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潜水轴流泵结构动应力分析

排灌机械工程学报 2015年第12期33卷 1026-1032页

作者：张琳施卫东张德胜张俊杰郭艳磊江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013

采用CFX和Workbench软件在多工况下对潜水轴流泵的转子部件进行耦合计算,分析了转子部件在流体作用力、离心力以及重力作用下的应力、应变的分布规律,指出转子部件由于变形过大以及强度不足而引发失效事故的可能性.结果表明:轮毂受到的... 详细信息

采用CFX和Workbench软件在多工况下对潜水轴流泵的转子部件进行耦合计算,分析了转子部件在流体作用力、离心力以及重力作用下的应力、应变的分布规律,指出转子部件由于变形过大以及强度不足而引发失效事故的可能性.结果表明:轮毂受到的轴向力方向与叶轮受到的轴向力相反,且其受到的轴向力随着流量的增大而增大,在大流量情况下,轮毂可起到平衡轴向力的作用.从径向、轴向和周向变形可以看出,径向变形极小,周向变形最大,是叶轮的主变形,说明了扭矩在整个变形中占据了主要作用.叶片背面的压力值明显低于工作面,在叶片工作面靠近进口侧轮毂处附近区域出现较高应力区,会产生应力集中现象,且随着流量的增大,主应力减小.对水泵进行静力结构分析、强度校核,不仅可以降低事故的发生率,而且可以为轴流泵的水力优化设计提供有力的参考.

关键词：潜水轴流泵径向力轴向力应变

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潜水轴流泵叶轮掠角的优化设计与试验

流体机械 2020年第11期48卷 1-5,36页

作者：盛建萍王俊华韩向东合肥凯泉电机电泵有限公司合肥230000 上海凯泉泵业(集团)有限公司上海201804 武汉大学动力与机械工程学院武汉430072 水射流理论与新技术湖北省重点实验室武汉430072

采用CFD技术与优化算法相结合的方法对潜水轴流泵叶轮进行优化设计。以叶轮水力效率最大为优化目标,叶轮掠角为优化变量,对其进行优化设计并分析了掠角对潜水轴流泵性能的影响。首先对原始叶轮进行参数化处理,为优化设计提供优化变量;然... 详细信息

采用CFD技术与优化算法相结合的方法对潜水轴流泵叶轮进行优化设计。以叶轮水力效率最大为优化目标,叶轮掠角为优化变量,对其进行优化设计并分析了掠角对潜水轴流泵性能的影响。首先对原始叶轮进行参数化处理,为优化设计提供优化变量;然后,在-40°~40°的优化范围内采用拉丁超立方实验设计方法进行空间抽样,应用遗传算法与神经网络相结合的优化算法,得到最优叶轮模型。研究结果表明:数值模拟与试验数据吻合较好,能够准确预测潜水轴流泵的性能;在优化范围内,掠角-扬程曲线、掠角-效率曲线呈抛物线状变化趋势,均存在极大值;后掠角度为+5.57°时,叶片性能最佳,叶轮效率较原始模型提高了3.61%;在同一掠角度下,后掠叶片的效率和扬程均高于前掠叶片;在设计工况点,优化后的泵效率比原始泵提升了2.6%;带最优叶轮泵的导叶损失比原始泵的导叶损失降低4.41%,导叶与叶轮的匹配性得到了改善。

关键词：潜水轴流泵掠叶片参数化优化设计模型试验导叶

基于载荷分布的潜水轴流泵叶轮与导叶水力设计

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农业机械学报 2017年第11期48卷 179-187页

作者：杨魏雷晓宇张志民李怀诚王福军中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 北京供水管网系统安全与节能工程技术研究中心北京100083 中国水利水电科学研究院北京100044 上海连成(集团)有限公司上海201812

对潜水轴流泵进行三维反问题设计,以水力效率为设计目标,提出叶轮、导叶适合的载荷分布形式。通过正交试验设计、单因素分析和数值模拟的方法研究载荷参数对潜水轴流泵内外特性的影响,得到水力效率较优的载荷分布形式:叶轮叶片为前载型... 详细信息

