軸流泵
關注創建者：仿真客 創建時間：2023-08-10
軸流泵的實例教程
圖1.軸流式血泵模型[1]
3.討論
為了驗證宏數據數值計算的一致性，搭建了血泵實驗平臺。原理框圖如圖2所示。該流體采用水和甘油按2:1的比例混合而成，具有與血液相似的粘度和特性。針對不同轉速下血泵的水力性能，通過阻尼閥調節血泵進出口壓差，使之與仿真值一致。在三種模擬工況（6000, 8000, 和10,000r/min）下分別進行了五次試驗。對流動實驗結果進行了分析，如圖3所示。在10000r/min內，轉速每增加2000r/min，血泵流量就隨之增加約21%。結果發現，在6000、8000和10000r/min工況下，仿真和實驗的流量誤差分別為5.1%、4.3%和3.2%。試驗精度在允許范圍內，說明數值計算模型與實驗結果吻合較好。
圖2.軸流泵的實驗原理圖和圖片：（a）實驗原理圖。(b) 軸流泵。[1]
圖3.血泵在不同轉速下的水力參數。[1]
以8000r/min為例，血泵內部流場壓力分布如圖4所示。血泵內壓力沿流動方向逐漸增大，最小值出現在血泵入口處，約為-27kPa，最大值出現在葉輪后緣，約為552kPa。后葉片的壓力分布相對平均。在葉輪排水區，流道壓力迅速上升。由于壓力梯度變化很大，可能會導致血細胞因壓力差而破裂，從而產生一定的溶血現象。同時，EDEM（EDEM是用于散裝材料模擬的DEM軟件）計算出的血細胞粒子速度較快，導致血細胞溶血。因此，該區域的結構設計與溶血指數相關。
圖4.血泵的內部壓力云圖和血細胞的粒子速度。[1]
以8000r/min為例，血泵內速度場分布如圖5所示。由于葉輪轉速較高，血泵內血流最高速度位于葉片頂部靠近壁面的位置。
展開 本人可以提供整機低速不可壓、亞音速、超音速飛機整機氣動計算，飛機進氣道相關數值仿真分析進氣道的總壓恢復系數、畸變等；同時可以提供旋轉機械流體計算分析：1 給定轉速求進出口壓差及流場 2 給定相關參數被動計算轉子轉速（FLUENT 6dof+交界面法，后期會以視頻形式給出）；以下為本人相關工作：
圖1 進氣道半模模型結構網格
圖2 0.3Ma下進氣道速度云圖
圖3 軸流泵pro/e模型
工作點流量和軸功率取決于與泵連接的裝置系統的情況(位差、壓力差和管路損失)。揚程隨流量而改變。
②工作穩定，輸送連續,流量和壓力無脈動。
③一般無自吸能力,需要將泵先灌滿液體或將管路抽成真空后才能開始工作。
④離心泵在排出管路閥門關閉狀態下啟動，旋渦泵和軸流泵在閥門全開狀態下啟動，以減少啟動功率。
在泵啟動前，泵殼內灌滿被輸送的液體；啟動后，葉輪由軸帶動高速轉動，葉片間的液體也必須隨著轉動。在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量，以高速離開葉輪外緣進入蝸形泵殼。
在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴大而減速，又將部分動能轉變為靜壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要場所。液體由葉輪中心流向外緣時，在葉輪中心形成了一定的真空，由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續壓入葉輪中。可見，只要葉輪不斷地轉動，液體便會不斷地被吸入和排出。
其他離心泵的啟動
以上說的都是離心泵, 對于其他類型泵,情況如下:
1、軸流泵的大流量啟動特性——全開閥啟動
軸流泵在零流量工況時軸功率最大，為額定軸功率的140%~200%，最大流量時功率最小，所以為了啟動電流最小，軸功率的啟動特性應是大流量啟動（即全開閥啟動）。
2、混流泵的啟動特征——全開閥啟動
混流泵在零流量工況時軸功率介于上述兩種泵之間，為額定功率的100%~130%，所以混流泵的啟動特性也應是上述兩種泵之間，最好全開閥啟動。
3、旋渦泵的啟動特征——全開閥啟動
