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核主泵叶轮叶片进口边位置对气液两相流动特性的影响

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核动力工程 2016年第3期37卷 87-93页

作者：付强邢树兵朱荣生李天斌王秀礼江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013 上海电气凯士比核电泵阀有限公司上海201306

为了研究叶轮叶片进口边位置对核主泵气-液两相流动特性的影响,设计3种不同进口边方案,并对不同方案下的气-液两相流动特性进行定常、非定常模拟。通过对结果的分析,发现核主泵叶片进口边适当前伸,在发生失水事故时有助于保持一回路压... 详细信息

为了研究叶轮叶片进口边位置对核主泵气-液两相流动特性的影响,设计3种不同进口边方案,并对不同方案下的气-液两相流动特性进行定常、非定常模拟。通过对结果的分析,发现核主泵叶片进口边适当前伸,在发生失水事故时有助于保持一回路压力边界的稳定性,但前伸也会加剧叶片扭曲程度,使叶片吸力面气泡大量堆积;叶片进口边向后偏移,易在叶轮出口处产生较强的射流尾迹,引起较大幅度的压力脉动。经过比较分析,确定方案B为最优方案。在模拟基础上,对试验样机进行不同进口含气率工况下的外特性性能测试,测试结果表明:在进口含气率为0%的工况下,模拟数据与试验数据吻合性较好,泵性能达到设计要求;随着含气率的增加,试验值与模拟值出现较大的偏差,主要由于试验条件所限及模拟结果与试验结果的误差所导致。

关键词：核主泵气-液两相叶片进口边位置压力脉动射流尾迹试验

叶片进口边位置对快堆二回路钠泵空化性能的影响

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兰州理工大学学报 2020年第5期46卷 53-60页

作者：杨从新余长虹于洪昌牛红军兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学甘肃省流体机械及系统重点实验室甘肃兰州730050 沈阳鼓风机集团核电公司辽宁沈阳110020

为了提升快堆二回路钠泵的空化性能,在确保其他几何参数不变的前提下,将原型样机的叶片进口边分别前伸三次构造出模型泵A、B、C.基于RNG k-ε湍流模型、Zwart-Gerber-Belamri和Schnerr&Sauer空化模型,对各模型泵进行三维定常单相、两相... 详细信息

为了提升快堆二回路钠泵的空化性能,在确保其他几何参数不变的前提下,将原型样机的叶片进口边分别前伸三次构造出模型泵A、B、C.基于RNG k-ε湍流模型、Zwart-Gerber-Belamri和Schnerr&Sauer空化模型,对各模型泵进行三维定常单相、两相空化数值模拟,预测出各个模型泵的水力性能曲线、不同工况下的空化性能曲线和内流场参数.通过对比原型样机和各个模型泵的水力性能及内流场参数,得到结论:叶片进口边前伸对钠泵的水力性能影响不大,其中模型泵B的水力性能下降量最小;各模型泵的临界空化余量均不同程度降低,模型泵B的空化性能最优;适当地前伸叶片进口边位置,钠泵的空化性能明显提升.

关键词：快堆二回路钠泵水力性能空化性能叶片进口边位置

叶片进口边位置对小流量工况下离心泵空化特性的影响

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水电能源科学 2017年第9期35卷 135-139页

作者：叶莉扬州工业职业技术学院机械与汽车工程学院江苏扬州225127

为研究叶片进口位置对小流量工况下离心泵空化性能的影响,应用数值计算方法模拟了比转数为81的离心泵的三种模型,得到不同进口边位置的离心泵空化特性,并分析了叶轮内部流场与空化性能曲线的影响关系。结果表明,在小流量工况下,低比转... 详细信息

为研究叶片进口位置对小流量工况下离心泵空化性能的影响,应用数值计算方法模拟了比转数为81的离心泵的三种模型,得到不同进口边位置的离心泵空化特性,并分析了叶轮内部流场与空化性能曲线的影响关系。结果表明,在小流量工况下,低比转速离心泵叶片进口边位置越靠前,抗空化性能较好,但严重空化后扬程衰减更快,流道直接被空泡堵塞,流道和叶片表面气泡分布较均匀,且气泡充斥流道速度较快,气泡体积分数各流道差值越小。相比较而言,叶片进口位置越靠后,气泡在流道内部和叶片背面分布不均匀,易出现噪声和振动,但在断裂空化状态,气泡并未完全堵塞流道,扬程下降速度较慢。整体来看,在小流量工况下,叶片进口边位置越靠前,离心泵的抗空化性能较好,并通过试验研究验证了模拟结果的可靠性。研究成果可为小流量工况下低比转速离心泵抗空化性能的优化提供参考。

关键词：叶片进口边位置小流量离心泵空化性能数值模拟

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快堆二回路钠泵空化性能的探究与提升

快堆二回路钠泵空化性能的探究与提升

作者：余长虹兰州理工大学

学位级别：硕士

快堆二回路钠泵是目前世界上最先进的第四代核电站的核心装备,与之前的核电站冷却剂系统泵不同的是,快堆二回路钠泵的吸入液面与大气相通,这为快堆二回路钠泵发生空化提供了条件。空化破坏泵运行的安全性和稳定性。快堆二回路钠泵不同... 详细信息

