往复泵的分类和特点分析 种类结构优点缺点适用范围材料特殊要求 盘状活塞式往复泵 活塞成盘 状，长度为 0.8~1.0倍活 塞直径 泵缸长度 较短，流 量大 泵缸分为两 空间，有压 力差易泄漏 常用水泵， 不适于高压 铸铁、钢、 青铜或塑 料 活塞上装设活塞环，以保持 与缸壁间的密封 柱塞式往复 泵采用柱塞， 柱塞小于 100mm为实 心，大于 100mm为空 心 不用安装 活塞环， 维修方 便，能承 受高压 加工成本高柴油机高压 油泵，气缸 油注油器 铸钢、铸 铁、青铜或 合金钢 柱塞表面加工要精密加工， 要高硬度 隔膜式往复 泵利用活塞或 柱塞的往复 运动，再以 气体液体或 机械传动使 隔膜反复股 东 耐磨损或 腐蚀 传动效果低传送含有固 体颗粒或酸 碱类的液体 往复泵按作用次数分类：单作用泵、双作用泵、三作用泵和四作用泵...... 往复泵的总体特点：1、有自吸能力2、理论流量与工作压力无关，取决于作用数和泵的结构尺寸、转速 3、额定排除压力与泵的尺寸和转速无关，主要限于轴承的承载能力和泵的密封性能。实际排除压力随转速升高增高 4、流量不均匀，且实际流量比理论流量小 5、转速不宜太快（泵阀迟滞） 6、对液体污染度不很敏感 7、结构复杂，易损件（活塞环、泵阀、轴承等）较多7、同流量下比离心泵的体积庞大 例： 电动往复泵 组成：电动机、齿轮减速器、曲柄连杆机构、水泵（缸体、活塞及活塞环、阀箱）、滑油泵、空气室(减少液流的惯性水头，减少流量和压力脉动)等 泵阀的种类： 种类优点缺点材料适用范围 盘阀构造简单，易于加工，便于研磨水力损失较大使用广泛 锥阀关闭迅速，不用弹簧，同流损失比 盘阀小制造安装困难，易偏 差，加工精度要求高 锡青铜 球阀使用寿命长，水力损失小与阀座的配合差，密封 性差黄铜或钢多用于运送油液或污秽性 液体，不宜用于高压泵 环阀流通面积大，阻力小加工和装配精度高流量较大，扬程不高的场合 水阀的工作要求：a、关闭严密b、阻力要小c、关闭时应无撞击声d、启闭要迅速及时 空气室的工作要求：船用往复泵吸入段只要压力波动不致使吸入真空度超过允许吸上真空度，一般不用装吸入真空室。吸入真空室气体会越来越多，排除真空室气体会减少，长时间工作后要调整空气室气体量。 电动往复泵的维修： 1、泵缸及缸套，每年一次用内经千分尺测量缸套的椭圆度和锥度，若缸套磨耗超过标准，要锉缸并更换新活塞。缸套磨损或锉缸后厚度减小超过15%，则立即更新! 2、活塞及胀圈（活塞环），用塞尺检测开口间隙并对比极限值，超过极限的要立即更换。（非金属胀圈有胀缩特性，长期存放后需要放热水发胀后使用） 3、水阀，检查工作面的贴合情况及弹簧的工作情况。水阀工作表面有刻痕的时候，可先光车，然后研磨。
TN8000 水轮发电机组压力脉动监测分析系统 培训资料 北京华科同安监控技术有限公司
目录 1、引言 (1) 2、压力脉动成因及特征频率 (1) 3、压力脉动监测系统的关键技术 (2) 3.1、测点选择 (2) 3.2、传感器的选型和安装 (3) 3.3、压力脉动信号的采集、分析、处理和评价 (4) 4.TN8000压力脉动监测系统的构成 (5) 5.TN8000压力脉动监测系统功能 (6) 5.1实时监测与分析 (6) 5.2报警和预警功能 (7) 5.3故障诊断功能 (8) 5.4优化运行 (8)
压力脉动监测分析系统 1、引言 压力脉动是水轮机最普遍的不稳定因素，是导致水电机组振动的主要原因之一，流场的压力脉动周期性地作用在流道壁面上和转轮上，引起结构和部件的振动。压力脉动过大时会引起水轮机和厂房结构振动、叶片裂纹和断裂、机组运行不稳定和轴承损坏，当压力为负压时，可能造成空化和空蚀，伴随较强烈的噪音。因此对水轮机各过流段的压力脉动进行监测分析，研究其规律，可以全面掌握机组的水力特性，对指导和保护机组实际运行,开展针对性的状态检修有重要意义。 2、压力脉动成因及特征频率 水轮机水力压力脉动主要是由于通道中流动的射流、脱流、分离和涡旋等造成的，主要因素有： ●由于转轮出口水流偏离法线出口，产生正或负环量，在尾水管中形成螺旋 状涡带而引起的脉动； ●水轮机涡壳中流速不均匀而产生的交变水动力； ●水轮机转轮旋转时，叶片相对于导叶的位置不断变化，引起绕叶片的环量 周期性的变化，形成了交变水动力； ●导叶和转轮之间的水压力变化，引起作用于叶片上的交变水动力； ●尾水管中的压力脉动所引起的交变水动力； ●固定导叶、活动导叶和转轮叶片尾缘后面形成的卡门涡，也引起作用于叶 片上的交变水动力； ●水轮机密封所产生的水压脉动； 由上述水力激振力引起的压力脉动主要包括以下几种频率成分： ●水轮机导叶通过频率n w w f kZ f 式中：k 为正整数，w Z 为导叶数，n f 为转轮转频。 ● 水轮机固定导叶卡门涡频率ks f 在280Hz 以上。●水轮机活动导叶卡门涡频率kb f 在236--278Hz。
《机械科学与技术杂志》24日(10)(2010)2007 ~ 2016 离心泵的长短叶片的空化行为 Quangnha Thai and Changjin Lee 航天信息工程系，建国大学，1深圳市华洋忆可恩东，广津区，汉城143-701，韩国(手稿收到2009年9月3日；接受2010年6月23日2010年5月31日修订；) 摘要： 离心泵里的2-D 级联模型CFD 代码是为了预测叶轮叶片的离心叶轮的汽蚀行为。控制方程是两相雷诺平均Navier-Stokes方程为齐次形式，其中两个液相和气相被视为不可压缩流体。关闭模式，引入标准k-ε湍流模型，液相和气相之间的传质速率也被实现。进行参照比较在叶轮离心泵叶轮的数据来实现验证。当前离心泵的气蚀特性测试是在设计测试点（V= 8米/秒）和两个非设计点（V= 20米/秒和V=30米/秒）。汽蚀和流动不稳定性判据呈现在叶片周围。结果表明，当前的离心泵在设计点可以安全地操作无空泡。此外，仿真结果表明气穴开发不均匀叶片在非设计点之中。此外，同时还研究了叶轮的叶片额外的影响。从数值计算的结果和外叶片汽蚀的角度来看，预计半身的叶片是最佳配置。 关键词: 汽蚀；半身的叶片；2-D 级联；离心水泵；叶轮 1导言 空化是一种现象，其中液体蒸发和蒸汽气泡发生的区域中的压力在蒸汽压力的液体降低。