太阳能光伏水泵系统损失分析与优化设计

分析了太阳电池阵列和铅酸蓄电池组的能量损失;利用速度三角形,推导了叶轮入口的冲击损失公式;讨论了非工况下离心叶轮中的流动损耗。提出了适用于中小型系统的兼顾精度、速度和成本的五段式变步长扰动观察最大功率跟踪(MPPT)法。文章设计了蓄电池组充电控制策略,该策略能防止电池单体的过充、欠充和互充电,提高能量利用率。从水力设计上探讨了缓解二次流和回流的方法,为进一步研究奠定了基础。     

多喷嘴射流泵流场的数值模拟与PIV测量

为研究多喷嘴射流泵性能和内部流场特征,设计了不同结构的多喷嘴射流泵试验模型.采用k-ε湍流模型和壁面函数法对不同参数下的多喷嘴射流泵进行了数值模拟,模拟结果表明,喷嘴数和喷嘴角度及喉嘴距对射流泵工作性能影响较大;在吸入室及喉管入口处湍动能较大.利用PIV系统对不同结构射流泵内部流场进行了三维测量,获得了射流泵对称面流场的速度矢量和湍动能等值线图.试验结果表明,其速度梯度衰减得愈快,工作流体和被吸流体混合距离越短.验证了多喷嘴射流泵可缩短喉管长度.测量结果证明数值模拟的正确性,为多喷嘴射流泵理论研究和合理设计提供了理论依据.     

带分流叶片的离心泵叶轮内三维不可压湍流场的数值模拟

对带分流叶片的离心泵叶轮内三维不可压湍流场进行数值模拟。计算采用雷诺时均方程和修正了的 湍流模型,在压强连接的隐式修正法(SIMPLE—C)建立的压力速度校正方程基础上,利用贴体坐标系和交错网格技术进行计算。计算结果揭示了带分流叶片离心泵叶轮内湍流流动的速度分布、压力分布规律,并对增加分流叶片后叶轮内部的流动状况进行了分析和研究,研究结果将对带分流叶片的离心泵进行性能预测和优化设计有指导 意义。     

屏蔽泵的能耗分析

由于屏蔽泵具有特殊的结构,为屏蔽泵的设计与研究带来了诸多不便。在能量损失方面,屏蔽泵与普通泵之间有一定的差异,而且屏蔽电机的能量损失又不同于普通电机。为了掌握屏蔽泵整体能量损失的计算方法,研究了屏蔽泵能量损失的产生原因,进一步区分屏蔽泵与普通泵及屏蔽电机与普通电机的能量损失差异,总结了屏蔽泵各种能量损失的计算方法,为屏蔽泵的研究与设计提供了理论依据。     

单叶片螺旋离心泵水力平衡性能优化

为了研究螺旋离心泵水力平衡性能的优化效果,以一台单叶片螺旋离心泵为例,采用3种切割出口边形式,通过CFX15.0对泵流场进行非定常计算,对比分析了不同切割形式下径向力和扬程随时间的变化情况,利用SAMCEF研究了转子的临界转速及振型,并分析了在径向力激励下转子系统的瞬态响应。结果表明,不同切割形式下,作用于叶轮的径向力均呈周期性变化,周期与叶轮旋转的周期相同;径向力恒定值的大小随切割角度的增大而降低,扬程亦随切割角度的增大而降低;设计转速下,转子系统不会出现共振情况,振幅随切割角度的增大而减小,切割角度为30°时振动最小,且扬程达到要求。     

无过载排污泵研究现状与展望

本文在对国内外无过载泵的研究历史与现状作了总结，提出了无过载排污泵设计中急需解决的问题，介绍了目前无过载排污设计的理论基础并对今后研究发展方向作了展望。     

水力机械转轮叶片建模技术研究

为提高水力机械转轮叶片设计与加工的准确性,针对传统工程图中采用二维木模图表示的叶片与生产实体存在不一致且不能满足数字化设计与制造的要求,基于目前广泛应用的三维造型软件及造型方法的比较分析,提出了转轮叶片的变量技术造型方法.通过设计实例得到了木模图表示的真实准确的三维叶片,表明变量化造型技术的应用及水力机械转轮叶片数字化建模可明显提高叶片实体精度,为水力机械CAM实现、内部流场的数值模拟及性能预测提供了实际应用参考价值.     

基于CFturbo和SolidWorks的螺旋离心泵设计方法研究

螺旋离心泵是一种防堵塞性能优秀、高效区宽广以及功率曲线平坦的单叶片杂质泵,主要应用于食品输送、污水处理和制浆造纸领域。但目前该泵设计方法尚不成熟,较为依赖设计者的设计经验,同时传统的螺旋离心泵水力模型设计方法和绘制过程较为陈旧,这也造成该种泵设计效率普遍不高,设计成本较大。因此本文通过研究现有螺旋离心泵的设计方法,对现有经验公式进行修改,并使用CFturbo和SolidWorks相结合的方法对螺旋离心泵水力模型进行开发。该方法能够明显简化设计流程,且设计出的泵水力性能较好,数值计算显示,该方法设计的比转速为145、包角为600°的螺旋离心泵优化后设计工况点的水力效率达到73.83%,最佳工况点的水力效率达到75.95%。     

低比转速多级泵间隙尺寸改变对内部流场及其性能的影响

为研究低比转速多级泵间隙尺寸的改变对内流场及其性能的影响,应用CFX软件对带间隙模型泵进行数值模拟,设计了12个间隙组合模型,分析了泵的外特性、间隙泄漏量、叶轮出口与导叶进口速度压力的变化规律。结果表明,随着间隙尺寸的增加泵扬程和效率均有所下降;叶轮口环的泄漏来自遭到撞击改变方向的叶轮出口流体,导叶口环的泄漏来自次级叶轮进口的流体;间隙对泵的影响程度依次为叶轮口环导叶口环叶轮与导叶的运转间隙;叶轮出口流出的液体进入导叶时极大地阻断了叶轮泵腔之间与叶轮导叶轴向间隙的流体交换。数值模拟结果较估计值仍然偏高,数值模拟对单一模型的准确度有待商榷,说明多组模型对比十分必要。研究成果为进一步深入分析奠定了基础。     

带分流叶片的离心泵叶轮内部流场的PIV测量与数值模拟

用PIV技术和工程上广泛应用的k-ε标准两方程模型,对不同工况带分流叶片的离心式水泵叶轮内部流场进行了测量和计算模拟。通过试验测试和模拟计算,获得了不同工况下叶轮内的流速分布规律,揭示了叶轮内流动的非对称性、长叶片吸力面进口附近有回流、各种工况下分流叶片前缘入口稍后吸力侧均存在一个高流速区、分流叶片改善出口速度分布、随着流量增加叶轮内相对速度的大小增大明显等对带分流叶片离心泵性能有直接影响的多种流动现象。