不同结构导流体对混流式核主泵水力性能的影响

针对核主泵用流体静压型机械密封在高压和高速条件下,其密封性能易受端面热弹变形影响的特点,通过建立收敛台阶端面流体静压型机械密封的稳态传热模型,并考虑流体粘度随压力、温度的变化,建立端面流体膜压力和密封环温度的控制方程,采用有限差分法求解各控制方程,采用有限元法求解密封环热、弹变形,对密封进行流、固、热耦合分析,研究热弹变形对密封性能的影响;同时改变操作参数,研究端面温度、热弹变形、端面流体膜平衡间隙等随之产生的变化规律。结果表明,端面的弹性变形大于热变形;热弹变形的综合影响使端面由外径向内径形成收敛间隙,导致开启力、泄漏率和液膜刚度增加;动环角速度越高,流体温升越大,端面热变形越明显,泄漏率越大;流体注入温度越低,温粘效应越显著;流体注入压力越高,热弹变形量越大,密封端面平衡间隙亦越大。

为提高导叶式混流泵的水力性能,开展了叶顶间隙、叶轮叶片数、叶轮叶片安放角和叶轮叶片厚度对导叶式混流泵水力性能影响的研究.运用cfd软件ansyscfx12.0,基于剪切应力输运(sst)湍流模型和simplec算法,采用分块结构化网格技术,对导叶式混流泵内流场进行了数值模拟.计算结果表明:导叶式混流泵的扬程、功率和效率都随叶顶间隙的增大而降低;扬程和功率随叶轮叶片数的增加而增大的幅值渐小,叶轮叶片数过多或过少对导叶式混流泵效率都不利;不同叶片安放角时扬程、功率的差别随流量增大而逐渐增大,通过叶片安放角的调整可实现泵最高效率点的偏移并改变高效区的范围;泵最高效率点随叶片厚度减薄而向大流量偏移,且最高效率有所提高.在满足制造工艺与安装要求的前提下,对影响导叶式混流泵水力性能的各因素进行优化选择可提高导叶式混流泵的水力性能.

为了分析叶轮叶片厚度和导叶叶片厚度对混流式核主泵能量性能的影响,分别设计了3种不同叶片厚度的叶轮和3种不同叶片厚度的导叶,建立不同叶片厚度下的9种方案,通过数值模拟的方法分析了9种方案在设计工况下混流泵水力性能的变化情况。结果表明:叶轮叶片厚度变化对混流泵水力性能的影响明显高于导叶叶片厚度,且导叶叶片厚度变化对混流泵水力性能的影响不大。

通过几个电站混流式水轮机的现场水压脉动检测试验发现,在机组额定出力的20%～30%范围内出现过水系统整体(蜗壳进口、顶盖、尾水管)水力共振,频率为转频的1～1.4倍,严重地影响机组稳定运行。将在实际工程试验中遇到的有关混流式水轮机水力振动及相关问题解决方法进行介绍。

分析了混流式水力机组减振的有效策略。

针对混流式水轮机中广泛存在的压力脉动问题，通过3维非稳态流动分析方法模拟了4种中心补气孔结构对模型水轮机内压力脉动的影响。结果表明：中心孔补气可以缓解部分负荷工况下的压力脉动。从该文的模型水轮机分析，补气孔长度为30mm时，尾水管涡带的尺度减小。该补气方案可以较好地减轻水轮机内的压力脉动，并恢复尾水管中的静压。无论是否补气，尾水管中的低频成分都是水轮机压力脉动的主要成分，而且在偏低流量工况下，尾水管内的低频压力脉动将传播至导叶之前的流道。因此，减小尾水管中涡带运动规模是控制水轮机压力脉动的基本方向。