它通常是出现在高速流体机械如螺旋桨，泵和叶轮叶片在流加速和压力降低。空化可以产生侵蚀损坏，噪音，振动和周期性水力性能恶自产生以来，成长，蒸汽气泡的枯竭。特别是，气蚀降低了离心泵效率并且造成压头的损坏。空泡流的理解的共同课题为高速流体设计师之一机械。在离心泵的流动在本质上是风起云涌，3-D和不稳定;有时会出现蚀。离心泵的设计主要是基于稳态理论，经验关系，模型试验相结合，和工程经验。在过去的几年中，然而，随着计算机的发展，存在有过许多研究的离心泵数值计算。 CROBA等。 [1]被认为是更现实的通过2-D，不稳定，不可压缩流和湍流。阿纳格诺斯托普洛斯（2006）[2]模拟三维紊流在离心泵叶轮与笛卡尔网格代表，足够的精确度为离心的复杂几何水泵叶轮。谢氏等。（2007）[3]的模拟在一个离心泵叶轮具有六个复杂的内部流扭曲的叶片通过使用三维纳维 - 斯托克斯代码与标准K-ε两方程湍流 模型。不同的流速在入口边界被指定到预测的特性泵，如叶轮通道流，流动分离和压力分布。 如前所述，气穴中的叶轮自然是3-e现象。然而，由于在相当复杂的固有相变，数学模型和数值性质方法是相当难以建立。一般情况下，该泵被设计成具
脉动压力测试系统 成都泰斯特所做的脉动压力测试系统主要由四部分组成：传感器、信号调理器、数据采集器、应用软件。数据采集器型号为TST6300，应用软件安装在上位机，通过以太网进行数据交换：Puls 1.0压力脉动监测、DAP6.0多功能通用测试软件 根据我们为高校实验室和科研单位组建系统经验和广东水利科学研究院的需要，推荐以下硬件方案供选择。 压阻传感器 TST63000动态数据采集系统 上位机（带网络接口的计算机） TST6300将传感器供电、信号放大、采集等功能全集成于一体，接上传感器即可测试。TST6300有一个嵌入式CPU，通过TCP/IP协议与主控机行通讯，一台主控机可同时控制16个采集设备。 下面分别是各部分主要技术指标： 一、压阻传感器 根据实验室需要配置不同量程的水工专用传感器： 量程：1Kpa、5Kpa 10Kpa 50Kpa 过载：200% 二、TST6300动态数据采集系统 TST6300动态数据采集系统每台8/16个并行采集通道，每通道最高200K，集信号放大、滤波、传感器供电、数据采集、数据存储为一体，参数程控设置，直接接收毫伏级信号。数据通过RJ45以太网口或USB接口与上位机进行通讯，TST6300与应变式/压阻式传感器连接，通过上位机安装的DAP6.X系统程序，组成动态测试系统，方便地完成速度、加速度、位移、力、压力等物理量的信号采集。系统小巧、结构紧凑、连接简便，为现场测试和实验室测试人员提供了高性能的测试解决方案。
产品特点： 1. 适用范围广：每通道最高达到200K的采样率(向下可调)，可满足机械振动、机构响应、脉动等较低频率的速度、加速度、位移、压力等进行连续实时监测。 2. 扩展方便：每台采集器有8/16个并行通道，一台上位机可同时控制16台并行采集器，即单台计算机就可同时控制256个通道。既可单机使用，又可多机组成基于局域网的多通道测试系统。 3. 系统稳定可靠：TST6300的系统软件DAP6.0是我公司自行配套设计的，运行稳定、可靠。全中文操作平台操作简单。数据格式开发，支持用户专用程序开发。支持EXCEL、Matlab、Word数据格式调用。 技术指标: 1、通道数：并行16CH/台 2、输入量程：±5mV~±5V，多档可调 3、输入方式：差分/单端（±5V） 4、采样率：200K sps/CH，向下多档可调 3、存储深度：128K样点/CH（瞬态模式），海量（监测模式） 4、工作模式：瞬态在线、瞬态离线、在线连续 5、触发方式：内触发、外触发、手动触发 6、AD精度：16bit 7、带宽(-3dB)：0~100KHz 8、综合误差：±0.3% F2S 9、适用电桥电阻：60Ω～5kΩ 10、供桥电压：2V，4V，6V，10V（电流50mA） 11、平衡方式：自动平衡 12、低通滤波器（－3dB）：1k Hz ~100k Hz，多档程控可调 14、工作温度：-10°C ~ +50°C 15、电源：220V/50Hz 16、通讯接口：RJ45 三、软件部分： 运行平台：winxp/win98 1、脉动压力监测 Puls1.0脉动监测软件对低速动态信号进行连续不间断采集功能，同时进行FFT计算，可长时间的监测并存储数据。检测后可同时调出两组数据进行分析或相关计算。 频域窗 时 域 窗 1、通讯功能：设定需要使用的采集器个数并与上位机相连。
文章编号: 1005—0329(2008)09—0033—05 技术进展 离心泵的压力脉动研究进展 刘 阳,袁寿其,袁建平 (江苏大学,江苏镇江 212013) 摘 要: 对离心泵的压力脉动进行了较为全面的阐述,总结出离心泵内压力脉动随工况的不同,表现为三类不同的压力脉动:随机脉动、叶频倍频脉动、轴频倍频脉动;分别从动静干扰、二次流和汽蚀方面阐述了压力脉动的研究现状;介绍了压力脉动在高效点的快速测定,汽蚀监测及故障诊断和故障预防等方面的应用情况。压力脉动的研究将为今后更精确地预测非定常流动诱发压力脉动提供理论依据。 关键词: 离心泵;压力脉动;叶频倍频;轴频倍频 中图分类号: TH311 文献标识码: A O verv i ew of Pressure Fluctua ti on i n Cen tr i fuga l Pu m p L IU Yang,Y UAN Shou2qi,Y UAN J ian2p ing (J iangsu University,Zhenjiang212013,China) Abstract: Pressure fluctuati on of centrifugal pu mp s is revie wed.Its f or m s is different under different conditi ons,typ ical three p ressure fluctuati ons are random fluctuati on,blade2passing frequent fluctuati on and r otati