旋渦泵在零流量工況時軸功率最大，為額定軸功率的130%~190%，所以與軸流泵相似，旋渦泵的啟動特性應是大流量啟動（即全開閥啟動）。
展開 混流泵的啟動特征——全開閥啟動
混流泵在零流量工況時軸功率介于上述兩種泵之間，為額定功率的100%~130%，所以混流泵的啟動特性也應是上述兩種泵之間，最好全開閥啟動。
3. 旋渦泵的啟動特征——全開閥啟動
旋渦泵在零流量工況時軸功率最大，為額定軸功率的130%~190%，所以與軸流泵相似，旋渦泵的啟動特性應是大流量啟動（即全開閥啟動）。
3、旋渦泵的啟動特征——全開閥啟動
旋渦泵在零流量工況時軸功率最大，為額定軸功率的130%~190%，所以與軸流泵相似，旋渦泵的啟動特性應是大流量啟動（即全開閥啟動）。
軸流泵的最新內容
Eslamdoost等[11]研究了3種體積力模型在軸流泵中的適用性，其中考慮了導葉、軸向均布體積力和周向體積力的體積力模型與多重參考系法（MRF）相比所得揚程的精度相當，噴口處的局部流場較MRF精度更高。Knight等[12]訓練了一種半經驗算法用于確定非定常螺旋槳體積力。
圖2.軸流泵的實驗原理圖和圖片：（a）實驗原理圖。(b) 軸流泵。[1]
圖3.血泵在不同轉速下的水力參數。[1]
以8000r/min為例，血泵內部流場壓力分布如圖4所示。血泵內壓力沿流動方向逐漸增大，最小值出現在血泵入口處，約為-27kPa，最大值出現在葉輪后緣，約為552kPa。后葉片的壓力分布相對平均。在葉輪排水區，流道壓力迅速上升。
一級往復泵工作原理
軸流管道泵工作原理
用于輸送液體的機械稱為泵（Pump），泵按其結構特征和工作原理主要分為三大類：
Ⅰ葉片式泵：這類泵靠高速旋轉的葉輪對流體做功，使液體的機械能增大，如各種離心泵、旋渦泵、軸流泵等。
Ⅱ容積式（正位移）泵：這類泵利用往復運動的活塞或旋轉的轉子改變工作室容積，擠壓液體，對液體做功，使液體的機械能增大。如往復泵、齒輪泵、螺桿泵等。
圖4：STAR-CCM+ 數據和測試數據之間的空化拐點曲線對比，顯示了在不同的三種流速工況下，空化余量（NPSH）與水頭下降的對比關系
案例研究 2：立式防洪泵
本案例聚焦位于新奧爾良的大型軸流泵，專為在惡劣氣候條件提供持久的性能而設計。這些新設計的立式防洪泵用于在洪水期間將城市中多余的水清除干凈。
根據人工心臟裝置的驅動方式、血流形式以及工作原理，可以把人工心臟泵的發展分成三個階段：第一代的氣動式容積泵、第二代的軸流泵以及第三代的磁/磁液懸浮式離心泵，并且人工心臟泵逐漸向體積小、質量輕、溶血性能好、性能穩定的方向發展，但溶血與血栓等問題依然存在。衡量人工心臟泵性能的一個重要指標就是溶血性能，因此越來越多的學者探究不同結構人工心臟泵的溶血性能差異。
[7] 沙 毅，侯麗艷.基于CFD的潛水軸流泵性能分析及其特性試驗[J].農業工程學報，2012，28（22）：51-57.
[8] 石麗建，湯方平，謝榮盛，等.基于CFD計算的軸流泵改型設計和效果[J].農業工程學報，2015，31（4）：97-102.
[9] 呂建新，許躍華.大型燈泡式貫流泵CFD計算.排灌機械，2007，25（5）：17-19.
Current Systems 成立于 2002 年，是制造軸流泵、吸水池、推進噴嘴和其他用于逆流游泳和“漂流河”應用的組件的領導者。這家總部位于加利福尼亞州的公司還為水上樂園、度假村和豪華住宅的大型水上設施的設計和工程提供咨詢服務。
“自 1960 年代我在航空母艦上服役以來，我一直對水及其流動模式很感興趣，”創始人彼得戴維森解釋道。“流動的水是引人注目的。
②指動力式泵的三泵（離心泵、混流泵、軸流泵）或其他特殊的泵。
這類泵產品一般不會叫葉片泵。但作為專著，葉片泵幾乎全部是指離心泵、混流泵、軸流泵等(一級建造師2014《機電工程與管理實務》中稱這三類為葉輪泵)。根據其每轉的理論排量是固定值還是可變值，可以分為葉片式變量泵和葉片式定量泵。
三級往復泵
氣動隔膜泵
水環式真空泵
雙動往復泵
外齒輪泵
特殊結構往復泵
水環式真空泵
旋片式真空泵
往復泵
旋渦泵
往復泵
葉片泵
一級往復泵
軸流管道泵
