基于流固耦合的导叶式离心泵强度分析

运用顺序耦合和双向流固耦合方法对导叶式离心泵进行了强度分析。通过顺序流固耦合方法,对叶轮进行了静应力强度分析,并与双向流固耦合方法得到的结果进行了比较。同时,对双向流固耦合结果中最大等效应力节点A和最大变形区域的节点B在叶轮旋转一周过程中的等效应力变化的时域图以及频域图进行了分析。结果表明,最大等效应力出现在叶轮前盖板、叶片背面和叶轮出口边的交界处（节点A）;叶片进口边中部以及与前后盖板的交界处和叶片出口与后盖板的交界处这些地方有应力集中,可能发生强度破坏。后盖板出口处且正好在流道中部位置变形最大（节点B）,可能发生刚度破坏。对于静力学分析,顺序耦合与双向耦合的结果基本一致。节点A的变形量小于节点B,但交变应力的幅值却远大于节点B。疲劳裂纹的扩展速度主要取决于交变应力幅值的大小,因此,在节点A处更易发生疲劳破坏。计算结果对导叶式离心泵叶轮结构优化设计提供了有效依据。     

射流泵内部流动的实验研究

实验研究射流泵内有限空间水射流与其周围低速水流间的紊动混合。在射流泵11个轴向位置上布置了测压点：1个在渐缩锥形喉管入口，6个在喉管，4个在扩散管。用U型管测量11个测压点的壁面压强。用粒子图像速度场仪(PIV)对射流泵喉管入口和喉管内有限空间水射流进行测量。获得了4种流量比情况下射流泵对称面流场的速度矢量和轴心速度分布。测量结果为射流泵内部流动分析提供了可靠依据。     

导叶与隔舌相对位置对离心泵内外特性的影响

为研究导叶相对隔舌不同位置对离心泵性能的影响,采用CFD计算方法对离心泵导叶与隔舌不同夹角进行数值计算。对导叶与隔舌夹角α从0⁴0°变化下离心泵外特性和内流场进行分析,结果表明导叶相对隔舌不同位置对泵内外特性有明显的影响。随着α增大,扬程和效率呈现出先升高后降低的趋势,20°附近达到扬程和效率的最大值;而在α增加的过程中,蜗壳各断面压力和速度的变化趋势不相同,叶轮各流道低速区及出口高速区受导叶影响而沿周向变化;在隔舌附近,α为040°变化下离心泵外特性和内流场进行分析,结果表明导叶相对隔舌不同位置对泵内外特性有明显的影响。随着α增大,扬程和效率呈现出先升高后降低的趋势,20°附近达到扬程和效率的最大值;而在α增加的过程中,蜗壳各断面压力和速度的变化趋势不相同,叶轮各流道低速区及出口高速区受导叶影响而沿周向变化;在隔舌附近,α为0⁴0°,导叶背面低速区减小并逐渐消失,而隔舌与导叶间低速区的变化规律与之相反。     

自吸喷灌泵的结构及改进

讨论喷灌自吸泵的结构特点，指出传统自吸泵的涡壳式压水室不便于采用新材料和新工艺的弱点。文中提出了自吸泵的两种新的结构型式，并且分析了这两种结构型式的优点，即便于采用轻金属、有机材料等新材料、采用压铸等先进工艺进行加工制造。     

大型轴流泵汽蚀与选型的关系

目前国内运行的大型轴流泵汽蚀现象十分严重,大都由于设计时选型不当所致.为了有效地防止汽蚀现象发生应当合理选型.本文首次提出了指导大型轴流泵选型的nD值准则,并介绍了一种确定淹没深度的方法.     

双流道叶轮水力模型无过载设计研究

分析了双流道叶轮具有平衡性好，运行平稳可靠的特点，结合工程上常用的WQ200－10－11型污水污物潜水电泵的设计，通过取较小的叶片出口角β，适当加大叶轮外径D2，取较大的流道包角φ等，提出了双流道叶轮水力模型无过载设计方法，试验结果表明该方法实用、可靠，具有广阔的推广应用前景。     

离心泵叶轮轴面图的3点水力优化

叶轮轴面图设计的好坏直接影响离心泵效率,以双圆弧轴面图上的前盖板圆弧半径、前盖板倾角、后盖板圆弧半径、后盖板倾角几何参数为自变量,以3个工况点的加权平均水力效率最大为目标,采用Isight集成Pro/E、Gambit和Fluent对离心泵叶轮轴面图进行自动数值优化.采用超传递近似法来确定3个目标函数的权重因子.采用最优拉丁方试验设计方法确定优化样本.并采用该方法对一比转数为84.8的离心泵在0.8、1.0和1.2倍设计流量下的水力性能进行了优化.结果表明:优化后的3个工况点的加权平均水力效率提高了1.42百分点.因此,建立的离心泵叶轮轴面图的3点水力优化方法是可行有效的.     

基于正交试验的光伏水泵性能优化

以光伏水泵为研究对象,基于试验测试和理论分析建立光伏水泵出水量计算预测方法。采用正交试验设计优化方案,选取泵叶轮结构参数为优化变量,通过数值模拟和试验研究的方法,对该光伏水泵的性能进行优化和试验验证。结果表明：经优化后,光伏水泵系统的最低出水值下降至330 W/m²,水泵每日工作时长提升;光照辐射强度稳态时的泵出口压力脉动相较优化前有小幅提升,光照辐射强度瞬态变化时泵出口压力脉动波动幅度更平稳;优化后的模型泵叶轮进口低压区面积明显减小,叶轮出口压力显著增加,同时叶轮流道内速度分布更为均匀。     

湍流模型在离心泵偏工况性能预测中的适用性分析

选取5个不同比转数的优秀离心泵水力模型作为研究对象,使用Fluent软件中的5种两方程湍流模型进行离心泵非设计工况下的数值计算,并将计算结果与试验值进行对比分析.研究表明:在低比转数和高比转数离心泵的非设计工况中,SST k-ω型能够得到比较小的误差,最小误差不超过1％;对于中比转数离心泵,小流量工况下,RNG k-ε模型的计算结果最接近实验值,大流量工况下,SST k-ω模型的误差最理想,其最小值为0.2％,最大值不超过4％;5种湍流模型所计算的涡量大小分布规律比较类似,但是湍流强度分布有明显区别,RNG k-ε模型在蜗壳扩散段处的湍流强度特征不是十分明显.通过分析,建议在离心泵非设计工况的数值模拟中采用SST k-ω模型.     

HDMG型高压五级离心泵设计及数值模拟

设计了一台HDMG型高压五级离心泵,阐述了其结构设计和水力设计过程,基于N-S方程和SST κ-ω模型,采用CFX软件对该泵内部流动进行了三维数值模拟,并分析了不同流量下反导叶内液体流动情况及其湍动能分布。结果表明,该泵设计良好,达到了预期性能要求。