on frequent fluctuati on;the p resent re2 search of p ressure fluctuati on induced by r ot or2stat or interacti on,secondary fl ow and cavitati on is intr oduced;the app licati ons of p ressure fluctuati on mensurati on at best efficiency point,cavitati on monit or and fault diagnosie and p reventi on are als o intr o2 duced.Theory basis will be given t o forecast accurately the p ressure fluctuati on induced by unsteady fl ow. Key words: centrifugal pu mp;p ressure fluctuati on;blade2passing frequence and har monics;r otati on frequency and har monics 1 前言 离心泵主要用来在某一流量下产生一个稳定的压力差以达到输送介质的目的,理想的流量与扬程曲线给人的感觉是在某一流量点扬程是静态的。事实上,泵在产生静态压力分量的同时还产生动态压力分量,也就是压力脉动。压力脉动象交流信号一样叠加在静态压力分量上。 离心泵内的压力脉动是极其复杂的,不同的离心泵可能表现不同种类的压力脉动,即使对同一台离心泵,当处于不同工况时也可能呈现不同性质的压力脉动。因此,离心泵内压力脉动的定义必须包含随机脉动和周期脉动两种。设p为离心泵内某点的压力,若对于任意的时间t和充分 大的周期T,有平均压力p—=1 T∫ t+T t p d t基本不随时间而变化。令p′=p-p—,则p—即为离心泵内某点的压力脉动。这些压力脉动是由叶轮进出口回流、汽蚀等非期望的流动特性形成的。 离心泵工作过程中,一定后缘厚度、一定数量的叶片会产生离散频率的压力脉动。而且偏工况时的脱流所引起的紊流,也会产生宽频带的压力脉动。宽频带的和离散频率的压力脉动都和进口、叶轮、静子(导叶或蜗壳)的水力设计有复杂 收稿日期: 2008—02—02 基金项目: 国家自然科学基金项目(50649029)
飞机液压系统压力脉动测试方法研究 发表时间：2019-05-09T09:20:19.240Z 来源：《防护工程》2019年第1期作者：崔承威 [导读] 对于飞机液压系统压力脉动测试。通过该论证方法，能够有效的完成数据采集、分析工作。为飞机的可靠性分析工作奠定基础。沈阳飞机工业（集团）有限公司辽宁沈阳 110034 摘要:通过对某型飞机液压系统布置、工作方式与外部环境的分析。总结出压力脉动测试试验方法。探为飞机液压系统压力脉动测试工作提供解决方案。对飞机液压系统压力脉动值过大给出初步的解决方案 关键词：压力脉动测试压力传感器动态标定数据记录 引言 作为飞机液压系统的可靠性测试工作之一，飞机发动机地面开车液压系统压力脉动测试，要求测定发动机地面开车状态下液压泵出口压力脉动值。评定测出的压力脉动值是否符合现行有关标准，以保证飞机液压系统可靠、安全工作。 1.试验设计 本试验的本质是对飞机液压泵出口压力的周期性变化进行测试，在液压泵输出压力单周期内的压力变化量值。通过搭建压力传感器、放大器、记录仪组成的测试系统完成试验。试验测试系统示意图如图1所示。 图1 试验测试系统示意图。 2.压力传感器 2.1压力传感器类型的选择 压力传感器作为压力脉动测试的重要组成部分，将泵出口压力转换为模拟信号，传统的压力传感器可以选择半导体压电阻型传感器和静电电容型传感器。两种传感器的特点为： 半导体压电阻型传感器是在薄片表面形成半导体变形压力，通过外力使薄片产生压电阻抗效果，从而以电压形式输出变化的压力信号。 静电电容型传感器是将玻璃的固定极和硅的可动极相相对而形成电容。同样以电压形式输入变化的压力信号。 试验进行过程中，因现场噪声高，电磁环境复杂，静电电容型传感器因工作原理的特性，极易发生严重的零点漂移现象。无法保证测试精度与准确性。而半导体压电型传感器抗干扰能力明显优于静电电容型传感器，可满足试验要求。 2.2传感器的标定 因为压力脉动测试所测压力信号为动态信号，需对传感器进行动态标定，以某型飞机为例，飞机使用的液压泵为9柱塞式柱塞泵，液压系统最大驱动转速为4400r/s，液压泵输出压力频率计算公式为： 表1 发动机开车状态对应频率表 对应的，需要对传感器进行上述频率的动态灵敏度标定，以满足试验需要。 3.数据记录要求。 根据计算，液压泵出口压力最大频率为660Hz，单个周期采样次数与精度成正比。采样频率越高，试验采集压力波形越趋近于真值。因此，选择的采样速率需在660Hz频率的30倍以上。大于20kS/s/ch的采集速率，可以达到对测试压力信号单个周期超过30次以上的数据采样。保证对试验结果的精度要求。 4.测试系统的最终组成。 试验中选择半导体压电阻型传感器作为测试传感器。该类型传感器在灵敏度、频率响应特性、线性范围、稳定性、精度方面，均满足
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 齿轮泵的“压力脉动”和涡旋液体泵运行时“压力脉动” 国内有两本著作谈到了涡旋液泵的压力脉动问题。认为它的脉动和齿轮泵的脉动相似，是发生在月牙形空间闭合前后的两个脉动构成。因此可以用挖凹槽的办法解决（参阅回转式压缩机与泵（熊则男）倒数第一小节的内容）。但是相关的实验证明:：用这个方法不能起到作用。压力脉动引起的震动没有减弱。 因为没有有效的解决压力脉动问题，为了提高泵的转速，不得不用加大 轴向间隙的方法提高泵的转速，同时使泵的内泄漏增加。泵的转速达到了 900r/min。被用作稠油泵。泵转速的过低，使它的应用受到了限制。 基于涡旋压缩机出现封闭月牙形空间后，容积按定速减小的原理，认为 涡旋液体泵的封闭瞬间理应出现一个单峰型压力脉动。逆向运转的涡旋液泵应当出现绝对值相等的负压力脉动。 假如两个相反的涡旋同步运行，并连通封闭月牙形空间，脉动的主峰应 能相互抵消。压力脉动的影响消失，泵转速可以提高而不需加大泄漏。同时可以把本来呈锯齿波状的流量脉动变为平稳的流量输出。这就是涡旋式机械在液体输送方面的必经之路。原理性试验样机的泵转速已经到到2500r/min 。小流量涡旋液体泵的理论计算转速可以超过3000r/min。附1、woxuanbeng：凡是脉动它的前后沿是可以不同的，涡旋液体泵的压力脉动也如此。因此虽然脉动的主峰可以抵消，而前后沿不能完全抵消，达到一定转速时仍有可能引起机器的震动。进一步消除剩余压力脉动的方法也是值得研究的问题。假如涡旋液体泵的研究能因引起大家的兴趣。请发帖讨论。我将进一步奉上我的研究结果，无人回帖讨论就此为止。请各位见谅。
