轴流泵叶片外缘液流角β∞对轴流泵性能的影响

从理论上分析了轴流泵叶轮叶片外缘液流角β∞对轴流泵性能的影响，并从已有轴承泵水力模型资料找出比转速ｎ２与ｔｇβ∞．ｄ的关系，为合理选择轴流泵的结构参数提供参考依据．     

立式轴流泵装置压力脉动特性的试验

为了分析不同流量时立式轴流泵装置进出水过流部件压力脉动特性,在进水流道出口段、出水流道渐扩段的壁面共设置7个压力脉动监测点进行实时测量,并采用快速傅里叶变换对时域数据进行处理。结果表明:进水流道出口段监测点P1,P2时域图为正弦波形,一个周期内波峰波谷数与叶片数相同,此时的脉动峰峰值远大于监测点P4,P6;出水流道渐扩段监测点P4,P6峰峰值从1.2Qbep到0.3Qbep先减小后增大,最优流量时脉动峰峰值最小。基于频谱分析,在不同流量时进水流道出口段各测点压力脉动的主频均为转频及其谐频,出水流道渐扩段监测点脉动幅值随流量的增大先减小后增大,且在最优工况时脉动幅值为最小值。转频对出水流道渐扩段处各监测点脉动频率的影响未呈现规律性。     

离心泵叶片,流道三维曲面绘形及流道过流断面积的电算

提出利用MEDUSA软件解决离心泵叶片复杂空间曲面绘形,并且可进行流道过流断面面积的计算,这一开发进一步完善了泵的现有CAD软件。     

立式轴流泵装置叶片区压力脉动数值分析

压力脉动是影响轴流泵装置安全稳定运行的重要因素之一,为明确轴流泵装置叶片区压力脉动的变化规律,基于CFD软件对立式轴流泵装置全流道进行三维非定常数值计算,获得了轴流泵装置叶轮和导叶体区域的压力脉动时域数据,分析了最优工况时各监测点压力脉动特性,以及3个特征监测点的压力脉动随流量的变化规律。结果表明:最优工况时,叶轮进口压力脉动幅值从轮缘到轮毂逐渐减小;叶轮出口压力脉动幅值从轮缘到轮毂先减小后增大;导叶体出口处的压力脉动幅值从轮缘到轮毂先增大后减小。叶轮进口轮缘处压力脉动幅值随流量增大而减小;叶轮出口轮缘处压力脉动幅值随流量增大先减小后增大;导叶体出口轮缘处压力脉动幅值随流量增大而减小。小流量工况时各监测点的压力脉动主频幅值均大于最优工况和大流量工况。计算结果为分析轴流泵安全稳定运行提供了参考。     

叶片厚度对轴流泵性能的影响

采用RNGk-ε紊流模型计算了轴流泵装置内部的三维紊流流场。通过计算表明,装置在相同的流量下,随着轴流泵叶片厚度减薄,水泵的扬程和轴功率增加,最高效率点向大流量偏移,且最高效率有所提高;叶片压力面的压力增加,使叶轮扬程的增加,而叶片吸力面的压力变化较小,略有增加,使得叶轮空化性能有所改善,最后通过模型试验验证了计算的结果。     

用数值模拟研究叶片数变化对轴流泵性能的影响

应用轴流泵作为喷水推进器的核心部件具有推进效率高、抗空化（汽蚀）能力强、噪声低等优点。本文运用计算流体动力学（CFD）软件-FLUENT基于标准κ-ε紊流模型以及SIMPLE算法对020Q84轴流泵内部流场及其运行特性进行三维数值模拟，研究叶片数变化对轴流泵性能的影响。研究结果对轴流泵设计人员具有一定参考价值。     

肘形橡胶软管内压作用下的平衡特性

对肘形橡胶软管内压作用下的应力和骨架帘线缠绕几何结构进行分析,推导出肘形橡胶软管管体骨架层平衡角的一般公式,并得到缠绕角控制方程。理论分析和试验结果表明,当骨架帘线缠绕角接近力学平衡角时,由此得到的肘形橡胶软管在内压作用下的变形较小,具有较好的平衡性。     

叶片安放角对无轴泵喷推进器性能的影响

为揭示叶片安放角对无轴泵喷推进器运行特性的影响规律,采用计算流体动力学方法对无轴泵喷推进器在不同叶片安放角内部流动进行了数值模拟,分析了泵外特性、推力、内部流场分布以及压力脉动的变化规律。结果表明：设计工况下随着叶片安放角的增大,模型泵喷扬程和推力逐渐增大,效率逐渐降低,相较于叶片安放角0°,叶片安放角为+4°时扬程增大5.99%、推力增大2.08%、效率降低7.6%;叶片进口边压力明显下降,叶轮内流体流速逐渐减小,叶轮出口漩涡强度逐渐增强,漩涡面积减小;叶片安放角的变化对于泵喷内压力脉动的主频没有影响,但对主频处的幅值具有明显的影响,尤其是轮缘和流道中部压力脉动。研究结果对于低噪声无轴泵喷推进器的设计具有一定的参考价值。     

进水流道对轴流泵装置水力性能的影响

分析比较了包括轴流泵水力特性、装置水力特性及进出水流道水力特性在内的三组模型试验资料,指出:进水流态显著地影响泵装置的特性;泵装置的水力特性并不是泵水力特性与流道水力特性的简单迭加;进水流道最优水力设计是获得优异的泵装置特性的重要条件之一.     

