离心泵叶轮的计算机程序水力设计

利用二元理论,在准正交线法轴面流动计算以及逐点积分法的基础上,编程实现了离心泵叶轮水力设计。设计提出了新的过流断面线计算方法,克服了传统过流断面面积内切圆检查方法效率低,精度差的缺点。改进了传统的逐点积分法,设计可以方便地对叶片包角进行控制。叶片采用给定其圆周方向厚度的方法进行加厚,解决了轴面流动计算中排挤系数无法确定的问题。对加厚后的叶片头部出现尖锐形状进行了修圆处理。     

应用数字散斑相关的运动轴面位置匹配

由于进行转轴动态扭矩测量时的旋转运动会导致应变测量无法直接进行,故提出了应用数字散斑相关技术的动态转轴表面位置匹配方法。该方法可通过对旋转运动中轴面位置的识别实现后续转轴表面应变位移的计算。搭建了运动轴面数字散斑相关实验系统,进行了轴面灰度值稳定转角范围的标定实验、标准转角的转角位移测量实验和运动轴面位置识别实验。实验表明,本系统轴表面图像在-π/15~π/15转角内灰度值较稳定,该转角范围对应转动方向160个像素,相关系数曲面有明显峰值,转角为-π/15和π/15的相关度分别为0.389 2和0.322 1,超出该范围后图像灰度信息淹没在由轴面弧度变化引起的噪声中;标准转角轴面位移识别精度和运动轴面位置识别精度为1像素。本文方法解决了旋转运动轴面的位置匹配这类大位移测量问题,为动态转轴的位移、应变等测量问题提供了有效方法。     

高速离心泵平衡孔轴面安放角对其性能的影响

为研究高速离心泵平衡孔轴面安放角对其内外特性及转子轴向力的影响,以一台转速为30 000 r/min的高速离心泵为研究对象,利用N-S方程及RNG k-ε湍流模型进行全流场数值计算。结果表明:随着轴面安放角的增大,高速离心泵轴功率P基本保持下降趋势,下降为最大轴功率的2.8%;效率η基本保持上升趋势,上升为最小效率的1.1%;扬程H最大变化量为设计扬程的1.5%,并出现极值点;随着轴面安放角的增大,平衡孔泄漏的高压射流对离心轮进口的主流排挤越小;当轴面安放角? 30° ≤ θ ≤ ? 10°与0° ≤ θ ≤ 20°时,随着轴面安放角的增大,转子轴向力减小,在轴面安放角θ = 0°时,轴向力发生骤增,出现极大值点;与传统轴面安放角θ = 0°的平衡孔安装方式相比,本研究中轴面安放角θ = 20°时,轴向力降低67.92%,可有效平衡转子轴向力。     

离心水泵叶轮子午面双曲轮廓的模拟和试验

离心水泵叶轮子午双曲轮廓的设计方法是按照流体的绕角流动原理,遵从流体运动规律设计叶轮的轴面轮廓。这种方法在理论上给从事叶轮设计工程人员提供了一种简单易行的方法。它不仅避免了传统方法的复杂性,而且还摒弃了经验上的任意性。通过用CAD建模,CFD软件分析,可以明显看出,用子午面双曲轮廓方法建立的叶轮模型,回流、二次流明显减少,同时也通过试验验证了用此叶轮的水泵其扬程和效率也有明显的提高。     

叶轮轴面控制参数的优化

对控制叶轮轴面形状的参数以过流面积变化最优为目标进行了优化，并得到了控制参数的关系公式，为设计理想的叶轮轴面图提供了理论依据。     

离心泵叶轮轴面流线分点快速计算法

提出了离心泵叶轮轴面流线分点快速计算方法,给出了直线部分和曲线部分轴面流线分点数学模型,列表与其他流线分点法的计算公式、计算结果进行了比较.     

轴面流线分点计算

为改善轴面流线分点精度,更新分点传统方法,本文导出了轴面流线分点公式和计算原理,其有明显的设计实践意义。     

潜水轴流泵的变环量、变轴面速度设计实践

在潜水轴流泵水力模型设计中,采用合理的环量及轴面速度径向分布规律。针对潜水轴流泵的结构特点,提出合理的轮毂比、叶片数、升力系数及稠密度等叶轮几何参数的确定方法。并提出合理的导叶几何参数的确定方法。依此设计系列高效节能、抗汽蚀性能好的新型水力模型;经过试验验证,潜水轴流泵效率达到78%～85%,达到了国外同类产品的技术指标。     

离心泵叶轮轴面流线分点的二分法

本文从离心泵计轮轴面流线分点的基本原理出发,介绍了用数值分析中解非线性方程的二分法实现对叶轮轴面流线进行分点的方法。该方法避免了繁复的公式推导。具有概念清晰,计算编程简单,运算精度高的特点。