离心泵汽蚀的研究现状 1.1. 汽蚀发生机理 国内外学者对汽蚀发生的机理进行了很多研究，提出了诸多观点和论述，其中最具代表性的是由柯乃普提出的“气核理论”。该理论认为经过特殊处理的“纯水”可以承受拉力，自然界中的水却只能承受很大的压力，其原因是水中存在很多含有气体或蒸汽的微小的气泡（称为核子），这些核子使液体的抗拉强度降低。当液体的压强低于汽化压强时，这些核子将迅速膨胀形成气泡，从而导致汽蚀发生。但是尺寸很小的气核，内部压强是很大的，核子内部的气体会受压而被周围的水体所吸收。所以小的核子将处于不稳定状态。由此可见，核子不可能长期存留在水中。这就得出一个很奇怪的结论：一方面，要产生汽蚀现象，就必须有核子的存在；而另一方面，核子又不可能在水中长期存在。对于这个矛盾，目前还无法正确解释，现有的汽蚀核子理论在很大程度上还带有臆想性，由核子发展成为汽蚀的过程还只是推测。但是，如果不假设气体核子的存在，就不能设想水体中在某种低的临界压强下会出现汽蚀。因此不得不假定气核具有一系列的附加特性，以保证它们能够存在于水中并处于稳定动态平衡。为此许多研究者便进行了一系列的设想。 这些设想的模式中，比较有名的是Fox和Herzfel模式和E.N.Hervery[7]模式。Fox等人提出，微小气核之所以不会溶解，是因为气核被有机薄膜所包围。这种有机薄膜是在水一气界面上自然形成的，它改变了液体的有效表面张力，推迟了蒸发，阻碍了扩散，使微小气核可以持久地悬浮，但有机薄膜是否存在，还有待物理上的证明。 E.N.Hervery于1947年提出，气体核子是水中固体颗粒或绕流物体表面缝隙中未被溶解的一些气体，而这些固体表面是疏水性的，使得在缝隙中的气体形成一个凹面的自由表面。在这样的情况下，表面张力将阻止液面进入缝隙，因而气体并不能被强迫溶解，而仍可能保持气相。Hervey模式可以解释观察到的所有汽蚀现象，也无须再假设一些不可能有的水的性质，并有很多试验数据予以证实。但是这一模式至今仍缺乏数学描述，这是因为缝隙的尺寸和形状的不确定性，以及固体表面疏水性的不同给数学分析造成了难以克服的困难。
泵源液压系统压力脉动抑制方法研究* 何志勇1，2何清华2李自光1 1长沙理工大学汽车与机械工程学院长沙4100762中南大学机电工程学院长沙410083 摘要：介绍了泵源液压系统振动与噪声产生的原因，分析了液压系统振动与噪声的危害。设计制造了一种基于流体—结构耦合振动的结构共振式液压脉动滤波器，在转运车泵源液压系统压力脉动测试试验平台上进行了2组试验。测试了泵源液压系统实际工况的压力脉动和安装滤波器后系统的压力脉动情况，得出2种试验条件下的液压脉动波动幅度和脉动率。验证了结构共振式液压脉动滤波器的使用效能和不足，为液压系统振动控制提供了新的技术手段。 关键词：泵源回路；压力脉动；耦合振动；滤波器；试验研究 中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1001－0785（2010）10－0024－03 Abstract：This paper introduces the causes for the generation of the hydraulic pump system's vibration and noise，and analyzes the hazard of the hydraulic pump system's vibration and noise.Wherein，a kind of structure resonant hydraulic pul-sation wave filter based on fluid-structure coupling vibration is designed and manufactured，and two sets of experiment are performed on the platform for testing the pressure pulsation of the hydraulic pump system of material transfer vehicle.The ex-periment tests the pressure pulsation under the actual working conditions of the hydraulic pump system，and the pressure pulsation conditions after installation of the wave filter，thus to conclude the hydraulic pulsation fluctuation range and pul-sation rate respectively under two testing conditions.The effective utilization and weakness of the structure resonant hydrau-lic pulsation wave filter are then verified，to provide new technical measures for vibration control of the hydraulic system. Keywords：hydraulic pump circuit；pressure pulsation；coupling vibration；wave filter；experimental study 液压系统的振动与噪声主要来自于液压泵源，液压泵的内部结构特性决定了输出的流量不是恒定而是变化的，泵的输出流量遇到系统负载阻抗后形成系统压力，从而使输出流量和压力产生周期性［1］，引起振动与噪声。