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离心泵泵壳出水弯管三维造型的研究

中国农村水利水电 2006年第5期 95-96,101页

作者：韩志杰张艳伟河北工程学院河北邯郸056021

采用可动态调控的Hermite参数曲线,构造离心泵泵壳出水弯管中间流线,通过流线等分点处速度值的比较,调整中间流线的形状,使之符合弯管中水流的流动规律,利用MDT软件对离心泵泵壳出水弯管进行三维造型。设计的出水弯管具有良好的光顺性,... 详细信息

采用可动态调控的Hermite参数曲线,构造离心泵泵壳出水弯管中间流线,通过流线等分点处速度值的比较,调整中间流线的形状,使之符合弯管中水流的流动规律,利用MDT软件对离心泵泵壳出水弯管进行三维造型。设计的出水弯管具有良好的光顺性,使水泵蜗壳的整个流道非常光滑,没有极值与拐点,达到了预期的效果。

关键词：离心泵出水弯管 Hermite曲线三维造型

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立式轴流泵装置出水弯管水力性能优化设计

立式轴流泵装置出水弯管水力性能优化设计

作者：杨苏扬州大学

学位级别：硕士

为了尽量提升轴流泵的性能,对轴流泵各部件的研究优化从来就没有停止,其中关于水泵出水弯管内的流动问题一直以来都是流体力学中的一个非常典型的复杂流动问题。出水弯管对泵装置的效率影响较为明显,它改变了水泵来流的流向,其管内流体... 详细信息

为了尽量提升轴流泵的性能,对轴流泵各部件的研究优化从来就没有停止,其中关于水泵出水弯管内的流动问题一直以来都是流体力学中的一个非常典型的复杂流动问题。出水弯管对泵装置的效率影响较为明显,它改变了水泵来流的流向,其管内流体流动状态变得更加紊乱。来自叶轮室的出流流体在环量的影响下导致出水弯管内的二次流变得更加复杂,对其性能优化就显得非常困难,但国内外对出水弯管内流态的研究从未停止,出水弯管作为泵装置必不可少的部件,对其进行优化势在必行。本文着重研究了轴流泵出水弯管这一部件在不同优化方案下的水力性能。主要的研究内容及成果简述如下:利用精度和结果可靠性更好的RNG k-ε模型对不同设计方案的泵段进行数值模拟分析,针对出水弯管的流动特性比较分析了泵段的性能和流态。(1)比较了大直径(直径为350mm)弯管和小直径(直径320mm)弯管在效率、扬程、水力损失、出口速度均匀度、压力恢复能力等性能的优劣情况,同时比较了两者在流态上的不同。采用两者的泵段装置在效率和扬程的表现上并没有明显的区别,但是小直径弯管的水力损失相对于大直径弯管更小一些且流态相对稳定,在弯管出口处流态稳定的区域主要位于管壁外侧约占直径的五分之一,内侧流体成螺旋状态偏向管道的一侧,另一侧旋转并不明显,且旋转流速较强一侧偏向于管壁一侧,由此可以看出从叶轮和导叶流出的流体经过出水弯管时在弯管外壁的周向和径向流速减弱贴近管壁快速通过弯管及出水段,在内侧保持了螺旋状态通过弯管流进出水段。(2)比较了小直径弯管在不同扩散角下的水力性能和流态,以将出水弯管展开成流道的形式分析部件各部位的尺寸完成建模,模拟后比较结果发现,在出水弯管扩散角为4度以内时,泵段效率和扬程变化性能比较稳定且出水弯管水力损失较小,但是各角度下出水弯管在出口处的流态分布并没有明显变化,总体来说扩散角为3度的出水弯管效果更佳。(3)比较了不同出口截面高度下的出水弯管的性能和流态表现,方法是降低扩散角为3度的小直径弯管的截面高度,比较分析发现,高度为302mm至308mm的出水弯管在性能和流态上更有优势,低于其下限或高于下限其性能都有降低的趋势。(4)将出水弯管整体高度降低分析其性能和流态上的变化趋势,本文降低高度是指沿出口截面径向的降低弯管高度,将整体高度降低势必会导致弯管中心轴线不是标准的60度弯管的原轴线,确定进口和出口中心点的位置后,在保持弯管中心轴线在进口和出口截面保持垂直约束的同时利用UG做3次样条曲线即为降低高度后的中心轴线,进行数值模拟后发现,降低整体高度只会使整体性能变差且弯管水力损失增大,在流态上.也越来越紊乱,表现为经弯管出口的流体在下方的螺旋状态更加剧烈,螺旋区域的周向和径向流速逐渐增大,且各方面变差速率越来越大。本文的研究综合了各种衡量水泵装置性能的指标,获取了轴流泵出水弯管在不同扩散角、不同出口截面高度和降低整体部件高度时的性能数据及流态表现数据,为轴流泵出水弯管的优化提供了必要的研究资料。通过比较各种方案的在性能及流态上优劣形势,为轴流泵出水弯管的优化方向提供了参考。

