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混合式油气混输泵性能的数值分析

混合式油气混输泵性能的数值分析

作者：包春辉兰州理工大学

学位级别：硕士

作为油气混输的核心设备,研究开发含气率适应范围大,可靠性高,性能良好的油气混输泵已成为现在研究的趋势。本文在本课题组自主研发设计的YQH-100型油气混输泵的基础上,用混流式叶轮替换轴流式油气混输泵末级叶轮形成一种混合式油气混输... 详细信息

作为油气混输的核心设备,研究开发含气率适应范围大,可靠性高,性能良好的油气混输泵已成为现在研究的趋势。本文在本课题组自主研发设计的YQH-100型油气混输泵的基础上,用混流式叶轮替换轴流式油气混输泵末级叶轮形成一种混合式油气混输泵,以此探讨混流式叶轮对YQH-100型油气混输泵扬程和效率的影响以及比较此种方法的优劣。根据设计参数进行水力设计,设计出叶轮外径分别为212mm,222mm和232mm的三个混流式叶轮方案,并设计出相应的空间导叶和螺旋形压出室与其匹配。以最终得到的混合式油气混输泵为研究对象,对该泵求解域进行整机三维建模,并采用Mixture模型,选用标准k-ε湍流模型,速度压力耦合计算采用SIMPLEC算法对该泵进行全流场的数值模拟计算,探讨混合式油气混输泵的性能变化。本文主要的研究内容及结果如下:(1)在体积含气率为0,10%,30%,50%,70%时,对三种方案下的混合式油气混输泵进行全流场数值模拟计算。分析发现,从方案一到方案三随着末级混流式叶轮外径的依次增大,混合式油气混输泵的扬程和效率都得到明显的提高。对比三个方案发现,随着含气率的升高,方案一混合式油气混输泵的扬程和效率下降幅度较小;方案二混合式油气混输泵的扬程在含气率为0.3时下降较大,而且效率的减小也很明显;方案三混合式油气混输泵的扬程和效率的下降幅度最大,扬程下降的最大差值为5%,效率下降的最大差值为3.6%。(2)对三个方案流道内部的气相、压力、湍动能分布进行分析发现,混合式油气混输泵末级混流式叶轮叶片工作面和背面的压力分布都是从叶片的进口边到出口边不断增大,压力梯度明显,并且随着含气率的升高,叶片工作面和背面的压力梯度都减小。在不同的含气率下,混合式油气混输泵末级混流式叶轮内的气相分布基本上较均匀,但含气率为70%时,在混流式叶轮的出口处容易出现气液分离的现象。混合式油气混输泵末级混流式叶轮内湍动能的分布不随含气率的增大而发生变化,都是在叶片的进口边出现最大湍动能,但随着混流式叶轮外径的增大,湍动能的分布趋于不均匀。(3)以混流式叶轮直径为212mm的混合式油气混输泵为研究对象,通过对比混合式油气混输泵与原型泵二级轴流式叶轮内部流动特性,发现混合式油气混输泵叶轮内部的流动更加通畅,叶片表面的流速分布更加均匀。在高含气率时原型泵叶轮叶片背面出现明显的漩涡,而混合式油气混输泵叶轮叶片背面并无回流现象。(4)为研究混流式叶轮内部流动情况,分析混流式叶轮流道中间流面上的流速分布得出,在同一流量下,随着含气率升高,混流式叶轮中间流面上出现的漩涡不断增多。在同一含气率下,对比流道不同断面上的流速分布发现,靠近混流式叶轮进口边处过流断面上,流动更加紊乱,漩涡区域更加明显。随着含气率的增加,混流式叶轮流道同一过流断面上的漩涡区域明显减少,不同流量下随着含气率的增加,混流式叶轮同一过流断面上的漩涡区域明显减少。

关键词：混合式油气混输泵轴流式叶轮混流式叶轮气液两相流数值模拟

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叶片泵的设计因素和性能

粮油加工与食品机械 1980年第4期 23-29页

作者：关醒凡

1、前言在预测叶片式泵的性能时,必须知道叶轮、蜗壳、导叶等各种设计参数,即叶片数、角度、直径等对性能的影响。由于这些参数的选择情况,在规定的设计点(最高效率点)之外,性能将有很大的差异。因此,有必要注意由各种设计因素引起的性... 详细信息

1、前言在预测叶片式泵的性能时,必须知道叶轮、蜗壳、导叶等各种设计参数,即叶片数、角度、直径等对性能的影响。由于这些参数的选择情况,在规定的设计点(最高效率点)之外,性能将有很大的差异。因此,有必要注意由各种设计因素引起的性能变化,特别是与小流量区域特性的关系。下面就叶片泵的各种设计因素和性能

关键词：叶片泵叶片数叶片式泵透平机械关死点总扬程离心叶轮叶片出口角扬程曲线叶轮出口比转数比转速叶轮进口轴流式叶轮扬程系数进口角叶片进口设计因素

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泵的选型

化工设备与管道 1987年第1期 51-55页

作者：朱明辉沈阳化工学院

泵是一种将液体连续升压的机械,从用于家庭水道到用于具有严格使用条件的原子能发电站等等,用途非常广泛,并且供选用的泵的种类和型式也多种多样,在化学工业中,特别需要耐腐蚀泵,比例泵和计量泵等等。工厂中设备大多数的泵都要预先订购... 详细信息

泵是一种将液体连续升压的机械,从用于家庭水道到用于具有严格使用条件的原子能发电站等等,用途非常广泛,并且供选用的泵的种类和型式也多种多样,在化学工业中,特别需要耐腐蚀泵,比例泵和计量泵等等。工厂中设备大多数的泵都要预先订购,这样订购者就应仔细探讨什么种类的泵对什么用途最适合,这是一件必须认真对待的事情。最好能综合考虑泵的种类、用途以便选择出最理想的泵。便览、手册、样本说明书等都可以为您提供信息,为您当参谋,因此,选泵时需要自己考虑和判断的是:开发前所未有的新用途或推翻以往的选定常规,积极地更换新型的泵。这样才能减少能源消耗,降低成本、提高泵的使用效率。下面就泵的选型问题谈点看法。

关键词：比转速排出量叶轮圆周速度离心式叶轮比转数轴流式叶轮选型

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推荐一种浆池搅拌器——轴流式浆池循环泵

中国造纸 1970年第2期 21-23页

我院根据伟大领袖毛主席“在生产斗爭和科学实验范围內,人类总是不断发展的,自然界也总是不断发展的,永远不会停止在一个水平上。”的教导,新设计了φ350轴流式浆池循环泵,设备制造好后进行了安装、试驗和修改。之后和北京制浆造纸试驗... 详细信息

我院根据伟大领袖毛主席“在生产斗爭和科学实验范围內,人类总是不断发展的,自然界也总是不断发展的,永远不会停止在一个水平上。”的教导,新设计了φ350轴流式浆池循环泵,设备制造好后进行了安装、试驗和修改。之后和北京制浆造纸试驗厂一起组成了一个由工人、革命领导干部和技术人员组成的试驗小组,对国內三种浆池推进器分別做了全面

关键词：轴流式叶轮离心式叶轮混流式浆池搅拌器循环泵叶轮转速