风扇磨煤机冲击板磨损表面的微观分析

风扇磨煤机冲击板磨损过程较为复杂,以往许多工作多从宏观磨损形貌分析。本文采用扫描电镜对六种不同性质材料冲击板磨损失效后表面进行微观分析。认为,冲击板磨损表面金属流失方式为带固体粒子流撞击磨损。延性材料与脆性材料撞击磨损的微观形貌特征有显著差别。控制这两类微观磨损的因素可能主要为塑性变形和断裂。并根据微观分析提出冲击板微观磨损过程物理模型。     

固液冲蚀部件表面波纹状磨损形貌的成因探讨

在固液两相流中工作的水力机械，经过一段时间的运行后，常发现原来光滑平整的材料表面出现不同发展形态的、类似波纹或鱼鳞坑的磨损形貌。国内外学者针对材料表面冲击波纹的形成机理及发展规律开展了一定的研究，本文系统介绍了这些研究结果，并根据多年的工程和试验研究结果，综合分析和研究部件表面流场的流动形态、磨粒性质和材料微观组织结构两大因素对表面磨损波纹形成过程的影响作用，探讨了固液两相流磨损条件下水力机械表面冲击波纹形貌的形成机理。     

软磨料冲蚀磨损机理的研究

本文从不同磨料对不同材料的冲蚀磨损试验中，得出：冲蚀磨损可分为三个区；材料在冲蚀磨损中次表面的加工硬化能力不同，而使各区分界点不同；在软其体上分布着硬质相的材料，在冲蚀磨损中表现为选择性磨损；煤对材料的冲蚀损率与煤中硬矿物含量成正比。     

基于CFD的水轮机导叶泥沙磨损研究

导叶是水轮机必不可少的引水构件，为了能研究含沙水中导叶的磨损情况，应用CFD流体分析软件，基于RNG湍流模型对不同泥沙浓度下的水轮机导叶进行了数值分析，得到了不同工况下导叶的泥沙体积分布图，从而进一步分析导叶的磨损情况。分析结果表明，在含沙水中，导叶叶片泥沙量从叶根向叶梢逐渐减小，叶片根部最早遭受泥沙冲蚀，磨损程度比其他位置严重。叶片正面过水面积比较大，所以叶片正面泥沙量比背面多，所遭受的泥沙磨损也比背面严重。随着泥沙浓度的增大，导叶表面的泥沙分布量也逐渐增大，叶片越容易遭受磨损破坏，而且同一个地方磨损程度越严重。     

水工混凝土冲蚀磨损试验方法的研究

关于水工混凝土材料的抗冲蚀磨损问题，由于影响因子多、试验周期长、试验方法不统一等，致使其磨损机理和规律的研究还不够深入． 笔者对各种试验方法进行了分析比较和试验验证，结果表明，高速挟沙水射流喷射法，是一种较好的快速模拟冲蚀磨损的试验方法．     

水工混凝土冲蚀磨损试验方法的研究

关于水土混凝土材料的抗冲蚀磨损问题，由于影响因子多、试验周期长、试验方法不统一等，致使期 磨损机理和规律的研究还不够深入，笔对各种试验方法进行了分析比较和试验验证，结果表明，高速挟沙水射流喷射法，是一种较好的快速模拟冲蚀磨损的试验方法。     

PVA纤维对水工混凝土抗冲磨性的影响试验研究

为解决水工建筑物面临的冲蚀问题,试验研究了在不同养护龄期下,不同体积掺量PVA纤维对混凝土强度、抗冲磨性能的影响,并对纤维混凝土的微观形貌进行了分析。研究结果表明,同基准组混凝土相比,当PVA纤维体积掺量为0.2%时,纤维混凝土的抗压强度提升了20.8%,劈裂抗拉强度提升了33.2%,抗冲磨强度提升了108.4%,磨损深度下降了34.2%,质量磨损率下降了3.9%。PVA纤维混凝土微观形貌的分析结果显示,当PVA纤维体积掺量为0.2%时,纤维在混凝土基体内分散性良好且呈乱向分布。结合SEM分析结果得知,在混凝土中掺入适量PVA纤维,可以显著提升水工混凝土的强度和抗冲磨性。     

风扇磨煤机冲击板磨损方式分析

风扇磨冲击板的磨损方式一直是争议较多的问题。本文是在发电厂现场和试验室进行风扇磨冲击板磨损方式的研究。现场试验期同保持工况条件基本稳定,分析研究了冲击板运行过程中不同时期的磨损特征。初步找出 ZG50Mn2冲击板与运行时间及输煤量之同的关系。通过扫描电镜对已磨损的冲击板的不同位置磨损表面进行微观磨损形貌观察,得出:冲击板的磨损实质上是以撞击磨损为主。即冲击板表面金属的流失是由煤粒撞击金属表面形成撞击坑并推挤金属形成翻皮。在大量煤粒多次冲击下,翻皮形成许多微观裂纹,最后形成磨屑脱离金属板面。     

