导叶径向长度对混流泵性能的影响

为考察导叶径向长度对混流泵水力性能的影响,对某混流泵模型泵导叶叶片沿径向进行一定程度切削,设计出导叶径向长度不同的两种模型泵。基于NUMECA软件平台, 针对改型的两种模型泵以及导叶径向长度未被切削的原型泵,在不同工况下对其内部流动进行数值模拟, 通过分析泵内部流场和静压分布,揭示了导叶径向长度对该型混流泵过流部件内部流动及外特性的影响。研究表明:采用90%径向长度导叶可以有效提升导叶与蜗壳的匹配性;90%径向长度导叶模型在设计工况及大流量工况下,导叶内的流动损失大大减小,高效工作区间明显拓宽,扬程及效率均为相对最优,显著提高设计流量与大流量工况下的运行效率。     

带有可调导叶的径流涡轮气动特性的研究

采用数值模拟的方法对单级径向涡轮在导向叶栅的不同开度、不同工况下的全流场进行了三维模拟分析。研究表明,可调导叶对涡轮性能的影响是叶栅收敛度、气流冲角与出气角的综合影响。在综合考虑了导叶损失以及叶轮损失的基础上,提出了变几何径向涡轮随速比变化的调节方案。     

混流泵导叶径向高度对其水力性能的影响

为获得混流泵导叶径向高度对其水力性能的影响规律,沿某混流模型泵导叶出口径向对其进行不同程度截短,设计出导叶径向高度不同的几种改型泵。针对改型泵以及导叶径向高度未被截短的原型泵,基于NUMECA软件平台,对混流泵内部流动进行了全工况的数值模拟,获得了各泵的变工况水力性能。通过分析泵内部流场和静压分布,揭示了导叶径向高度对该型混流泵过流部件内部流动的影响规律。研究表明：相对原型泵和其他改型泵,导叶径向高度截短至原导叶高度的90%时,导叶与压水室蜗壳的匹配性提升效果最佳;在设计流量工况下,该改型泵导叶与蜗壳内总的流动损失比原型泵减少2.85个百分点;在1.2倍设计流量工况下,该改型泵的扬程比原型泵高11.15 m,效率提高3.46%;在全工况范围内,原型泵的最低效率约为75%,最高效率约为89%,而该改型泵的最低效率约为81.6%,最高效率约为89.4%,拥有更宽的高效工作区间和更优的水力性能。     

基于水轮机导叶转角推求导叶开度圆直径的方法

鉴于反击式水轮机活动导叶开度大多采用导叶转角描述,而在水电工程初步设计阶段开展的相关设计计算工作中,仍采用导叶开度圆直径描述现状,以活动导叶数为24只的圆柱式导水机构为基础,提出了水轮机导叶转角与导叶开度圆直径之间的转换公式。同时,通过对一系列典型导叶布置图的分析,结合数值分析方法,对公式中的修正系数给出了明确的解析表达式,并验证了表达式的可靠性。     

径向导叶对高速离心泵非定常流动影响的分析

应用计算流体力学技术对带导叶与不带导叶高速离心泵的内部流场进行定常及非定常数值模拟,从而预测出带导叶与不带导叶两种方案下的外特性曲线走势情况。同时得到了流体流经关键位置时在不同工况下的压力脉动情况,并对相应的时域图及频域图进行了对比分析。结果表明,带有导叶的高速离心泵相比于无导叶离心泵扬程较高,扬程曲线更加平缓,同时在大流量工况下,高速离心泵效率更高也更稳定。从时域图分析,不同工况下两种方案中的高速离心泵压力脉动存在明显的周期性,其中带有导叶的高速离心泵在大流量工况下压力脉动幅值相对较小,不带导叶的高速离心泵在小流量下压力脉动幅值相对较小;从频域图分析看,两种方案中的高速泵都是在一倍叶频处存在较大峰值,即动静干涉作用是引起压力脉动的主要因素,同时通过对比,在不同工况下带有导叶的高速离心泵在二倍叶频处峰值较小,说明添加径向导叶对缓解动静干涉起到一定作用。通过比较不同方案下监测点压力脉动平均值及峰值曲线图,说明在高速泵中加装径向导叶可以有效地发挥扩压作用,降低液流速度,充分将速度能转化为压能。结合上述结论,可以得出带导叶高速离心泵适合在大流量高工况下运行,如消防灭火,石油化工,航空航天等领域。     

烟机动叶径向孔应力分析

1概述某烟机有2级动叶片，叶根采用直线枞树型结构，在叶片中间体上钻有1只Φ3．63的径向孔，当叶片安装在叶轮上后．用］只抽芯铆钉进行轴向定位，以防止叶片在运转情况下滑出轮槽，叶片结构详见图1。由于加工中不慎将动叶中间体上的径向孔钻偏。如果按设计图加工，图1中尺寸A应为6．49毫米，现钻偏成A=4．57毫米，偏差1．92毫米。由于批量较大，采取的补救措施是将已钻偏的孔用亚弧焊进行补焊，然后重新钻孔。补焊后经金相拍片分析发现：亚弧焊后，原径向孔周围的叶片母材晶粒粗大，并有一定范围的影响区域。由于晶粒粗大又无法采用热处…     

新型变几何导叶试验研究_续

3.气流转折角、损失系数与变尾缘叶栅几何参数的关系在图7中,表示了b_1/b_=0.55的变尾缘叶栅在b/t=1.0时的气流转折角△β,落后角δ、损失系数ζ,叶型弯角θ与尾缘转角α之间的关系。当α≤10°(θ≤33°)时,δ=4.7°,当10°≤α≤45(33≤θ≤68°)时,4.7°≤δ≤22.7°,在设计冲角下的叶背出现气流分离,ζ和δ增大较快。转角α继续增大后,气流分离更甚,ζ和δ急剧上升。     

