离心泵叶轮磨损破坏程度下的振动特性分析

为了研究离心泵叶片进口边不同破损程度下的振动特性,针对在同种破坏方式下不同破坏程度对泵振动的影响,通过信号处理方法分析多个工况下的振动信号的时域和频域特征。选用IS-50-160-00单级单吸离心泵为试验对象,研究了六个叶片离心泵分别破坏对称2、4、6个进口叶片离心泵进行试验,在离心泵上布置加速度传感器,采集泵不同运行工况下的径向、纵向、轴向和基座方向振动信号,并进行时域和频谱分析,分别把正常叶片、破损2、4、6个进口叶片对应的振动信号进行对比分析,从而获得叶轮破坏不同程度下的振动信号特征。试验结果表明:由时域图可知,2个叶片进口破坏的情况下泵轴向振动信号波动幅值最大,其不稳定性最差;在频谱中得出:叶片的破损导致离心泵转子旋转失衡并产生轴向伴随频率使振动能量增加,出现大量的高倍频;在统计方法中:振动能量随着流量的增加呈先降低后平稳的趋势,设计工况点处各个方向的振动能量趋于平稳。研究离心泵叶轮不同破坏程度下振动信号特征,可以为离心泵故障的监测分析提供借鉴和参考。     

单叶片离心泵水力诱导径向力的试验研究

单叶片离心泵的水力诱导径向力严重影响其运行稳定性.为探究单叶片离心泵水力诱导径向力的动态特性,以一台单叶片离心泵为试验对象,采用水力机械综合测试仪结合霍尔感应器,分别测量泵空转、抽水时径向力瞬态分布图,获得单叶片离心泵水力诱导径向力.试验结果表明,不同型式叶片其径向力变化趋势相似,空转时,分布图呈现近似圆形,径向力大小...     

叶片型线影响射流离心泵水力及旋转噪声特性分析

为研究叶片型线对射流离心泵水力性能及旋转噪声特性的影响,提升射流离心泵叶轮设计水平,应用高阶Bezier曲线对叶片型线进行参数化控制,采用Plackett-Burman方法进行参数的显著性分析和筛选,基于响应面法对敏感性较强的3个控制变量进行中心复合试验设计,建立射流离心泵叶片型线与效率、扬程、轴功率及旋转噪声之间的多元回归模型,确定水力性能和声学性能之间的映射关系。结果表明:叶片包角、叶片出口安放角、叶片进口直径对射流离心泵的水力性能和声学性能影响最为显著;方差分析法和系数法检验结果证明回归模型高度显著,能够反映叶型控制参数与响应目标之间的客观关系;较小的包角、较大的出口安放角、较小的进口直径有助于改善射流离心泵的水力性能,设计空间水力性能最优参数组合为包角φ=52.5°,出口安放角β_2=50°,叶片进口直径D_j=14.5;叶型各控制参数编码靠近0水平时有助于改善声学性能,设计空间声学性能最优参数组合为包角φ=76°,出口安放角β_2=33°,叶片进口直径D_j=18;声学性能和水力性能在叶片型线的样本空间内具有逼近Pareto解的能力,Pareto前沿解沿一条呈下的凸形曲线分布。     

叶片出口角影响离心泵噪声辐射数值研究

运用FEM\BEM声振耦合计算方法分析叶片出口角对离心泵在水动力激励下泵壳振动辐射噪声影响。采用大涡模拟方法模拟离心泵内部瞬态流场,获得蜗壳壁面偶极子声源;对泵壳体结构进行模态分析获得结构模态响应;利用LMS Virtual Lab间接边界元IBEM声振耦合模块计算非定常流动引起的离心泵内部噪声,并与实验数据对比,验证基于LES、声振耦合的噪声数值模拟方法可行性。计算离心泵外场噪声及声辐射,研究叶片出口角度对离心泵外场噪声辐射影响。结果表明,离心泵叶片通过频率BPF处的辐射声功率随叶片出口角的增大而增大;外场噪声声压级指向性分布显示叶片出口角存在合适范围,使泵在小流量工况运行时噪声较小。     

卫生型离心泵水力性能的参数化研究

为给卫生型离心泵过流部件结构的优化设计提供依据,采用CFD分析软件Fluent对卫生型离心泵内部流场流动进行了数值模拟和水力性能的参数化分析.给出了建模和流场分析方法,分析了泵内流体速度和压力的分布特性,基于流动模拟结果预测了水力性能.性能预测结果与试验结果吻合较好.关键结构参数对水力性能影响的计算结果表明,叶轮轴向间隙、叶片宽度、叶轮与蜗壳直径比等参数均存在最优值.研究结果对卫生型离心泵的结构改进和性能提高具有参考价值.     