除利用振动原理进行工作的液压设备外，液压系统振动与噪声通常是非常有害的。机械振动与噪声可以采用目前比较成熟的措施予以消减和隔离。而流体压力脉动引发的振动和噪声沿管路传播，直接导致管道的应力脉动和机械振动，影响系统工作可靠性。抑制流量和压力脉动的技术包括脉动源、传递特性和响应特性的研究和改善等内容［2，3］，可以从2个方面来考虑：（1）从改进液压泵本身结构的角度出发，尽量降低其输出流量的脉动［4，5］；（2）从负载系统的角度出发，对泵输出的压力脉动进行衰减和滤波，减小系统的动态输入阻抗［6，7］。本文采用一种结构共振式［8］滤波器对液压系统压力脉动进行抑制，取得一定的效果。1压力脉动滤波器结构及工作原理 滤波器结构如图1所示，包括管接头、滤波器壳体、上下隔板、固定板、弹性振动体。其中具有一定质量的弹性振动体通过柔性连接装配在上下隔板的孔中，中间钻有阻尼孔，因此每个弹性振动体构成“质量+弹簧+阻尼”集中参数振动系统 。 图1压力脉动滤波器结构原理图 1.管接头 2.滤波器壳体 3.上下隔板 4.固定板 5.弹性振动体 工作时，当具有一定脉动频率ω0的液压油经 *国家自然科学基金项目（50875028）、湖南省自然科学基金重点项目（09JJ3087）、湖南省科技计划项目（2009GK3126）、湖南省教育厅项目（05C242）、湖南省重点学科建设项目、湖南省科技计划项目（2010FJ3003）
离心泵的气蚀原因及采取措施 【摘要】：通过掌握离心泵的气蚀原因，我们在设计、安装、和生产中应如何预防与消除气蚀现象。 【关键词】：离心泵气蚀原因消除措施 离心泵的气蚀原理： 离心泵运转时，液体压力沿着泵入口到叶轮入口而下降，在叶片入口附近的K点上，液体压力p K最低。此后由于叶轮对液体作功，液体压力很快上升。当叶轮叶片入口附近的压力p K小于液体输送温度下的饱和蒸汽压力p v时，液体就汽化。同时，使溶解在液体内的气体逸出。它们形成许多汽泡。当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时，外面的液体压力高于汽泡内的汽化压力，则汽泡又重新凝结溃灭形成空穴，瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来，造成液体互相撞击，使局部的压力骤然增加(有的可达数百个大气压)。这样，不仅阻碍液体正常流动，尤为严重的是，如果这些汽泡在叶轮壁面附近溃灭，则液体就像无数个小弹头一样，连续地打击金属表面。其撞击频率很高(有的可达2000～3000Hz)，于是金属表面因冲击疲劳而剥裂。如若汽泡内夹杂某种活性气体(如氧气等)，它们借助汽泡凝结时放出的热量(局部温度可达200～300℃)，还会形成热电偶，产生电解，形成电化学腐蚀作用，更加速了金属剥蚀的破坏速度。上述这种液体汽化、凝结、冲击、形成高压、高温、高频冲击负荷，造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的
综合现象称为气蚀。 离心泵最易发生气蚀的部位有： 1.叶轮曲率最大的前盖板处，靠近叶片进口边缘的低压侧； 2.压出室中蜗壳隔舌和导叶的靠近进口边缘低压侧； 3.无前盖板的高比转数叶轮的叶梢外圆与壳体之间的密封间 隙以及叶梢的低压侧； 4.多级泵中第一级叶轮。 提高离心泵本身抗气蚀性能的措施 (1)改进泵的吸入口至叶轮附近的结构设计。增大过流面积；增大叶轮盖板进口段的曲率半径，减小液流急剧加速与降压；适当减少叶片进口的厚度，并将叶片进口修圆，使其接近流线形，也可以减少绕流叶片头部的加速与降压；提高叶轮和叶片进口部分表面光洁度以减小阻力损失；将叶片进口边向叶轮进口延伸，使液流提前接受作功，提高压力。 (2)采用前置诱导轮，使液流在前置诱导轮中提前作功，以提高液流压力。 (3)采用双吸叶轮，让液流从叶轮两侧同时进入叶轮，则进口截面增加一倍，进口流速可减少一倍。 (4)设计工况采用稍大的正冲角，以增大叶片进口角，减小叶片进口处的弯曲，减小叶片阻塞，以增大进口面积；改善大流量下的工作条件，以减少流动损失。但正冲角不宜过大，否则影响效率。 (5)采用抗气蚀的材料。实践表明，材料的强度、硬度、韧性
第17卷第1期 1999年3月河南科学 HENAN SCIENCE Vol 17 No 1 Mar 1999液压管路内流量和压力脉动问题的 定性分析研究 苗全生 (郑州煤田职工地质学院,郑州 450053) 摘要液压管路内的流量和压力脉动问题,是一个复杂而又难以解决的问题。 本文从推出液压管路中的瞬时流量和压力公式入手,指出了减小流量和 压力脉动幅频的基本途径,定性地分析了产生流量和压力脉动的主要因 素,并给出了控制办法。 关键词液阻惯性脉动率动态特性谐振脉动衰减率 分类号 TH137 液压管路内的流量和压力脉动,必然会在系统的终端产生反射波,并在管内形成波的叠加和驻波现象,引起液体和管路振动,执行元件的力或力矩脉动,降低系统的可靠性和使用寿命。而控制流量和压力脉动技术包括脉动源、传递特性和响应特性的研究和改善等项内容。如减小泵的流量脉动,采用衰减、吸收、消谐、减小回路的动态阻力等措施。但影响流量和压力脉动的回路阻力或传递函数的改善受到很多限制,因此国内外液压技术专家就如何消除流量和压力脉动这一问题进行了广泛的研究。 减少流量和压力脉动的基本途径 图1 泵出口处的圆管内的液流 Fig.1 Theliquidflowrateintheoutputofthepumpofthepipe 44 河南科学第17卷第1期图1所示为液体在管长为L的圆管中流动,入口处的流量,压力分别为Q1和p1,出口处的流量、压力分别为Q2和p2