对潜水轴流泵进行三维反问题设计,以水力效率为设计目标,提出叶轮、导叶适合的载荷分布形式。通过正交试验设计、单因素分析和数值模拟的方法研究载荷参数对潜水轴流泵内外特性的影响,得到水力效率较优的载荷分布形式:叶轮叶片为前载型,导叶叶片为轮毂中载、轮缘前载型。具体的载荷参数取值范围:对于叶轮,斜率取值范围为-1~0,前载点取值范围为0.25~0.45,后载点取值范围为0.55~0.75;对于导叶,轮毂斜率在0附近取值,轮缘斜率取值范围为0~0.75,轮毂前载点取值范围为0.25~0.45,轮缘前载点在0.25附近取值,轮毂后载点取值范围为0.55~0.75。叶轮设计中发现:前载型叶片对原泵叶根尾缘的二次流有改善作用。导叶设计中发现:由于潜水轴流泵导叶的扩散式结构特点,导叶近壁面易出现分离涡,轮毂中载、轮缘前载型叶片能够有效地抑制导叶近壁面的涡分离。

关键词：潜水轴流泵三维反问题设计方法载荷分布

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潜水轴流泵内部流场压力脉动的数值模拟

排灌机械工程学报 2014年第4期32卷 302-307页

作者：张玉新王秀叶丁鹏唐学林上海瑞晨环保科技有限公司上海201800 中国农业大学水利与土木工程学院北京100083

流场压力脉动对轴流泵的运行稳定性具有重要影响,为了准确分析潜水轴流泵的压力脉动特性,采用RNG k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对ZQA系列潜水轴流泵进行了全流道三维流动数值模拟和压力脉动分析.计算结果表明:轴流泵的扬程、功率、效率... 详细信息

流场压力脉动对轴流泵的运行稳定性具有重要影响,为了准确分析潜水轴流泵的压力脉动特性,采用RNG k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对ZQA系列潜水轴流泵进行了全流道三维流动数值模拟和压力脉动分析.计算结果表明:轴流泵的扬程、功率、效率等外特性计算结果与试验结果基本吻合;轴流泵内部叶轮进口截面压力脉动幅值最大,泵内的压力脉动的主要频率与叶片通过频率相同,导叶后的脉动以低频为主,叶片表面从轮毂到轮缘压力脉动低频成分逐渐减少;在叶片工作面,压力脉动的幅值从轮缘到轮毂逐渐减小,从叶轮进口到出口逐渐增大.叶片进水边轮缘处压力脉动的幅值是轮毂处的1.22倍.在叶片背面,叶片进水边轮缘处压力脉动的幅值是轮毂处的1.77倍,出水边轮缘处压力脉动的幅值是轮毂处的0.92倍,叶片背面的压力脉动幅值明显小于工作面;叶轮进口截面,在0.8Q工况流量下压力脉动最大,为设计工况的2倍.计算结果为进一步分析轴流泵压力脉动提供了参考.

关键词：潜水轴流泵数值模拟压力脉动外特性时频特性

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潜水轴流泵在地下污水处理厂的改进应用

中国给水排水 2022年第6期38卷 10-13页

作者：郭林松彭一鸣李雅晴长江生态环保集团有限公司湖北武汉430062

潜水轴流泵用于污水处理厂时,在实际运行中经常发生泵叶轮被垃圾等杂物缠绕,导致叶轮抱死不能运行的问题,使泵维护清理垃圾工作量大幅增加且抬高了运维成本。九江市两河地下污水处理厂进水泵房潜水轴流泵,改造前无法直接观测其运行状态... 详细信息

潜水轴流泵用于污水处理厂时,在实际运行中经常发生泵叶轮被垃圾等杂物缠绕,导致叶轮抱死不能运行的问题,使泵维护清理垃圾工作量大幅增加且抬高了运维成本。九江市两河地下污水处理厂进水泵房潜水轴流泵,改造前无法直接观测其运行状态,且经常被堵塞缠绕致其无法运行,因此采取了拆除耐磨环及更换带垃圾释放凹槽蜗壳两种方案进行改造。在改造后的两个月内,采用两种方案改造的水泵均未发生堵塞情况。进一步对改造前、后的流量及能耗进行了对比分析,发现两方案都出现不同程度的流量衰减现象,而更换带垃圾释放凹槽蜗壳的能耗更少。

关键词：潜水轴流泵地下污水处理厂蜗壳

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高速潜水轴流泵大流量工况的空化特性

水利水电科技进展 2021年第1期41卷 55-61,79页

作者：曹卫东张骞徐玉敏江苏大学流体机械工程技术研究中心江苏镇江212013 江苏大学镇江流体工程装备技术研究院江苏镇江212013

为了研究大流量工况下高速潜水轴流泵的空化特性,基于ANSYS CFX软件,选取Zwart、Kunz以及Schnerr-Sauer 3种空化模型进行大流量工况下高速潜水轴流泵外特性和泵内空化流动特性数值模拟。结果表明:大流量工况下Schnerr-Sauer空化模型预... 详细信息

