宽范围面积比下液气射流泵性能试验

结合液气射流泵的工作特点,介绍了其不同的应用场合时对泵具有不同的性能要求。以喉管/喷嘴面积比m为主要研究参数,在喉管长度固定情况下,对15种面积比(1.1025～110.25)单级液气射流泵工作性能进行了试验研究,结果显示面积比大小具有一定范围使泵正常工作,小面积比的液气射流泵可以得到较大的压力比,大面积比情况下可以得到较大的液气比。对于本文试验中给定的供水离心泵扬程大小和液气射流泵模型,以液气射流泵效率最高为衡量,存在最优面积比使泵效率最高,且该值与Cunningham经验公式变换后的计算值一致,同时试验得到小面积比情况下(m<4.41)合适的工作水压力值。试验结果为液气射流泵的工业应用提供依据。     

射流泵流场三维数值模拟

采用商用CFD软件-FLUENT,通过选取Realizable κ-ε双方程紊流模型。Quick离散格式对射流泵内部流场进行数值模拟。该方法的计算结果与现有的实验值基本吻合。表明本计算方法是可行的,可用于射流泵的结构设计及优化。     

射流泵内流动的数值模拟及喉管优化

采用κ-ε双方程紊流模型，运用混合有限分析法，贴体变换技术，研究射流泵的喉管入口段，喉管段，扩散段，出口段流态，对射流泵内部流动进行数值模拟，分别计算了具有不同喉管长度的射流泵内部流场，并通过分析，确定出射流泵的最优喉管尺寸，避免了喉管长度确定的任意性。     

环形自激振荡射流泵内部流动特性的数值模拟

将环形射流泵和自激振荡射流的优势相结合提出了一种新型射流泵,通过数值模拟的方法研究了不同流量比工况下新型射流泵的性能和效率以及流场内部流动参数的规律变化。结果表明:不同的工况条件对新型射流泵的性能有着较大的影响,最大泵效相比于传统射流泵增大了2%左右,确定了较优工况条件为0.48≤q≤0.7;随着被吸流量的增大,流场中压力系数逐渐降低,压降增大的同时也造成了部分能量损失;两股射流在自激振荡腔室入口处的混合区范围有着明显变化,各截面动量修正系数逐渐趋于稳定,在出水管处射流基本混合均匀。     

射流泵流场计算

传统的射流泵性能计算准确性差，往往需要大量的试验才能获得相对理想的性能。本文进行了射流泵CFD计算，得出了详细的射流泵内部流场分布，与试验结果十分相符。CFD计算可为射流泵设计提供依据。     

液体射流泵空化流动特性分析

为分析工作液压力及流速、安装高度对液体射流泵空化流动的影响,应用Realizable k-ε湍流模型结合SchnerrSauer空化模型,对面积比为4的液体射流泵进行研究,并通过与试验数据进行对比,验证了模型的有效性。计算结果表明：射流泵工作液压力及射流速度从196 kPa、22.60 m/s提高至462 kPa、33.87 m/s,初生流量比到极限流量比的工况范围明显减小,从0.234降至0.108;射流泵安装高度从3.0 m降低到-2.0 m时,初生流量比从1.250增加至1.713,极限流量比从1.435增加至1.907。较大的工作液压力及流速会加快空化初生到极限空化的发展过程,实际应用时可通过降低射流安装高度减免空化发生。研究成果可为分析液体射流泵空化影响因素,减免空蚀破坏提供依据。     

射流泵内部流动的二维大涡模拟

建立了弱可压缩的大涡模拟运动方程，采用弱可压缩流体运动方程作为控制方程，按照Deardorff的方法引入大涡模拟，利用Smagorinsky的亚格子紊动模型封闭水流运动方程组；进而对该守恒形式的方程进行求解，用有限何种法离散，用MaCormark显式预测-校正步进法计算。通过大涡模拟，得到了射流泵内部流动的流场分布，轴向压力和流速变化，为射流泵理论研究和优化设计提供了可靠依据。     

脉冲液气射流泵内部流场的数值模拟

脉冲射流相对于恒定射流可较大程度提高液气射流泵效率,利用计算流体力学软件FLUENT对脉冲液气射流泵内部流场进行数值模拟和分析.首先研究在脉冲射流情况下,停止工作射流后液气射流泵内部流场的状况：然后对相同工作条件、不同脉冲频率下的液气射流泵进行数值模拟,并研究分析各个脉冲频率下液气射流泵效率,得出最佳工作频率.     

船用消防射流泵流场的数值分析

本文基于有限体积法,采用可实现的的湍流模型和COPPER网格画法,对船用消防射流泵的流场进行了数值模拟和分析,得出了射流泵流场的流场分布特点,轴向速度在剖面上呈有序的阶梯状分布,并反映了两股流体充分混合的位置;通过对湍动能的分析,得出了湍动能的分布特点,以及湍射流场主要发生的部位.     