低比转速低温高速离心泵复合叶轮的设计与工业应用

从叶轮流道相对速度分布导出了低比转速低温高速离心泵复合叶轮的设计原理，提出了复合叶轮的设计准则，并给出了叶片数的经验计算公式。按该准则设计的二台低比转速复合叶轮低温高速离心泵均取得了很好的性能指标。     

叶片出口梯形切割对离心泵蜗壳流激噪声影响的研究EI北大核心CSCD

为探究叶片出口梯形切割对离心泵蜗壳流激噪声的影响,以一台比转速为66的单级单吸离心泵为对象,通过定义切割宽度系数δ与径向高度系数γ,设计了9种切割方案。基于RNG k-ε湍流模型对离心泵进行全三维非定常数值模拟,在此基础上采用边界元法(boundary element method,BEM)计算内场噪声,采用结构有限元法(finite element method,FEM)耦合声学边界元方法计算外场流激噪声;分析不同切割方案下离心泵水力特性和噪声幅射特性,经试验方法验证数值计算的准确性。研究表明:动静干涉是离心泵蜗壳流激噪声产生的主要原因,合理的叶片出口梯形切割能使离心泵水力性能基本稳定的同时有效降低动静干涉强度及蜗壳流激噪声水平;声学性能最优切割方案,叶频处的进、出口监测点声压级分别下降13%和7.5%,外场噪声监测点声压级下降2.4%。     

离心泵变工况过渡过程瞬态水力特性研究

为研究离心泵汽从设计工况向非设计工况过渡过程的瞬态水力特性及内部流动机理,通过pro/E软件对离心泵内部流道进行三维造型,利用雷诺时均N-S方程和 两方程及SIMPLEC算法,应用计算流体力学软件CFX对离心泵叶轮流道内的变工况瞬态流动特性进行数值模拟计算,研究分析离心泵在进口压力连续下降时其内部的汽蚀特性进行数值模拟,并与试验结果进行对比, 结果表明：数值模拟结果与试验结果的变化趋势一致。流场分析表明：变流量过渡时,叶轮流道内的压力值没有明显增大,但压力变化幅度随流量的变化而增大;向大流量过渡时,流量增加对叶片瞬态载荷影响不大,而向小流量过渡时,由于二次回流等因素的存在对叶片瞬态载荷影响很大;由设计工况向汽蚀工况的过渡过程中,在临界汽蚀余量时,受到气泡相的影响叶片的瞬态载荷变化较大,特别是进口处叶片载荷瞬态变化更大;压力值与其幅度都出现急剧下降;作用在叶轮上的径向力大小和方向也急剧增大。     

Simulation of fatigue failure in composite axial compressor blades

Centrifugal forces are generated by a spinning impeller, of magnitudes that create large stresses. Aerodynamic forces are also imparted on an impeller blade, which varies with time and position. These two forces play different roles during compressor events. Damage accumulated from these events results in the fatigue failure of impeller material and structure. Therefore, it is important to design an impeller against dynamic and fatigue failure. The finite element method has been used in the study of impeller fracture mechanics and is regarded as an important tool in the design and analysis of material and structures.     

离心压缩机控制系统发展现状和趋势

简述了离心压缩机组控制系统设计要点、实施方法和大型的离心压缩机的自动控制原则。特别是对防喘振控制问题进行了比较系统地阐述,以确保机组安全可靠的运行,并提出了离心压缩机控制的发展趋势。     

采用SolidWorks API的离心式叶轮参数化建模

离心式叶轮是离心压缩机产品的核心零件,结构形状复杂,对其开展参数化建模研究可提升设计质量和效率.分析了三维CAD平台下离心式叶轮三维建模的一般步骤,构建了采用SolidWorks API的参数化建模方案.分别讨论了叶片、轮盘和轮盖的参数化建模实现原理.以Visual Basic为开发工具,在SolidWorks环境下实现了离心式叶轮的参数化自动建模.应用实例表明,在该软件支持下可高效地进行离心式叶轮的参数化设计与优化.     

叶型改进对离心通风机内部气动激励影响机理的数值分析研究

叶片是离心通风机核心部件,为研究叶型改进对离心通风机振动的影响,对某型离心通风机进行气动激励的仿真计算;通过定常计算,发现叶型改进能够推迟流动分离,减小诱发振动的激励因素;通过非定常计算,发现叶型改进对离心通风机气动激励的影响主要体现在压力脉动的改善,尤其是叶频脉动的降低;用计算分析结果对通风机振动变化进行预估,样机试验结果表明,叶型改进能够降低叶频振动,同时也表明气动激励分析可为通风机低噪声改进效果提供判断依据。     

新会葵编类家居用品创新设计研究

目的基于传统新会葵编类产品的材料、结构方式、编织技法、形态与色彩特征的分析,进行新会葵编类现代家居用品创新设计研究。方法结合新会葵编的透光性和天然肌理美感等材料优势、葵编类产品成型方式、葵编特有编织技法,遵循家居用品设计的功能属性、情趣属性与文化属性,运用现代家居产品设计风格流行的元素拼接、几何造型、塑造意境的手法,进行葵编花器、葵编灯具与葵编屏风3款家居用品的设计实践。结论得出了将新会葵编应用于家居用品设计时应遵循的原则及设计策略。兼具传统手工艺美感及现代设计风格的家居产品设计,符合当代消费者对家居用品的功能诉求与审美体验的双重需求,是今后家居用品设计发展的主要趋势。     