水工混凝土表面防护处理技术的研究

本研究采用水玻璃、有机硅防水剂、PEA乳液、EVA乳液和无机材料等多种涂层材料对混凝土表面进行涂层处理，并借助先进的微观测试仪器对表面结构形貌及孔结构进行了测试和分析．同时通过透气系数来评估混凝土表面防护效果的优劣．试验结果表明，采用复合涂层处理，使混凝土表面形成较为致密的封闭层，有效地改善了混凝土的表面结构，透气系数大大降低．     

金沙江下游水轮机泥沙磨损情况分析

根据位于水轮机3个不同位置的泥沙特征、形貌以及矿物成份,对转轮叶片、活动导叶进行了泥沙磨损试验预估研究,比较ZG04Cr13Ni4Mo和ZG04Cr13Ni5Mo材料的抗泥沙磨损能力,并对金沙江下游多泥沙条件下的水轮机运行后重点关注部位提出了重要建议。     

基于反问题设计的离心泵叶轮泥沙磨损特性优化研究

离心泵被广泛应用于我国黄河沿岸的提灌泵站中。黄河水中的泥沙对离心泵造成的泥沙磨损问题严重影响离心泵的安全高效运行。反问题设计是离心泵叶轮优化设计的常用方法，但作为其关键设计参数的叶片载荷加载方式对离心泵磨损性能的影响尚不清楚。针对叶片载荷加载方式对离心泵叶轮泥沙磨损特性影响的问题，采用固液两相流数值计算的方法，研究了前盖板前加载后盖板后加载、前后盖板均偏中加载以及前后盖板均偏后加载3种不同叶片载荷加载方式对离心泵水力性能、叶轮磨损特性和固液两相流流场特性的影响。结果表明：相比于其它方案，前后盖板均偏中加载方案得到的离心泵具有较优的水力性能。在各工况下，相比于原叶轮，前后盖板均偏中加载方案的叶片最大磨损率减小25%~73%，小流量工况下可减小73%，大流量工况下可减小25%，明显提高了叶片的磨损性能。相比于原叶轮，3种优化方案在前盖板背面流线上的压力分布更均匀光顺;在小流量工况下，前后盖板均偏中加载方案和前后盖板均偏后加载方案叶片表面的固相体积分数较小，各种方案得到的叶片表面的速度分布基本相同;在额定流量工况下，原叶轮的叶片表面体积分数较小，前后盖板均偏中加载方案和前后盖板均偏后加载方案的叶片工作面固相速度大的区域相对较小，固相速度也有所减小。因此，前后盖板均偏中加载方案具有较优的水力性能和磨损特性，可为离心泵叶轮磨损特性的优化提供参考。     

低扬程灯泡贯流泵水力特性及内部流场数值模拟

为了更加深入地研究灯泡贯流泵及其后置导叶的水力性能,采用CFD方法,借助于RNG k-ε湍流模型,应用SIMPLIEC算法,对灯泡贯流泵装置全流道进行了数值模拟,分析了其在4种特殊流量工况点下机组后置导叶的流动特性,研究了灯泡贯流泵的内部流动特征。结果表明:在最优工况点时,泵装置的内部流态较好,水流平直顺畅,导叶的导流作用最好;在小流量工况下,泵叶轮进口处出现了大范围的回流、漩涡区,叶轮出口处出水流的流态紊乱,相邻叶片翼型周围有明显的回流区,后置导叶翼型周围的流态紊乱,存在大范围的不良流态区域;在大流量工况下,叶片周围流态较好,出水流态内的回流区较少,但导叶周围的流态较差。可见,后置导叶对叶轮出口处水流的导流作用明显,偏离最优工况时,导叶区的水力损失较大。     

卵形污泥消化池搅拌机及其试验装置的设计

根据轴流泵叶轮和水泵提高抗汽蚀性能的诱导轮等设计方法 ,设计出了新型卵形污泥消化池搅拌机。经过实地安装应用 ,各项参数均满足了用户要求。介绍了新型卵形污泥消化池搅拌机的结构形式与作用 ,以及一套专门对其性能进行测试的试验装置     

水泵叶轮直径对低扬程泵装置水力性能的影响

采用数值计算的方法,分别计算了具有不同水泵叶轮直径的立式轴流泵装置和灯泡贯流泵装置的流道水力损失,比较了水泵叶轮直径对流道水力损失的影响;根据叶片泵的相似律,分析了在一定设计流量条件下水泵叶轮直径与nD值的关系以及对水泵选型设计的影响。结果表明：选取较大的水泵叶轮直径将显著提高流道效率和泵装置效率;＂增径降速＂与降低nD值是一致的;在泵装置扬程较低的情况下,选取较小的nD值便于选用到水力性能较好的轴流泵水力模型。     