,其瞬时流量和压力值可按下式求得 p2=p1Ch( L)-ZcQ1Sh( L) Q2=-p1Sh( L)+Q1Ch( L)Zc用矩阵形式总示 Ch( L)p2= Q2-Sh( L)Zc 式中,Zc= 为传播因子。 上式说明,降低液压泵的流量脉动率,减小回路的动态阻力,保持串联油路中的液阻抗Z0和并联油路中的流量衰减y0基本恒定并匹配得当,是减小液压管路内流量和压力脉动幅频的基本途径。0= -ZcSh( L) Ch( L) 脉动p1Q10y00为液管的特性阻抗,Z0为串联液阻抗;y0为并联液导纳; =0 2 产生流量和压力脉动的原因分析 2.1 容积式液压泵由于固有的几何学上的周期变化,瞬时流量是脉动的(如外啮合齿轮泵的流量脉动率达27%),由此引起压力的脉动。交变的脉动流量和压力以波的方式传递。这是管路内产生流量和压力脉动的主要原因。 2.2 直管或弯曲的管路以及液压元件中混入空气时,液体由于可压缩性增加产生较大的弹性变形而存在波动。当空气和液体被压缩使压力增大时,管道则因弹性变形而容积增大,被一定量的液体补入后,当供油压力能够克服执行元件的静磨擦阻力时,执行元件开始启动,管内压力又迅速降低,供油量减小,执行元件的速度变慢。由于油泵不断向管内供压力油,空气和液体被压缩,压力又升高,执行元件又开始向前冲行。如此周而复始,形成压力波在管中振荡。 2.3 与管道串联或并联的控制阀在阻尼孔或节流口被污物堵塞或者液压元件内零件磨损严重使磨擦阻力发生了变化时以及不恒定的外载等,均导致管内液阻发生变化,造成流量和压力脉动。如节流阀的节流口较小时,由于杂质很容易附着在节流口处,使液体通过阀口时的流量减小,液阻和压力损失增大。压力脉动又将污物从节流口处冲走,使通过节流口处的流量又增大,液阻和压力损失又减小。如此反复循环,引起管内流量和压力剧烈波动。 2.4 换向阀迅速换向或执行元件迅速停止或变速时,液体流速急速改变,但管中液体仍在惯性作用下向阀门方向挤去,使阀口处出现压力增量,并一层一层地沿系统反向传播,使管内压力升高。但油泵使管中液体的压力又一层一层地向系统传播过去直至阀口。还是由于液体的惯性,在阀口处形成瞬间的高压,此高压又传播回管内。如果溢流阀的动态特性差或者限压式变量泵在油压升高时不能及时排油,便使系统出现压力峰值。 2.5 溢流阀的主阀芯和导阀芯均与弹箕构成质量与弹簧系统,都有其各自的固有频率,若
偏离工况下离心泵的压力脉动和振动分析 摘要：当前，高速及高载荷泵的市场需求量很大，对泵的性能要求也越来越高。泵的振动问题已成为一个十分重要的设计因素，由于良好的振动特性能提高运行 的稳定性，防止其高周期性的疲劳损伤。基于此，本文首先阐述了偏离工况下引 起离心泵的压力脉动和振动变化的原因，并重点分析了提高离心泵使用效能的改 进措施。 关键词：偏离工况；离心泵；压力脉动；振动 离心泵(centrifugal pump)是利用叶轮旋转时产生的离心力输送液体的泵，它是工业生产制造中常用的基础设备之一。但离心泵在偏离工况下运行时，会产生较 大的振动，影响泵设备的安全稳定运行。此外，离心泵压力脉动频谱的峰值频率 多为离散频率，在不同特征频率下，叶频处压力脉动幅值最大，进出口测点处的 压力脉动幅度低于隔舌处压力脉动幅值；在各特征频率下，泵的进出口压力脉动 能量均低于隔舌处的压力脉动能量。泵内非定常流动与振动有很强的相关性，在 轴频高次谐波处，出口压力脉动对振动有一定的影响。 一、偏离工况下引起离心泵的压力脉动和振动变化的原因 1、设计方案本身存在问题。因离心泵本身特性，致使里面涉及大量固液两相输送问题，会产生一些固体颗粒，对离心泵的过流部件造成严重磨损，导致泵的 效率及使用寿命下降。因此，在长叶片间增设分流叶片，能有效改善低比转速离 心泵的内部流动状态，提高其运行性能。当前，有许多学者对分流叶片离心泵内 部的流动机理进行了深入分析，设计了几种不同长度的分流叶片。 2、制造业工人的专业技能不过关。制造工人的技术是离心泵建设的基础，这是制约发展的最根本因素。制造业本身对工人的技术要求并不是很高，但同时， 离心泵得到了广泛的应用，掌握着不同技能和水平的工人通常从事制造不同用途 的离心泵或改装工作，这种分散的工作对工人的技术提出了不同的要求。但在实 际工作中，许多工人对专业知识和技能的掌握及熟练程度相对较低，缺乏相关的 实际操作经验，使他们在操作中遇到很多问题，如退货率、销毁率高，严重消耗 了企业的人力、物力、财力，从而降低了企业的经济效益。 3、制造业工人的积极性及综合素质较低。制造离心泵作为工程赖以生存的基本技能，在我国还处于较低的发展水平。从事相关行业的人员薪酬相对较低，导 致很多工人对自己本职工作的积极性不高，没有提高技术水平的欲望，从源头上 制约了行业的进一步发展。同时，由于该行业的社会地位相对较低，基本上选择 从事该行业的人员受教育程度较低，这在一定程度上导致了基层技术人员综合素 质相对较低。他们接受的教育是以基本技术为基础，没有培养出人的本身性格和 气质等。 4、机械化普及率不高。离心泵制造工艺是一个相对基本的工艺过程，需要大量的人工操作，这是技术存在的基础，是许多机器无法替代的。但在手动操作过 程中，易出现的问题是定位不准。由于手动操作本身的性质，掌握的范围较大， 仅靠人的思维很难做出准确的判断，这就导致最终加工的成品需进行二次检测， 以保证离心泵的合格率。除受手工限制外，经验不足也可能导致误差大。进入车 间工作前，相关制造人员没有接受过一定的具体培训，没有进行足够的现场实践，也没有与老师傅进行交流，从而导致相关经验不足。 5、对离心泵的使用缺乏相关的技术规定。正常的制造过程包括特定原材料和设备的采购、后期制造人员的具体操作过程和成品后的检验和维护工作。然而，