离心式冷水机组生命周期影响评价及关键影响因素分析

离心式冷水机组市场发展迅速,其生命周期中对环境产生的负面影响也日益受到关注。为了辨识离心式冷水机组全生命周期内环境影响的主要阶段和关键影响因素,为产品的优化设计提供依据,运用生命周期评价方法(LCA),选取CML 2002评价模型对离心式冷水机组的原材料获取、生产、运输、使用和回收再利用全生命周期过程的环境影响进行了定量评价,并对相关参数进行了敏感性分析。评价结果表明:机组整个生命周期环境影响主要体现在气候变暖和酸化,在同温层臭氧减少、富营养化、不可再生资源消耗等方面影响稍小;在造成的环境影响方面,使用和维护阶段的电能消耗是主要环节。敏感性分析结果表明,机组的制冷剂类型、能效水平和运行时间是机组环境影响的关键影响因素。     

Failure assessment of a leaf spring eye design under various load cases

This paper analyzes the capability of various leaf spring eye designs to prevent failure under braking, cornering, and pothole striking loading conditions. A leaf spring is a vital suspension component of heavy trucks, such that the failure of leaf spring eyes could cause fatal accidents. However, the current design of leaf spring support eyes is solely estimated based on the maximum vertical loads exerted on the leaf spring. The actual torsion or shear loads exerted by the ground to the leaf spring eye extremely high, but the experimental proving ground methods are too expensive to perform load analysis. In this analysis, the forces exerted on the spring eye are simulated under extreme load cases, such as braking, cornering, and pothole striking. The magnitudes of the different loadings were extracted from a multibody dynamics model and were used as the load inputs to the finite element explicit simulation. The principal surface stresses of four different spring eye designs were obtained and compared to the material yield and the ultimate tensile strengths to evaluate the sustainability of the spring eye during extreme load cases. Results show that a minimum thickness of 17 mm is sufficient for the leaf spring eye design to prevent failure under extreme torsional loadings. This research provides insightful analysis of leaf springs to prevent the occurrence of failure during engineering design.     

基于粒子群算法的汽车悬架弹簧的优化设计

粒子群算法容易理解、易于实现、编程简单。利用粒子群优化算法对汽车悬架弹簧进行优化设计,其速度要比用其它的方法要快得多,仅迭代很少的次数就能得出比较优的结果。有利于提高设计的速度,使设计易于实现,更大程度地提高设计的质量,为钢板弹簧系统、汽车悬架和整车的分析计算奠定坚实的基础。同时为少片弹簧和多片弹簧的优化设计提供了一种新的方法。     

基于悬架运动模型的传动轴空间动态运动分析和优化

为提高传动轴空间布置的合理性和适应性, 优化设计需要结合悬架的空间运动特性.从板簧汽车实际行驶的动态工况出发,对汽车板簧进行了运动学分析,建立基于悬架空间运动模型的传动轴运动模型,并提出了传动轴动态空间的优化目标,利用线性加权的方法,将多目标优化问题转化为单目标优化问题,选择小种群遗传算法作为优化算法.实例计算得到了平均当量夹角更小的传动布置方案,有效减小了振动和噪声.优化结果表明：基于板簧运动的传动轴空间动态设计,比传统的单一载荷下的优化设计更为合理,优化效率更高,并且优化结果的适应性更好.     

Large-Eddy-Simulation-based analysis of complex flow structures within the volute of a vaneless centrifugal pump

Centrifugal pumps are very common in many fluid handling industrial applications, such as petrochemicals, oil and gas, etc. Although the design practices for centrifugal pumps are well established, efforts are directed towards optimising such systems for better operational efficiencies. In order to optimally design centrifugal pumps, it is beneficial to first understand the complex flow phenomena within different sections of the pump for a variety of operating conditions. This is normally achieved through the use of modern techniques, such as Computational Fluid Dynamics (CFD), where the flow within centrifugal pumps can be numerically modelled and important flow features can be analysed for better understanding of interactions amongst different process variables. CFD offers different turbulence modelling techniques with an aim to predict realistic flow approximations. Large Eddy Simulation (LES) offers a more accurate solution to this, in which the larger eddies are resolved while smaller eddies are modelled; hence predictions using LES are more realistic. Further, in turbulence modelling within centrifugal pumps, it is also important to model the complete interaction amongst different variables rather than a simplistic single blade passage flow analysis. In the present work, the complex blade–tongue interactions and their consequent effects on the pressure fluctuations within the volute have been evaluated. It is seen that the secondary flow features in the near-tongue regions due to blade interactions with the tongue affect the flow characteristics within the volute considerably.