离心泵允许安装高度的理论分析及计算方法

对离心泵运转时泵内液体压强的变化状况作了分析，应用伯努利方程式导出离心泵允许安装高度的基本计算式，并对离心泵样本中的允许吸上真空度Ｈｓ的试验条件以及同一型号离心泵的Ｈｓ值与该泵流量的关系作了说明。在此基础上，将离心泵允许安装高度的基本计算式转化为通用计算式，以适应化工生产中输送不同液体以及不同的操作条件，最后，本文还讨论了离心泵允许安装高度和允许汽蚀余量的关系。     

静电无阀微泵两种仿真模型的比较研究

为提高无阀微泵性能,分别采用全耦合模型(FCM)和预先定义泵膜位移的模型(PDM)对基于扩散/收缩单元的静电无阀微泵的动态特性进行计算仿真.对泵膜变形形状、泵膜中点位移、泵腔内压力以及进出口处流量等的变化历程进行比较.结果表明:PDM模型计算费用较低,但无法以较高精度近似泵膜变形的动态特性,进而导致错误的瞬态流场结果.要准确仿真微泵的动态特性,必须考虑电-结构-流场之间的相互作用.     

含颗粒的幂律流体两相湍流研究

建立了含颗粒的幂律流体两相流动控制方程，首次对泵离心叶轮内含颗粒的幂律流体两相流动进行了计算研究，计算结果表明：从进口到出口，幂律流体的速度减小，压力随半径增大逐渐升高，且压力面上的压力大于吸力面上的压力；吸力面上的颗粒拟温度小于压力面上的颗粒拟温度，且靠近壁面处的大于叶道中的；最后比较了液固两相流与含颗粒的幂律流体的两相流的流动，流体相的紊动能有一定的差别，而且颗粒拟温度也有较大差别。     

节段式多级离心泵全三维湍流场的数值模拟

选取工业中常用的DF型多级离心泵作为研究对象,数值计算使用了FLUENT软件及其RNG k-ε湍流模型和多重参考坐标系,实现了节段式多级离心泵任意一整级（包括叶轮导叶在内）的全三维流场的数值模拟.模拟结果显示在叶轮出口与导叶入口衔接处,叶轮出流因受到导叶叶片头部的阻挡干扰,导致局部流体逆叶轮旋转方向运动.液流的静压值在正导叶出口附近达到泵级内最大值,进入反导叶后因沿程出现的水力损失静压值略有降低.计算结果得到了泵外特性实测值的验证.     

双压力航空柱塞泵压力切换动态特性

为分析双压力航空柱塞泵压力超调产生的原因从而降低压力超调幅值,建立该泵压力调节机构的动态数学模型,并开展数值仿真研究.分析指出,泵出口等效容腔及斜盘这2个滞后环节是导致泵压力切换时出现压力超调的主要原因.提出降低泵出口等效容腔及在控制柱塞腔前设置阻尼孔等方法来降低压力超调幅值.数值仿真结果表明,当泵出口等效容腔降低为原来的1/3时,泵从高压向低压切换和从低压向高压切换时的压力超调幅值分别下降48.6%和20.4%,设置阻尼孔能有效降低泵从低压向高压切换时的压力超调,但加大了从高压向低压切换时的压力超调幅值,因此应综合运用这些方法来降低压力超调幅值.     

电液压脉冲腔室压力数学模型的研究

基于电液压脉冲的产生机理建立了电液压脉冲效应的等离子体膨胀模型,并运用能量守恒原理确立了电液压脉冲腔室压力计算的数学模型。对模型进行研究所得结果表明:放电通道内的压力与等离子体膨胀半径和放电时间的平方成反比,与击穿电压和电容成非线性关系。利用该模型计算所得的电液压脉冲腔室压力值与文献[6]中的实测值相比,吻合度较好。该数学模型为电液压脉冲技术在工程中的应用提供了理论依据。     

电液压脉冲腔室压力数学模型的研究

基于电液压脉冲的产生机理建立了电液压脉冲效应的等离子体膨胀模型,并运用能量守恒原理确立了电液压脉冲腔室压力计算的数学模型。对模型进行研究所得结果表明：放电通道内的压力与等离子体膨胀半径和放电时间的平方成反比,与击穿电压和电容成非线性关系。利用该模型计算所得的电液压脉冲腔室压力值与文献[6]中的实测值相比,吻合度较好。该数学模型为电液压脉冲技术在工程中的应用提供了理论依据。     

