长径比存在一个最佳值,本次计算射流出口速度最大时长径比为1.8;实验室按照数值计算模型加工35个不同长径比喷嘴,利用粒子图像测速系统(piv)进行非接触式试验,分析实验结果,揭示了长径比对喷嘴出口射流性能的影响规律,验证5吋套管常用喷嘴(总长度为17mm、收缩角30°)出口射流最大时对应的长径比1.8,试验结果与数值模拟一致.
加药用射流泵的数值模拟及性能预测
文章对在污水厂加药系统中射流泵的应用进行性能研究,采用fluent6.2软件对实况下射流泵三维流场进行数值模拟,并对计算结果进行性能预测。对于了解射流泵内部流动状况,提高在实际应用中射流泵的效率,为射流泵的进一步研究提供可靠依据。
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职位:钢结构项目管理工程师
擅长专业:土建 安装 装饰 市政 园林