S形轴伸贯流泵装置时变湍流场的脉动特性分析

为研究S形轴伸贯流泵装置时变湍流场内部压力脉动规律,应用CFD技术对S形轴伸贯流泵装置流道内部流动开展了三维非定常数值模拟,并将泵装置性能预测结果与模型试验结果进行了对比。获取了3种特征工况(小流量工况KQ=0.368,高效工况KQ=0.460,大流量工况KQ=0.552)时泵装置流道内部关键位置处21个监测点的压力脉动信息,并对其进行了时域和频谱分析。结果表明:进水流道出口处水流的脉动以叶片通过的频率为主,压力脉动幅值从流道壁面侧向轮毂侧逐渐减小。流量系数KQ从0.368增至0.552时,进水流道出口各监测点的脉动幅值随之减小。出水流道弯管段进口的平均压力系数幅值与流道中部的平均压力系数幅值相差不大,最大差值仅为0.0005,水流诱发的出水流道内部压力脉动较小。受导叶体出口环量的影响,相同流量系数时出水流道内各监测点的脉动主频差异较大,不同流量系数时相同测点的脉动主频也略有差异。     

箱型双向流道轴流泵装置内部流动的数值模拟和试验研究

箱型双向流道泵装置结构简单,实用性好,然而传统的箱型双向流道泵装置存在泵装置效率较低、进水流道内易产生水下漩涡的问题,导致机组振动,危害运行安全。针对此类问题提出新型曲线扩散出水结构和进水导流墩设计方案,用于箱型双向流道泵站的更新改造。通过箱型双向流道泵装置内流场的数值模拟计算,分析了流动规律,获得了泵装置外特性曲线。同时在标准模型水泵试验台上进行了模型的性能试验,并与计算的性能曲线进行了比较,二者在高效区较为接近,说明计算可信。新的设计方案提高了泵装置效率,消除了水下漩涡,可以有效地保证泵机组运行的经济性和安全性。     

均匀沙床面动床阻力计算的人工神经网络模型

针对泥沙运动数据含有噪音且样本数据较多的特点，提出采用人工神经网络(ANN)BP模型批学习的训练方法可有效地缩短计算时间、提高训练精度。建立了由能坡、无因次单宽流量和无因次泥沙粒径等3个参数预测水深的结构为3-33-1的冲积河槽动床阻力BP模型。预测结果与实测资料比较表明这个人工神经网络模型的预测精度较高，同时这个模型与21个动床阻力公式的比较表明人工神经网络模型要比传统的回归模型精度高。     

双速双高效点轴流泵模型试验及应用

针对变幅较大的泵站扬程,设计了双速双高效点的轴流泵水力模型,通过模型泵装置试验获得了优良的能量特性和气蚀特性,保证水泵在高、低两种设计扬程下均能高效运行,投产后的现场测试表明,真机运行平稳,噪音低,最高效率达到79%。     

低扬程贯流泵装置模型试验研究

以模型试验为主配合CFD分析，较全面地研究了后置灯泡模型贯流泵装置的水动力性能。通过对扩散导叶、灯泡体和进水流道尺寸的优化，获得了性能优良的模型贯流泵装置结构，使得模型贯流泵装置在净扬程为3．0m，模型流量小于340L／s(D=0．3m，n=1450r／min)的范围内获得76％以上的装置效率。采用商用CFD软件对贯流泵进行数值分析，发现在采用传统方法设计的扩散导叶内普遍存在大范围的脱流，这是影响贯流泵装置效率的主要因素，为进一步优化贯流泵装置找到了突破口。     

立式泵装置进水流道演化数值分析研究

针对各种典型的进水流道，应用紊流模型对流道内部流态及水泵进口处的流动进行三维数值计算，计算结果表明各种流道内部水流流态相似。数值分析显示各种有压的喇叭管进水的流道都是在开敞式进水池形式基础上演变而成的，只要控制流道的基本尺寸，就可将各种喇叭管进水的流道统一起来。研究成果为泵站进水流道优化设计提供新的思路。     

铀富集厂容器取料过程中的核临界安全计算

介绍了在中国核工业集团公司兰州铀浓缩厂的核燃料生产中，针对某容器取料过程中存在的核临界安全问题，采用蒙特卡罗方法KENOⅥ程序进行的计算。通过计算表明，某容器在取料过程中，在保护杯起作用的情况下，是可以保证临界安全的，从而解决了该厂核燃料生产中，某容器取料过程的核临界安全问题。     

斜轴伸泵装置水动力数值计算与模型试验

为研究斜轴伸泵装置的水动力特性,基于ANSYS CFX软件采用RNG k-ε湍流模型和可伸缩壁面函数对泵装置进行三维粘性湍流定常数值计算,计算区域包括叶轮、导叶和进、出水流道,共计算包括设计工况在内的9个工况点。计算结果揭示出该泵装置的内部流动特性,分析在叶轮旋转条件下斜15°进水流道出口断面的水力性能及其对叶轮进口断面相对高度位置的影响和叶轮受水流作用力的分布规律,并探讨水力矩的变化规律及翼型附近的相对流速分布,给出参考的叶轮名义安装高度取值范围(0.7～0.9)D。通过数值计算预测了模型泵装置的水力性能并与物理模型试验结果进行对比,预测的效率值和试验值最大绝对误差为5.01%,最优工况与设计工况时扬程的相对误差、效率的绝对误差均在3.5%以内。     

大型泵站前池水流流态的模拟

泵站前池水流常有如表面漩涡、大尺度回漩等不良流态的存在，为准确模拟其流态，可采用以弗汝德模型为基础，加大水流流速来进行模拟．模型比λ＝1：8的泵站前池模型的试验结果表明，将弗汝德模型水流流速提高约0．5倍，相当于流速比尺λ＝λ0.3能得到较为满意的前池流态模拟。     

创新教育理念下的“水泵及水泵站”课程教学实践

教育创新的出发点和归宿是培养高素质的有创新精神和实践能力的人才。教育须坚持以发展人为根本,促进人主动地学习和发展,这是创新精神和实践能力得以实现的基础。课题组从"水泵及水泵站"课程教学实践出发,阐述了在创新教育理念下如何发挥大学生的创新思维和提高教学效果。