前泵腔间隙对纸浆泵脉动特性的影响

为了研究纸浆泵前泵腔间隙大小对纸浆泵外特性以及脉动特性的影响,以SX150-400纸浆泵为模型,在保持其他叶轮几何参数不变的情况下,设计5种不同前泵腔大小的纸浆泵叶轮,利用标准k—ε湍流模型对纸浆泵外特性进行数值模拟并进行了试验验证,分析不同间隙大小对纸浆泵叶轮流道和蜗壳各个断面处压力脉动的影响。结果表明:前泵腔间隙对纸浆泵外特性影响显著,前泵腔间隙B=0.75 mm时效率达到最大值为74%;前泵腔间隙对纸浆泵内非定常流动特性影响也很大,较大的间隙能够有效地改善纸浆泵内的压力脉动特性。     

均匀流场中含自由液面的陷落腔压力分布数值研究

在有自由液面的情况下，针对横剖面为圆形和方形的陷落腔模型，在均匀流场条件下的水动力数值实验研究，取得了腔体壁面的流体定常压力和脉动压力的实验数据．利用计算流体力学软件CFX对有自由液面的陷落腔内液体的晃荡现象和压力分布进行了数值计算，分析了模型所受的定常压力随傅汝德数和腔体形状的变化趋势，在脉动力分析中利用随机过程的理论，并讨论了晃荡现象对压力分布的影响．     

钢衬钢筋混凝土压力管道混凝土裂缝宽度计算问题的商榷

钢衬钢筋混凝土压力管道应用于大型水电站中,一般在设计时都允许混凝土出现裂缝,但对裂缝宽度进行了限制,而实际工程实测值往往超过计算值.从裂缝宽度计算看出,董哲仁方法存在不足 如用改进后的董哲仁法对三峡钢衬钢筋混凝土压力管道混凝土裂缝进行计算,其结果更接近实测值.     

矩形压电振子式主动阀压电泵的设计及其性能

根据压电泵的工作原理,基于两端夹持式主动阀开发了矩形压电振子式主动阀压电泵,对其结构及工作原理进行了说明。计算了其理论流量,剖析了流量的影响因素。通过试验研究得出:泵在工作时阀腔压电振子与泵腔压电振子之间的最佳相位差是70°和250°。测试了阀腔压电振子在不同电压、频率驱动信号作用下压电泵的输出特性。同时,对主动阀压电泵的双向泵送能力进行了比较分析。实验结果表明:与正弦波相比,方波作为矩形压电振子主动阀的控制信号时,流量相对比较大。频率为70Hz时,最大流量为140mL/min;在高频情况下,矩形压电双晶片式主动阀压电泵的流量保持较好,圆形压电振子式主动阀压电泵的流量下降明显。     

轴向柱塞液压电机泵内部流场的分析

提出了一种新型的轴向柱塞液压电机泵,简要介绍了其结构和特点。运用计算流体动力学的方法对轴向柱塞液压电机泵内部流场进行数值计算与分析。主要分析了在转子转速不同情况以及转子转过不同角度时流道内的压力、速度等分布情况;研究结果表明,随着转子转速的增大,柱塞腔内的压力明显减小,但压力损失有所增加,因此在设计时该泵的转速不宜选取过高。通过对流场的对比分析能够判断流道设计的是否合理从而为流道结构的优化设计提供有效参考。     

水压轴向柱塞泵配流盘预升压角

为了调查流量特性,以水压轴向柱塞泵为研究对象,在考虑预升压角的作用和关键摩擦副泄漏的前提下,建立了泵实际输出流量的数学模型,对配流盘的结构参数进行了设计计算.运用PumpLinx软件对不同预升压角下泵的流场进行了数值模拟,对泵的流量特性进行了分析.研究结果表明:水压轴向柱塞泵在排水过程中,会产生流量倒灌现象,使得单个柱塞腔内的压力和流量以及泵的输出流量产生脉动.增大预升压角可以增长柱塞腔内部流体的预压缩时间,减小柱塞腔内部和泵出口的压力差,从而减少柱塞腔的流量倒灌量,降低柱塞腔内的压力和流量脉动.适当增大预升压角有利于提高泵的流量特性,预升压角取20°时,泵的流量特性最佳.但预升压角超过20°时,预升压区和预卸压区流量倒灌的叠加会导致泵出口的流量脉动增大.     