关键词：轴流泵出水弯管数值模拟优化

2000ZLB—60°出水弯管铸造工艺方案设计

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现代铸铁 1992年第3期12卷 39-41页

作者：袁明尹华阳武汉水泵厂铸造分厂

武汉水泵厂是国家定点生产水泵的重点企业。现就大型2m轴流泵(2000ZLB)中60~0出水弯管的铸造工艺方案(30~0出水弯管的铸造工艺方案与之相似)简介如下。一、铸件的结构特点和铸造工艺分析 60~0出水弯管的公称内径为2000mm。

关键词：合金铸铁轴流泵出水弯管铸造

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直管式出水立式泵装置出水弯管优化研究

中国农村水利水电 2023年第12期 227-233页

作者：刘雨夕汤方平孙子文戴健王海陈悦婷扬州大学江苏扬州225009 扬州大学广陵学院江苏扬州225000 江苏省太湖地区水利工程管理处江苏苏州215000 江苏省灌溉总渠管理处江苏淮安223000

为研究有效降低直管式出水立式轴流泵装置整体高度,对出水弯管进行优化设计,以某立式轴流泵装置模型为研究对象,以出水弯管转弯半径与直径的比值为特征参数设计多种方案,对各方案数值模拟计算,比选出最优方案,并通过模型试验验证数值模... 详细信息

为研究有效降低直管式出水立式轴流泵装置整体高度,对出水弯管进行优化设计,以某立式轴流泵装置模型为研究对象,以出水弯管转弯半径与直径的比值为特征参数设计多种方案,对各方案数值模拟计算,比选出最优方案,并通过模型试验验证数值模拟结果的可靠性。数值模拟结果表明:当转弯半径与直径的比值由0.8增大至1.4,泵装置效率升高约3%,弯管局部水头损失系数降低约0.3,出水流道压力恢复系数由95.77%升高至96.54%,装置性能变好;如果出水流道高程受限制,建议转弯半径与直径的比值不超过1.3;导叶、弯管、出水流道的水力损失相互影响,故若要进一步提高泵装置效率,出水流道的优化应该带泵进行整体优化,甚至可以考虑导叶与出水流道一起优化;同时设计工况下采用一维理论的弯管局部水头损失系数能比较准确地预测弯管的水力损失。

关键词：立式轴流泵出水弯管转弯半径数值模拟模型试验

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轴流泵弯管差压特性与流量监测研究

轴流泵弯管差压特性与流量监测研究

作者：周东方扬州大学

学位级别：硕士

流量作为水泵工作参数中的一个重要参数,其精度测量难度较大且对流量实时以及准确的监测对于泵站安全、经济运行有着举足轻重的作用。但目前,其测量精度和实时监测仍存在诸多挑战,本文主要针对进口测流条件很差的中小型泵站,采用数值模... 详细信息

流量作为水泵工作参数中的一个重要参数,其精度测量难度较大且对流量实时以及准确的监测对于泵站安全、经济运行有着举足轻重的作用。但目前,其测量精度和实时监测仍存在诸多挑战,本文主要针对进口测流条件很差的中小型泵站,采用数值模拟的方法得到差压与流量数据,研究其出口断面流量与差压之间关系,得到合适拟合差压曲线方程,对比试验数据确定误差精度,根据差压推测流量。完善了相关方面的研究方法,具有一定工程实用价值和研究意义。论文通过对0°、4°和-4°的不同安放角度的泵装置进行非定常的计算,得到流量和各测点压力差,对流量、差压关系拟合得到函数表达,将模型试验测得出水弯管差压、流量以及压力脉动等数据同数值模拟,分析建立流量与差压的关系,并且分析出水弯管测流法的可行性和测量精度。具体研究成果如下:为确定最佳差压测量断面进行叶轮、导叶和出水流道的内流分析。叶轮随流量的增加,各安放角度叶轮压力变化梯度较明显且变化均匀,叶片进口压力由低变高,叶轮轮缘处压力区随流量增大而减小,未出现应力集中区域,水泵得以稳定高效运行;导叶各安放角度压力分布规律相近,说明导叶体能够有效回收水流动能,有效减少速度环量,对水流有良好的导流作用。出水弯管总体内部流态良好,整体流线平顺,能量可以得以良好的传递,整体流态相对稳定。各安放角情况下,弯管外侧流速低于内侧流速,高压区位于弯管外侧。因此流量计放置于水平轴线的弯管内侧和外侧。最大差压点的位置位于3-3、4-4断面弯管内外侧之间。经过数值模拟对各组合差压点的测量和对高压区低压区测点的分析,得出各安放角度的差压最佳测点组合为A3C,并绘制流量差压的关系图。经物理模型验证分析得出最佳流量差压曲线。物理模型和数值模拟压力脉动重合度较好,得出规律类似,各安放角度进水、叶轮和出口的压力脉动幅值随流量增大而减小,不同流量下均有明显周期性,且振幅随流量增大而减小。波形符合3叶片轴流泵的变化规律,进口和出口处振幅均在一定范围内有规律波动,且波动范围均比叶轮处波动范围小。通过时域图和频域图的分析发现,不同安放角对应的压力脉动规律相似。

关键词：轴流泵数值模拟模型试验出水弯管差压流量