NUMERICAL INVESTIGATION OF PERFORMANCE OF AN AXIAL-FLOW PUMP WITH INDUCER

The interaction of flow through the inducer and impeller of an axial-flow pump equipped with an inducer has significant effect on its performance. This article presents a recent numerical investigation on this topic. The studied pump has an inducer with 3 blades mounted on a conical hub and a 6-blade impeller. The blade angle of the impeller is adjustable to generate different relative circumferential angles between the inducer blade trailing edge and the impeller blade leading edge. A computational fluid dynamics code was used to investigate the flow characteristics and performance of the axial-flow pump. For turbulence closure, the RNG k-ε model was applied with an unstructured grid system. The rotor-stator interaction was treated with a Multiple Reference Frame (MRF) strategy. Computations were performed in different cases: 7 different relative circumferential angles ( Δθ ) between the inducer blade trailing edge and the impeller blade leading edge, and 3 different axial gaps (G) between the inducer and the impeller. The variation of the hydraulic loss in the rotator was obtained by changing Δθ . The numerical results show that the pressure generated is minimum in the case of ( G = 3%D), which indicates that the interference between inducer and impeller is strong if the axial gap is small. The pump performances were predicted and compared to the experimental measurements. Recommendations for future modifications and improvements to the pump design were also given.     

基于流固耦合及Kriging模型的离心泵叶轮优化

为提高离心泵叶轮的水力效率及结构性能,提出了流固耦合仿真技术与代理模型相结合的优化设计方法。通过均匀试验设计与CFD/CSD单向耦合仿真获得了样本数据,进而运用Kriging方法,分别建立离心泵叶轮效率、离心泵叶轮最大变形、离心泵叶轮最大应力与影响因素之间的代理模型。在此基础上,采用SQP算法求解以水力效率最大为目标函数,且考虑了离心泵叶轮的强度和刚度约束的优化模型。将该方法用于某离心泵叶轮的优化设计,结果表明取得了很好的效果。     

水轮机泥沙磨损研究进展

本文从泥沙磨损机理的试验研究和数值模拟、磨损影响因素及磨损预估模型三个方面阐述了国内外对水轮机泥沙磨损问题的研究成果,并提出了今后水轮机泥沙磨损研究的相关建议,为进一步开展磨损机理的研究进而建立可靠实用的磨损预估模型提供参考。     

基于熵产理论的竖井贯流泵流动损失特性

为了研究竖井贯流泵流动损失特性,基于URANS方法,采用FBM-CC湍流模型对竖井贯流泵内部流场进行了非定常计算,并利用熵产理论对不同流量工况下竖井贯流泵各部件的流动损失特性进行了定量分析。结果表明:FBM-CC湍流模型能够有效预测竖井贯流泵水力性能,与试验结果较为吻合;竖井贯流泵流动损失从大到小依次为叶轮段、出水流道、导叶体、进水流道;叶轮段能量损失的主要来源是湍流耗散,其熵产比率最高可达92%;涡流和流动分离导致出现局部高熵产区域;临界失速工况叶轮轮毂处存在大量涡流,轮缘处流动相对较稳定;深度失速工况受叶顶间隙泄漏流影响,叶轮进口轮缘处出现流动分离,随着流量进一步减小进水流道流态受到影响,叶片前缘出现分离涡。     

轴流泵叶片安放角增大过渡过程特性

建立配置虹吸式出水流道的立式轴流泵几何模型, 提出轴流泵在运行中调节叶片安放角过程的三维非定常数值模拟方法, 采用动网格及网格重构技术实现叶片自转与其随叶轮公转的复合运动。选定 3 种调节规律进行数值模拟, 获得相关工作参数变化规律和内部流场变化情况。结果表明: 采用 3 种不同时间增大叶片安放角 2°, 机组流量增加 4.4% ~ 4.9% , 叶轮水力矩增加 5.1% ~ 5.9% , 叶轮进出口平面的测点静压波动范围较大; 在叶片安放角增大的过程中, 叶轮区域流态恶化、有涡核分布, 叶片吸力面出现分布不均匀的低压区域; 调节时间为 1 s 时, 叶轮进 出口平面测点静压及叶轮水力矩的波动范围要大于其他两种规律, 叶轮区域的涡核分布也要多于其他两种规律, 故在较短时间增大叶片安放角会增加叶轮区域的不稳定性。     

AN ALTERNATE METHOD TO PREVENT SAND ABRASIVE EROSION IN PIPELINES FOR TRANSPORTING HIGH-SPEED NATURAL GAS

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＤｕｒｉｎｇｇａｓｗｅｌｌｔｅｓｔｉｎｇ ,ｔｈｅｇｒａｎｕｌｅｓｓｕｃｈａｓａｒｅ ｎａｃｅｏｕｓｑｕａｒｔｚａｎｄｈａｙｄｉｔｅｔｈａｔａｒｅｌｅｆｔｉｎｔｈｅｓｔｒａｔｕｍａｒｅｏｆｔｅｎｍｉｘｅｄｉｎｔｏｔｈｅｈｉｇｈ ｓ