射流泵乳化液配液器的数值模拟

针对目前普遍采用的射流泵乳化液配液器存在配液精度低、易堵塞等缺陷,提出了一种几何参数经过优化配置的同类装置,利用FLUENT软件研究了其各主要因素对乳化液配制浓度和流量的影响,找出对配液精度和效率影响最显著的因素,从而为后续的设计提供依据。     

Numerical and Experimental Investigation of High-efficiency Axial-flow Pump

The experimental investigation of axial-flow pump has been rapidly developed to meet the needs of South-to-North Water Diversion Project of China. Owing to the boundary conditions of hub, blade tip clearance, much of the physical phenomena and laws involved in this complex flow field can’t be fully determined. The flow characteristics of the high efficiency axial-flow pump have been simulated by RNG k –ε turbulence model and SIMPLEC arithmetic based on FLUENT software. Numerical results indicate that the data from the prediction show agreement with the experimental results, static pressure on pressure side of blades increases slightly at circumferential direction with radius increasing, and keep almost constant at the same radial while increasing gradually from inlet to exit on the suction side along flow direction at design conditions. The static pressure, total pressure and velocity at inlet, impeller outlet and vane outlet were measured by a five-hole probe, and a contrastive experiment was done to investigate the influence of hub leakage. The experimental results show that inlet flow is almost axial and the prerotation is very small at various conditions. The meridional velocity and circulation distribution are almost identical at impeller outlet at design conditions due to steady flow and high efficiency. The residual circulation exits at downstream of the guide vane, and the circumferential velocity component increases linearly from hub to tip at small flow rate conditions. Hub leakage in adjustable blades results in the decrease of the meridional velocity and circulation at blade exit near hub. The results of numerical simulation and experiments supply important flow structure information for the high-efficiency axial-flow pump.     

螺旋流对环形射流泵性能影响的数值模拟

为了提高环形射流泵的输送效率,本文提出了一种利用导叶结构形成螺旋流的螺旋流环形射流泵。利用数值模拟的方法研究不同工作压力下的螺旋流环形射流泵和原型泵的速度、压力和湍动能分布计算结果,来分析螺旋流对环形射流泵的性能影响。数值模拟结果表明：在工作压力为130 kPa时,螺旋流使环形射流泵的流量比增加了43.1%,压力比降低了22.8%。螺旋流降低了环形射流泵喉管内的静压,更容易引起空化。螺旋流使得环形射流泵的效率在工作压力低于160 kPa时大于原型泵。螺旋流环形射流泵内具有更大的湍动能分布区域。随着工作压力升高,两种结构的环形射流泵湍动能分布差别减小。导叶阻力对螺旋流环形射流泵的效率有着重要的影响。     

双级串联射流泵混合比的研究

将射流泵串联联接熏得到较小的混合比,并对其基本性能进行分析,提出了双级串联射流泵的数学模型,与实验结果基本吻合。     

高压头比下射流泵的设计方法研究

从射流泵的基本方程入手,推导出了射流泵的性能包络线方程,并采用雅克比迭代的方法,利用Matlab绘制出了射流泵的性能包络曲线;联立性能包络线方程,推导并简化了射流泵在高压头比工况下最优参数的计算方法。利用有限元软件ANSYS模拟对比了常规设计方法和新方法设计出的射流泵的性能,发现在高压头比的工况下,常规方法设计出的射流泵面积比过小且喉管过短,不利于工作流体与被吸流体在喉管处充分混合,导致能量损失较大;而新设计方法设计出的射流泵各参数都比较合理,其性能相比于常规方法设计出的射流泵有很大的改善。     

脉冲液体射流泵压力特性的试验研究

分别运用脉冲射流和恒定射流对液体射流泵内的压力特性进行了试验研究,分析了液体射流泵内的压力变化特性及其对射流泵性能的影响。结果表明,脉冲液体射流泵的压力特性及其性能优于恒定液体射流泵的压力特性及其性能,验证了脉冲射流是提高液体射流泵性能的有效途径。研究结果为深入研究脉冲液体射流泵的基本性能提供了依据。     

轮毂比对射流风机性能影响的数值分析

运用FLUENT软件对射流风机进行数值模拟,分析其内部流场变化情况,并对射流风机的不同轮毂比下的流场进行了模拟和分析,由最终数据得出轮毂比对射流风机的叶轮效率的影响,为射流风机的设计工作提供了相关帮助。     

基于快速成型技术的射流电铸试验研究

介绍了自行研制的射流电铸快速成型设备的系统组成与原理 ,对射流电铸工艺特点进行了实验研究。结果表明 ,在其他工艺参数一定时 ,射流电铸的电流密度和电铸速度随电铸电压增大而增大 ,实验中可用电流密度高达380A/dm2 ,远高于传统电铸电流密度。喷嘴口径一定时 ,喷射距离近、电流密度低 ,射流电铸的定域性好。电流密度对铸层表面形态有较大的影响。用射流电铸快速成型设备制备了一组具有一定形状的金属铜零件。     

矩形迷宫泵内部流场的数值模拟及试验研究

结合矩形迷宫螺旋泵的流动特点,采用雷诺平均N-S方程和RNG湍流模型,对矩形迷宫泵内三维流场进行模拟,分析其转子、定子面的流动情况和压力状态,从而得到其内部流动的主要特征和外特性。结合试验结果,分析预测值和试验进行分析,从而为矩形迷宫泵设计、改进、优化提供有益补充。