为验证混流式喷水泵叶轮的加工精度和质量,将加工后的混流泵叶轮进行台架试验,并基于sst模型采用全结构化网格对台架试验进行非定常数值模拟。数值计算结果表明:在设计流量下数值计算得到的混流泵扬程和功率与试验数据的误差为1.3%和2.3%,在计算流量范围内,混流泵扬程和功率的最大误差小于4%,说明了该混流泵的加工精度满足工程要求。为进一步验证混流泵的设计水平,对其装船后性能进行了数值计算和实船试航,试航结果表明,该混流泵的推进航速超过设计航速9.4%,并且数值预报航速与试航结果误差为1.5%,这既验证了设计方法的有效性,也验证了所采用的数值模型的准确性。

描述了高水头混流式机组在水力和机械开发方面的某些关键点。这些关键点表明,作为近年来设计过程细化的结果,在早期设计阶段,采用数值方法预测动态特性是可能的。给出了最新的原型试验结果,并同时与数值分析和模型试验结果进行了比较。对项目的开发背景及其必要性、试验模拟过程以及优化设计等作了介绍。

采用cfd方法研究kamewa公司的某型喷水推进混流泵的流体动力性能,并分析其内部流场特性。通过几何建模,将泵划分为进口、叶轮、导叶体和喷口四部分。分别采用结构化网格离散计算区域。应用k-ε和k-ω相结合的sst湍流模型封闭控制方程,采用全隐式多区域网格耦合求解。预报其功率、扬程、效率等特性,将泵功率的计算结果与该泵厂家试验数据进行比较,误差在2%以内。说明本研究采用的cfd方法预报该泵的流体动力性能真实可信。根据计算结果,对内流场的流线和叶片表面的压力分布做了详细分析。

第1页共1页 惠尔混流式强制循环泵的参数 一、ecp混流泵概述 ecp系列单级悬臂式结构蒸发强制循环泵为大流量，中扬程混流泵。 其结构合理，抗汽蚀性能好，可靠性高，效率高。适用于双加热室串 联或多程式加热室等新型蒸发器，适用于介质粘度大和循环阻力大的 蒸发器，适用于反循环式蒸发器和低位式蒸发室的强制循环，同时也 第2页共2页 适用于高粘度物料的浓缩或含有一定颗粒的腐蚀性介质的输送。因其 扬程比轴流泵高，所以取代轴流泵广泛应用于各类蒸发结晶项目上。 二、ecp混流泵运行范围 泵进出口直径：150、200、250、300、350、400、450、500、650、 800 扬程：6~22m 流量范围：200~8610m3/h 工作压力：≤1mpa 工作温度：≤170℃ 三、ecp混流式蒸发循环泵优点 支撑强度高，泵壳可以承受极高的管道压力，且运行

高水头混流式水轮机的发展趋势及水力特点——高水头混流式水轮机是当前较为先进的水轮机设备，具有尺寸小、重量轻、水力效率高等优点。在设计过程中，考虑了不同部件对水力效率的影响，设计开发了长短叶片转轮和带翼大端面大轴颈偏心导叶，解决了高水头机组在运...

后置导叶作为斜流泵的主要过流部件,在改善叶轮出口流场及对斜流泵水力特性影响起着重要作用.为研究不同后置导叶结构对斜流泵水力特性的影响,根据长短导叶位置匹配建立3种复合型导叶结构方案,每种方案分别选取0.6q-d、0.8q-d、1.0q-d、1.2q-d和1.4q-d五个流量工况条件进行cfd数值计算,通过效率、扬程以及内部流场状态的分析,结果显示:不同位置的短导叶结构对水力特性影响较大,设计流量工况下,短导叶在后置导叶流道的进口处流场相对平顺,出口漩涡较小,整体水力性能较好;但偏离设计流量工况下,短导叶在后置导叶流道的出口处的整体水力性能较好.研究结果可为斜流泵导叶结构设计提供参考.