电磁驱动主动阀压电泵的设计及其性能

提出并设计了一种新型的主动阀压电泵。与被动阀压电泵通过流体流动开启阀片方式不同,该泵通过电磁驱动方式控制压电泵的进出口阀的开启、关闭,从而降低了阀在开启、关闭时压电泵腔内流体的能量损失。同时可以根据压电泵工作性能的需要,通过调整控制信号的占空比和相位控制阀的开启、关闭时间,这不仅可实现单一机械结构下对液体泵送方向的主动控制,而且对于流体的流量也可进行控制,为提高压电泵的性能提供了一种新的手段。试验表明:该泵在30 Hz的条件下工作时,最大输出流量为160 mL/min。     

液力变矩器泵轮内流场的数值分析

利用流体分析软件STAR CD对W305型液力变矩器内部流场进行了数值计算。采用混合平面理论处理旋转速度不同的各叶轮之间的相互作用。基于计算结果重点分析了泵轮内流场的特性,对泵轮进出口平面的速度和压力分布进行了研究,并与相关公开实验数据进行了定性对比,同时还对外特性进行了计算。将计算结果与试验数据进行对比表明了流场计算是十分准确的。     

主冷却剂泵三维流场数值模拟与分析

为深入理解和分析高温高压工况条件下某主冷却剂泵性能,采用计算流体力学方法(CFD)对其内部复杂的三维流场进行了数值模拟与分析.建立了某主冷却剂泵各部件几何模型,并对其进行网格划分.通过求解RANS方程对主冷却剂泵内部三维流场进行数值求解,湍流流动采用SST模型进行模拟.计算得到该泵在高、低设计转速时的扬程、功率和效率等性能参数.计算结果与试验数据相比较,误差在4%以内.分析表明采用CFD方法模拟结构复杂的主冷却剂泵内部流动是可行的.     

离心泵的空化流数值模拟与空化余量预测

空化余量是泵非常重要的性能指标之一,目前主要依靠试验来确定。如何在离心泵设计过程中较为准确地预测出必须的空化余量对优化设计和提高运行稳定性等方面十分重要。针对离心泵运行过程中发生空化时的流动特点,基于Rayleigh—Plesset方程来描述空泡生长和溃灭过程的空泡动力学模型,采用混合空化两相流模型和三维全流道两相流流动数值模拟技术,探索通过数值试验来预测空化余量的方法。对一低比转速离心泵进行全流道空化流数值模拟,通过改变NPSHa来模拟试验工况,数值模拟预测出各模拟试验工况下的扬程、叶片表面压力分布、叶片表面空化发生区域以及流道内空泡体积率分布,从而预测该泵的NPSHr,其预测结果与试验值的误差小于10％。     

压电薄膜泵驱动的新型直线马达

提出了一种由压电薄膜泵和液压缸构成的新型直线马达(简称压电液压马达)。介绍了其结构和工作原理,并进行了性能分析与测试。利用尺寸为35 mm×1 mm的薄膜型压电振子制作了两腔体串联压电泵,并与直径15 mm、有效行程100 mm的液压缸进行了联机试验。研究结果表明,在驱动频率一定,驱动电压超过100 V时,驱动力与速度随电压的提高线性增加。在驱动电压为140 V、工作频率为70 Hz的条件下,获得压电液压马达的最大速度和推力分别为14.5 mm/s和17.8 N,最大输出功率为63.5 mW。     

小流量高扬程离心旋涡泵气液混输扬程的分析

根据一维控制体模型，在合理假设的基础上，应用欧拉公式建立了小流量高扬程离心旋涡泵气液混输扬程的计算方法，将计算扬程与气液混输试验的实际扬程进行了对比分析。结果表明：随着含气量的增大，泵的计算扬程值与试验值总体变化趋势均减小，且两者符合情况较好；含气量越大，气液混输的水力效率越低。该分析为建立较完善的计算气液混输旋涡泵扬程的方法提供了理论基础。     

离心式杂质泵蜗壳内部流场数值模拟

利用计算流体动力学分析软件,对离心式杂质泵的内部流场进行了数值模拟.计算了颗粒直径为0.076mm,固相体积分数为10%的两相流工况下的三维湍流流场,得到了蜗壳内的速度、压力和固相体积分数分布等流动信息.计算结果表明：自进口至最大半径处蜗壳内的速度不断减小,压力逐渐增大,颗粒体积分数随半径增大而增大.