为了研究大流量工况下高速潜水轴流泵的空化特性,基于ANSYS CFX软件,选取Zwart、Kunz以及Schnerr-Sauer 3种空化模型进行大流量工况下高速潜水轴流泵外特性和泵内空化流动特性数值模拟。结果表明:大流量工况下Schnerr-Sauer空化模型预测的外特性变化趋势与试验值最为吻合,相较于另两种空化模型,Schnerr-Sauer空化模型模拟的叶片背面空泡体积分数较高;空化严重区域主要出现在叶片背面进口附近以及叶顶,同一空化数下,流量越大,叶片空化状况越严重;叶片载荷分布由叶片进口边到出口边呈先增大后减小的趋势;各流量下空泡首先出现在叶片背面进口前缘位置,随着空化数的减小,空泡体积分数沿着主流方向朝叶片后缘不断增大直至空泡占据整个叶片背面;叶片背面处的三角形云状空化尾缘空穴极不稳定,随着叶轮旋转,尾缘处空泡微团逐渐脱落,朝着相邻叶片不断移动,对相邻叶片的工作面产生侵蚀破坏,导致叶片载荷发生变化,对轴流泵水力性能产生影响。

关键词：潜水轴流泵空化模型叶片载荷数值模拟 ANSYS CFX软件

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潜水轴流泵在排灌工程中的应用

中国水利 2011年第22期 34-36页

作者：张国庆吴昌成江苏省滨海县水利勘测设计室滨海224500 江苏省盐城市亭湖区水利局盐城224002

与传统立式轴流泵相比,潜水轴流泵具有结构、安装、管理等多方面的优势,能减轻施工管理工作的难度。泵站设计理论明晰,基层设计人员容易掌握;规划布置方便,在景区排涝引水工程中也可发挥重要作用。滨海县地处沿海地区,受黄河夺淮影响,... 详细信息

与传统立式轴流泵相比,潜水轴流泵具有结构、安装、管理等多方面的优势,能减轻施工管理工作的难度。泵站设计理论明晰,基层设计人员容易掌握;规划布置方便,在景区排涝引水工程中也可发挥重要作用。滨海县地处沿海地区,受黄河夺淮影响,地形复杂,圩区小且分散,潜水泵在该县多项工程中得到广泛应用。建议研究控制泵站最佳规模,提高监控水准并设置副泵房,进一步突显潜水轴流泵的特点。

关键词：潜水轴流泵排灌工程应用

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潜水轴流泵在农业方面应用探讨

农机化研究 2009年第3期31卷 239-241页

作者：盛绛滕国荣严建华黄道见江苏省特种化工泵工程技术研究中心江苏靖江214536 江苏大学流体工程技术中心江苏镇江212013

潜水轴流泵归类于潜水电泵,是一种机电一体潜入水中输送液体的特殊机械。它广泛应用于国民经济的各行各业。然而,由于潜水轴流泵的工作环境恶劣、运转情况无法直观监测等不利的客观因素,对其进行维护比较困难,维护人员也需要经过长期系... 详细信息

潜水轴流泵归类于潜水电泵,是一种机电一体潜入水中输送液体的特殊机械。它广泛应用于国民经济的各行各业。然而,由于潜水轴流泵的工作环境恶劣、运转情况无法直观监测等不利的客观因素,对其进行维护比较困难,维护人员也需要经过长期系统的培训。为此,分析了潜水轴流泵特点及在我国农业方面的应用前景,并提出了潜水轴流泵系统发展的方向。

关键词：潜水轴流泵农业趋势

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潜水轴流泵运行故障诊断及改进措施

农机化研究 2006年第12期28卷 223-224页

作者：袁丹青江苏大学能源与动力工程学院江苏镇江212013

潜水轴流泵的工作环境恶劣,且存在运转情况无法直观监测等不利的客观因素,导致对其进行维护比较困难。为此,分析了潜水轴流泵的结构特点,对潜水轴流泵在实际应用过程中所可能出现的故障进行维护指导,从而增加系统的可靠性,使潜水轴流泵... 详细信息

潜水轴流泵的工作环境恶劣,且存在运转情况无法直观监测等不利的客观因素,导致对其进行维护比较困难。为此,分析了潜水轴流泵的结构特点,对潜水轴流泵在实际应用过程中所可能出现的故障进行维护指导,从而增加系统的可靠性,使潜水轴流泵的运行效率有很大程度的提高。

关键词：流体传动与控制潜水轴流泵综述故障诊断