快堆二回路钠泵是目前世界上最先进的第四代核电站的核心装备,与之前的核电站冷却剂系统泵不同的是,快堆二回路钠泵的吸入液面与大气相通,这为快堆二回路钠泵发生空化提供了条件。空化破坏泵运行的安全性和稳定性。快堆二回路钠泵不同工况下空化性能的准确预测结果为钠泵甚至四代核电系统的安全稳定运行提供重要参考。快堆二回路钠泵不同工况下尽可能准确的空化内流场的分析结果,为其空化性能的提升提供依据。论文从以下5个方面进行研究:1.确定不同工况下对钠泵空化性能预测更准确的空化模型基于目前对离心泵的空化性能预测较准确的Zwart-Gerber-Belamri和Schnerr&Sauer空化模型,不同工况下,对快堆二回路钠泵进行全三维非定常数值计算。计算结果表明:扬程突降前,设计工况和大流量工况下,扬程的计算值大于试验值;小流量工况下与之相反;设计工况就计算误差最小。随着流量增大,钠泵的临界空化余量先减小后增大。扬程与临界空化余量的预测值:设计工况附近,Schnerr&Sauer空化模型更接近试验值,远离设计工况时,Zwart-Gerber-Belamri空化模型更接近试验值。空化域越靠近叶轮出口,对流场参数的影响越大。2.钠泵空化性能提升方案的确定分析不同工况下对钠泵空化性能预测更准确空化模型对应的叶轮空化内流场,结果表明:空化发生在叶片背面时,对钠泵外特性的影响较小;叶片工作面发生空化时,钠泵的外特性急剧下降。空化发生在叶片工作面,扩散速度比发生在叶片背面大的多。空化发生域越靠近叶轮出口,对流场参数的影响越大。流量越大,空化对流场参数的影响越大。叶轮前盖板侧空泡聚集更明显。基于钠泵空化内流场分析结果及泵空化理论,从叶片进口边位置、叶片进口角、叶轮前盖板进口部分的曲率半径三方面入手提升钠泵的空化性能。3.叶片进口边位置对钠泵空化性能的影响保证叶片的其他几何参数不变,前伸叶片进口边,首先判断叶片进口边前伸对钠泵外特性的影响及钠泵的空化性能是否提升,如果结果是肯定的,不同程度前伸叶片进口边,探究使钠泵空化性能最优的叶片进口边位置。计算结果表明:叶片进口边前伸对钠泵外特性的影响不大,其中模型泵B保证较小水力性能牺牲的同时,空化性能提升最多。4.叶片进口角对钠泵空化性能的影响保证叶片的其他几何参数不变,增大叶片进口角。首先判断叶片进角增大对钠泵外特性的影响及钠泵的空化性能是否提升,如果结果是肯定的,不同程度增大叶片进口角,探究使钠泵空化性能最优的叶片进口角。计算结果表明:叶片进口角在3°-9°范围内增大时,钠泵的水力性能略有下降。为提升钠泵的空化性能,水力性能在可接受的范围内降低是值得的。叶片进口角在3°-9°范围内增大时,进口角增大越多,钠泵空化性能提升越多;但叶片进口角增大9°时,钠泵的扬程波动现象严重,影响钠泵的稳定运行。综合考虑,叶片进口角增大6°时钠泵空化性能最优。5.叶轮前盖板进口部分曲率半径对钠泵空化性能的影响保证叶轮其他几何参数不变,增大叶轮前盖板进口部分的曲率半径,首先判断叶轮前盖板进口部分曲率半径增大对钠泵外特性的影响及钠泵的空化性能是否提升,如果结果是肯定的,不同程度增大叶轮前盖板进口部分曲率半径,探究使钠泵空化性能最优的叶轮前盖板进口部分曲率半径。结果表明:曲率半径60mm时,钠泵的空化性能最优。

关键词： Zwart-Gerber-Belamri空化模型 Schnerr&Sauer空化模型空化性能叶片进口边位置叶片进口角叶轮前盖板进口部分曲率半径

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高抗汽蚀离心泵的仿真优化设计

流程工业 2020年第7期 46-48页

作者：刘航泊王辉程蕾杨军虎西安泵阀总厂有限公司

对离心泵进行仿真优化设计分析——离心泵作为化工行业的重要设备,在其运行过程中发生汽蚀,叶轮会受到破坏,严重影响其性能。针对用户无法提供过高NPSHa的难点,通过改变叶轮进口直径、叶片进口边位置、叶轮盖板曲率半径及加诱导轮等参... 详细信息

对离心泵进行仿真优化设计分析——离心泵作为化工行业的重要设备,在其运行过程中发生汽蚀,叶轮会受到破坏,严重影响其性能。针对用户无法提供过高NPSHa的难点,通过改变叶轮进口直径、叶片进口边位置、叶轮盖板曲率半径及加诱导轮等参数进行优化设计,研发出高抗汽蚀性能的单级双吸离心泵。通过数值仿真模拟进行了设计验证,离心泵性能满足各项设计要求。

关键词：单级双吸离心泵叶轮进口离心泵性能诱导轮汽蚀叶片进口边位置设计验证曲率半径