2009年11月 农业机械学报 第40卷第11期 双蜗壳泵压力脉动特性及叶轮径向力数值模拟3 杨 敏1 闵思明2 王福军1 (11中国农业大学水利与土木工程学院,北京100083;21上海凯士比泵有限公司,上海200245) 【摘要】 为揭示双蜗壳离心泵的水力不稳定性,采用雷诺时均方法和SST k 2ω湍流模型,对一双蜗壳双吸离心泵进行了三维非定常湍流数值模拟,得到了泵内部流场特性及双蜗壳内压力脉动情况,并对其进行了频谱分析。结果表明双蜗壳内存在比较明显的压力脉动。设计工况下压水室内的压力脉动强度小于非设计工况。在设计工况下,隔舌处和隔板区压力脉动频率均以叶片通过频率为主,其中隔板起始端的脉动幅值最大,约为隔舌处的215倍。在大流量工况下,隔舌处和隔板起始端压力脉动频率以叶片通过频率为主,而小流量工况下以叶轮转频为主。叶轮受到的径向力随着叶轮的旋转呈现不稳定性,其中小流量工况时最明显。3种工况下径向力均指向隔板起始端侧。 关键词:双蜗壳泵 压力脉动 径向力 数值模拟中图分类号:TH311;TV13113+3 文献标识码:A Numerical Simulation of Pressure Fluctuation and R adial Force in a Double Volute Pump Yang Min 1 Min Siming 2 Wang Fujun 1 (11College of W ater Conservancy &Civil Engineering ,China A gricultural U niversity ,Beijing 100083,China 21KSB S hanghai Pum p Co.,L td.,S hanghai 200245,China ) Abstract The three 2dimensional ,unsteady Reynolds 2averaged Navier 2Stokes equations with shear stress transport turbulent (SST )models were solved to investigate the flow field and the characteristic of pressure fluctuations in the double volute.The results show that the pressure fluctuations are strong in the double volute.The pressure fluctuations in the volute are relatively low at the design flow rate condition.The blade passing frequency dominates the pressure fluctuations near the volute tongue and the clapboard at the design flow rate condition.The amplitude of the pressure fluctuation is largest at the beginning of clapboard ,which is 215times larger than at the volute tongue.At the large flow rate condition ,the blade passing frequency is also dominative in the pressure fluctuations ,but at the small flow rate condition the rotation frequency becomes dominative.The radial force on the impeller is unsteady especially at the small flow rate.At three flow rates ,the radial forces all point at the beginning of clapboard. K ey w ords Double volute pump ,Pressure fluctuation ,Radial force ,Numerical simulation 收稿日期:2008212205 修回日期:2009204227 3国家自然科学基金资助项目(50779070)和北京市自然科学基金资助项目(3071002) 作者简介:杨敏,博士生,主要从事水动力学与水力机械研究,E 2mail :minyang.cau @https://www.doczj.com/doc/3e8742683.html, 通讯作者:王福军,教授,博士生导师,主要从事水动力学与水力机械研究,E 2mail :wangfj @https://www.doczj.com/doc/3e8742683.html, 引言 双蜗壳结构是一种重要的泵蜗壳型式,每个流道包围叶轮出口180°,可以使叶轮流动更加对称, 平衡运行时作用在叶轮上的径向力,延长轴承、轴封 和口环的使用寿命,因而在高扬程离心泵机组中获 得应用。但目前对双蜗壳的研究还很少,其隔板的位置和形状对蜗壳内的速度场以及压力脉动特性的影响还不明确,因此研究双蜗壳内部流动规律对提高这类离心泵运行稳定性有重要意义。
第２４卷第４期 ２０１７年８月工程设计学报ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｓｉｇｎVol ．２４No ．４Aug ．２０１７收稿日期：２０１７‐０４‐１４本刊网址·在线期刊：http ：／／www ．z jujournals ．c om ／g csjxb 基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１６０６１６５） 作者简介：张露（１９９２—），女，江苏镇江人，硕士生，从事流体机械水力设计和压力脉动研究，E ‐mail ：zhanglu _hj ＠１６３．c om ，http ：／／orcid ．o rg ／００００‐０００３‐４０６４‐５７０３通信联系人：吴大转（１９７７—），男，浙江温州人，教授，博士生导师，博士，从事流体机械优化与控制工程研究，E ‐mail ：wudazhuan ＠zju ．e du ．c n ，http ：／／orcid ．o rg ／００００‐０００３‐１４３９‐２３８６ DOI ：１０．３７８５／j ．issn ．１００６‐７５４X ．２０１７．０４．