基于iSIGHT平台的轴流泵叶片水力性能优化研究

将数值优化技术与CFD流场计算相结合,由数学过程代替设计人员的经验,控制叶片设计修改方向,构建轴流泵叶片自动优化设计平台。以多学科优化软件iSIGHT为基础,以现有优秀的轴流泵叶片模型为研究对象,建立了参数化建模、网格划分、流场计算和数值优化相结合的轴流泵叶片自动优化设计平台。以叶轮效率最高为目标函数,以扬程和汽蚀余量为约束条件,用该平台对设计工况下的初始叶片进行自动优化设计。对比分析优化前后叶片的水力性能,优化后叶片的水力性能有所提高,表明本文采用的自动优化设计方法是有效和可行的。     

立车加工轴流泵叶片外球面

图1为我公司生产的1400HD—9型轴流泵叶轮总成图。叶片镶嵌在叶轮座上可转动,用来改变工作角度,从而改变泵的水力性能。叶片角度的调整分成5个挡位,用定位销插入不同的定位孔中,     

大型立式轴流泵叶片进口流场及其对水泵影响研究

分析各因素对大型立式轴流泵叶片进口流态的影响,研究该断面流场的形成机理。提出叶栅对进口流态反作用和相互自动调整的观点,即如果叶栅来流非均匀轴向,叶栅过流特性会反过来影响来流流态并调整达到平衡。结果表明,立式轴流泵叶片进口流场既非轴向,又非均匀,不符合常规假设。用五孔探针实测叶轮直径D=1.64m轴流泵叶片进口流场,证明了理论分析的正确性。分析叶片进口流态对水泵性能、导轴承偏磨和间隙气蚀的影响,提出改善流态的方法。成果对改进轴流泵及其进水流道设计理论和方法,提高运行性能具有重大意义。     

叶片出口安放角对油涡轮性能的影响

根据油涡轮各部件的基本结构与工作原理,推导出油涡轮中能量转换与几何参数之间的关系方程,分析了油涡轮有效轴功率随叶片出口安放角β2的变化规律。本文结合1000MW汽轮机组配套油涡轮研发,借助CFD软件对叶片出口安放角β2分别为22.5°,18°,13.5°和10°4种设计方案的油涡轮进行多工况数值模拟。理论分析和多工况数值模拟都表明:在一定范围内随着叶片出口安放角减小,油涡轮的有效轴功率会随之增大,且"n-N T"曲线更平坦,不仅能够满足油涡轮的调节特性要求,而且还具有较好的稳定性。由此证明文中分析方法可以为完善油涡轮的设计理论奠定一些基础。     

交错叶片对双吸离心泵性能特性影响分析

为了积极响应及实现国产化要求,对原进口泵进行整机国产化研制,通过数值模拟分析了叶轮叶片交错角度为0°、15°、30°时离心泵内的流态和压力脉动。结果表明:随着叶片交错角度的增大,小流量工况下,扬程值逐渐降低,效率值无明显变化;大流量工况下,扬程值和效率值逐渐增大;额定工况下,随着叶片交错角度的增大,压出室对称分布的两个单独流道同一位置处静压值逐渐增大,相对速度值逐渐减小,而叶片处的相对速度值无明显变化。压出室内压力脉动幅值随着叶片交错角度的增大出现明显的减弱现象。同一叶片交错角度下,随着压出室过流断面的增加,压力脉动幅值逐渐减小,隔舌位置处压力脉动幅值受动静干涉作用最大。站场运行结果表明,叶片交错角度为30°的国产泵较原进口泵振动值减小、耗能降低、泵运行平稳且效率高。     

隔舌安放角对离心泵空化状态下压力脉动的影响

针对隔舌安放角对离心泵空化状态下压力脉动的影响问题,采用ANSYS CFX软件对不同隔舌安放角(28°,29.8°,32°)的离心泵进行了数值模拟,研究了隔舌安放角对离心泵空化状态下压力脉动的影响.首先,以3种不同隔舌安放角的离心泵为研究对象,利用前处理网格软件ICEM对模型泵的水体进行了网格的划分;然后,基于RNG ...     

叶片出口安放角对离心泵内流场影响的研究

采用Fluent软件对离心泵的内部流场进行了数值模拟,分析了离心泵内压力和速度的分布规律,得到了叶片出口安放角对离心泵速度场和压力场的影响规律.     

叶片进口安装角对多翼离心风机噪声的影响

应用数值模拟的方法,分别对多翼离心风机进行了稳态、非稳态及声学计算,并进一步研究了叶片进口安装角对多翼离心风机性能和噪声的影响,获得了风机在设计流量下的性能、蜗舌处压力脉动及风机进口噪声随叶片进口安装角的变化规律。最后,在对数值结果分析的基础上,获得了提高风机性能及降低风机噪声的最佳叶片进口安装角。     

混流泵叶片角对性能的影响

根据对已有的试验结果的分析，提出了混流泵叶片角对效率η、轴功率系数、叶轮出口绝对液流角、阻力系数和摩擦系数等参数的影响表达式，这可为进一步研究混流泵性能提供了理论依据。     

轴流压缩机出口级附近流道形状变化对静子叶片气动性能的影响

在深入研究了端壁形状和曲率变化对叶片气动性能的影响的基础上,改进设计了一台高转速双级小型轴流压缩机的第二级静子叶片,分析了出口级附近流道形状变化对静子叶片气动性能的影响,并进行了设计修正,最终获得了气动性能良好的静子叶片设计。算例结果表明：流道形状变化对列子叶片气动性能特别是叶片表面马赫数分布有较大的影响。