本文是笔者根据多年工作经验，并结合相关文献资料，对混流式水轮机的水力不稳定性原因进行了分析，并提出了几点保障水力稳定性对策。

在核主泵变频器优化设计的研究中,根据ap1000相关参数,针对新的主泵系统变频要求,为增强系统运行的稳定性,采用强制漩涡法和速度系数法将设计转速从1750r/min降至1450r/min设计核主泵过流部件,以适应我国50hz电网需求。利用多重参考系模型、simplec算法,对所设计的核主泵过流部件高温高压工况进行全流量数值仿真并且对比常温常压工况,绘制出流量-效率,流量-扬程曲线图。仿真结果证明,水力设计方案可行,表明内流部件和工质满足主泵性能要求。

介绍混流式水轮机导水机构在制造过程中需要注意的几个问题,以及为了保证质量而采取的措施。

核主泵概述

1 混流式水轮机安装作业指导书 1、混流式水轮机安装工艺流程图 2、作业方法及要求 2.1施工准备 2.1.1熟悉图纸及制造厂的技术资料，了解设备的结构特点、技术要求及 施工准备 尾水管里衬拼装 座环、基础环组装及安装 蜗壳挂装及安装 机坑里衬、接力器里衬安装 机坑测定与座环、基础环加工 导水机构予装 转轮与主轴整体吊入机坑 导水机构安装 机组联轴、轴线调整 主轴密封及水导轴承安装 辅助设备及管路安装 起动试运行 尾水管里衬砼浇筑 座环、基础环支墩砼浇筑 蜗壳支墩砼浇筑 机组二期砼浇筑 尾水管里衬安装 蜗壳拼装 2 工艺要求。 2.1.2根据工程特点，结合现场的具体情况，编制施工技术措施。 2.1.3对施工人员进行技术交底。 2.1.4临时工装、器具制作，施工工器具准备。 2.2尾水管里衬拼装与安装 2.2.1作业方法 2.2.1.1根据尾水管到货设备的具体情况（若为

混流式叶轮是离心泵和轴流泵的组合，其设计和工作原理结合了两者的特性。这种类型的叶轮在许多工业应用中表现出色，特别是在需要高流量和中等扬程的场合。混流式叶轮的使用可以提高泵的效率，降低能耗，并提供更稳定的流量性能。

采用高质量结构化网格离散混流泵计算域,基于雷诺时均(rans)方程和剪切应力输运(sst)湍流模型对混流泵内流场进行数值模拟。采用多种定性和定量指标对不同叶轮叶片厚度时混流泵的扬程、功率和效率特性及叶轮进、出口的流场流动情况进行对比分析。结果表明:在相同流量下,随叶轮叶片厚度减薄,泵的扬程和功率增加,且最高效率点向大流量工况偏移,最高效率略有升高;叶轮叶片厚度减薄提高了流场流动均匀度,改善了叶片表面压力分布情况,使空化性能得以改善。

为了提高设计过程中对混流泵性能的可控制程度,开展了出口环量分布规律对混流泵性能的影响研究。基于三元反设计理论,将环量vur在轴面流线方向上的偏导数作为载荷分布的控制参数,根据出口环量分布规律的不同设计了平均型、递增型和递减型3个混流泵叶轮。基于雷诺时均navier-stokes方程、sst湍流模型和多重参考坐标系模型对泵内流场进行数值模拟,对泵的效率、空化、叶轮出口的总压及轴面速度沿叶高的分布规律进行比较与分析。结果表明:递增型泵效率最高但空化最差,递减型泵性能正好相反;基于变出口环量分布的三元反设计方法能有效控制叶片不同叶高处的做功能力,递增型叶轮出口的总压和轴面速度随半径增加而增加的速度最快。

采用混合物空化模型对混流式水轮机的内部流场进行了数值计算,得到了大流量工况、最优流量工况、小流量工况水轮机的内部流动特性。计算结果表明:在大流量工况和小流量工况下,尾水管中心截面的低压区与涡带是相对应的,压力脉动的幅值主要受尾水管涡带直径两端压力差的影响,其尾水管进口段左右两侧以及弯肘段附近均有较大的漩涡区域,造成较大的能量耗散,尾水管内有明显的回流现象,水轮机内部流动比较紊乱。

基于k-ε湍流模型和三维时均n-s方程,进行了混流式风机的全流道三维定常湍流计算,得到了风机内部压力分布和速度分布等许多重要的流动现象。结果表明,风机的全通道cfd分析能够较为准确地预测出风机内部流场结构。