００５ 燃油系统旋涡泵压力脉动的控制研究 张 露１，武 鹏１，吴大转１，２，洪伟荣１ （１．浙江大学化工机械研究所，浙江杭州３１００２７；２．浙江大学流体传动及控制国家重点实验室，浙江杭州３１００２７）摘 要：为了改善燃油泵噪声、振动、声振粗糙度（noise ，vibration and harshness ，NV H ）性能，提高燃油泵声音品 质，开展了燃油系统旋涡泵压力脉动的控制研究。采用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics ，CFD ）数 值模拟方法和理论分析方法分析燃油系统微型旋涡泵的压力脉动特性，并采用随机叶片分布方法设计了２种非均 布程度不同的非等距叶轮。基于CFD 数值模拟结果和理论分析结果，提出一种改进的非等距叶轮设计方法。燃 油泵噪声试验结果验证了该设计与控制方案的可行性。结果显示：相较于等距叶轮，随机非等距叶轮燃油泵的中 高频段尖锐噪声消失，NV H 性能提升；随机非等距叶轮能够显著分散叶频峰值，非均布程度的增加显著增大了随 机非等距叶轮的叶频脉动幅值下降幅度。因此，采用随机叶片分布方法，有助于改善旋涡泵的压力脉动特性，对改 善燃油泵的NV H 性能具有重要的工程应用价值。 关键词：旋涡泵；压力脉动；NV H 性能；非等距分布叶片；数值模拟 中图分类号：T H ３１４ 文献标志码：A 文章编号：１００６‐７５４X （２０１７）０４‐０３９５‐０８ Ｓｔｕｄｙｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｏｆａｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅｐｕｍｐｆｏｒｆｕｅｌｓｙｓｔｅｍ Z HANG Lu １，WU Peng １，WU Da ‐zhuan １，２，HONG Wei ‐rong １ （１．Institute of Process Equipment ，Zhejiang University ，Hangzhou ３１００２７，China ； ２．The State Key Laboratory of Fluid Power T ransmission and Control ，Hangzhou ３１００２７，China ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：In order to improve the NV H （noise ，vibration and harshness ）p erformance and sound q uality of fuel pumps ，the pressure fluctuation control of the regenerative pumps for the fuel sys ‐ tem is carried out ．T he pressure fluctuation characteristics of a regenerative pump were studied by the CFD numerical simulation and theoretical analyses ．T wo impellers with different degree of uneven blades were designed by the method of random blade distribution ．An improved design method of the uneven blade distribution impeller was developed based on the CFD numerical sim ‐ulation and theoretical analyses ．T he noise test for the fuel pump of the pressure fluctuation con ‐ trol scheme was conducted to verify the feasibility of the scheme ．Results showed that the high ‐ p itched noise disappeared in the high frequency and the NV H performance was improved for the fuel pump with uneven blade distribution impeller compared with even blade distribution impeller ．Random uneven blade distribution impeller could significantly disperse the peak value of the blade passing frequency ．With the degree of the uneven distribution blades increasing ，the amplitudes of blade passing frequencies decreased more ．Therefore ，the use of random uneven blade distribution method helps to improve pressure fluctuation characteristics of the regenerative pump and to p rovide an important engineering value for the fuel pump NVH performance improvement ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：regenerative pump ；p ressure fluctuation ；NV H performance ；uneven distribution 万方数据