水轮机模式液力透平新型空间导叶的优化

多级水轮机模式液力透平级间导叶损失占总损失的30%～40%,为提高透平水力性能,以新型空间级间导叶为例,按水力原动机理论设计新型空间导叶作为一个两级水轮机模式液力透平的级间导叶。采用正交试验法,选取新型空间导叶隔板厚度、外缘直径、正导叶出口角和导叶数四个因素制定了L9（3⁴）正交方案,应用CFD对9种方案进行数值计算,找出了影响液力透平水力特性的主要因素及规律,并获得性能较优的导叶模型。结果显示,影响水轮机模式液力透平效率外特性的主次顺序为导叶外缘直径>隔板厚度>导叶数>正导叶出口角;对可利用水头外特性影响主次顺序为导叶外缘直径>导叶数>隔板厚度>正导叶出口角;以效率为优化目标时,最优组合的效率达到75.91%,比效率最高的方案提高了2.9%。以可利用水头为优化目标时,最优组合的可利用水头达到495.83 m,比水头最高的方案提高了4.36 m。     

基于CFX单圆弧空间导叶斜流泵的数值模拟

利用流体计算软件ANSYS-CFX,采用基于三维不可压缩流体的N-S方程和标准κ-ε湍流模型对带有单圆弧空间导叶的斜流泵进行了数值模拟,通过分析其整体静压分布、速度分布及三个典型工况下叶轮叶片的静压分布、吸力面的速度分布、导叶片压力及速度分布等,揭示了其内部流场的主要特征,预测了泵的水力性能。对比了模拟结果与试验结果,验证了数值模拟的可靠性,说明带单圆弧空间导叶的斜流泵在一定流量范围内能满足工程实际的需要,且在加工制造方面优于扭曲的空间导叶。     

导叶叶片数对离心泵特性的影响

在比转速n_s=71的离心泵研发过程中,针对叶片数z=5的叶轮,为选择适宜叶片数的导叶,采用CFX软件对单级研发泵进行非定常数值模拟研究,分析了不同工况下导叶叶片数分别为6、7、8时泵的外特性、压力脉动和叶轮径向力,针对小流量工况径向力的较大差异,进一步对比了叶轮内流场。结果表明,减少导叶叶片数可提高较大流量工况的扬程和效率,但可能导致小流量扬程下降;小流量区间导叶叶片数对压力脉动的影响较为复杂,而较大流量工况增加导叶叶片数有益于改善压力脉动;此外,导叶叶片数越多,非额定工况的叶轮径向力越小,特别是在小流量工况,增加导叶叶片数提高了叶轮流场的均匀性,径向力缩小约4倍。最终对整体性能较优的7叶片导叶进行排产和试验,其中扬程计算误差不超过5.9%,表明数值模拟结果具有一定精度。     

Performance analysis of a centrifugal compressor with variable inlet guide vanes

The flow in a centrifugal compressor stage with variable inlet guide vanes (VIGVs) is investigated by numerical simulation in this paper. Analysis of the performance curves and relative velocity vectograms indicates that performance curves shift toward small flow domain when VIGVs turn positively, and toward large flow domain when VIGVs turn negatively. Stage efficiency drops quickly after work condition enters a small flow domain through the peak efficiency point. Under the circumstance of large setting angles of the guide vanes, there exist obvious flow separations in guide vane passages within wide flow ranges, and back flow regions can be located at the front of splitter suction surfaces under large flow conditions, while under the condition of small flow, flow separations occur on suction surfaces of long blades. __________ Translated from Journal of Power Engineering, 2006, 26(6): 804–807 [译自: 动力工程]     

涡轮导向叶栅内流动的数值研究

为了有效地区分各种损失对涡轮总效率的影响,准确把握涡轮叶栅流场气动性能,对某型涡轮导向叶栅内的气体流动进行了数值模拟。结果表明,对此涡轮导向叶栅的改型设计比较成功。     

转速对导叶式液力回收透平性能的影响

为了研究转速对导叶式液力回收透平性能影响的特征和规律,采用CFD方法对960～2 960 r/min(间隔500 r/min共5组)转速下运行的含导叶部件的离心泵反转作液力透平进行了数值计算。结果表明:不同转速下透平的外特性曲线变化趋势基本一致,最佳工况的效率及比转速较为接近,改变转速对提高透平在偏工况下的运行效率效果显著;降低转速在外部流量和压差均降低的条件下较为适宜,提高转速在外部流量和压差均升高的条件下较为适宜,当调节转速不能完全适应外部条件的变化时,需采取其他调节方式配合实施;提高转速后透平的工作流量范围变宽,该范围内扬程和功率曲线变陡;降低转速工作流量范围缩小,该范围内的扬程与功率曲线相对平坦;随着转速的提高,流量换算系数K_Q、扬程换算系数K_H及功率换算系数K_P均呈先增大后减小的趋势,各换算系数均接近于1,表明比例定律能够较好地预测导叶式液力透平的最佳工况性能。     

离心压缩机进口导叶叶型的进一步研究

为提高离心压缩机进口导叶的质量流量调节能力,以原研究成果为基础对导叶叶型做进一步研究。通过数值模拟计算,对不同厚度弯叶型和不同弯度位置导叶的质量流量调节能力进行对比分析。结果表明,虽然减小弯叶型的厚度可扩大其质量流量调节范围,却增加了流动损失,使压缩机效率下降;将弯叶型最大挠度位置向后移,可有效提高导叶的质量流量调节能力,且其产生的损失对压缩机性能影响不大。最终选择出适合于导叶进行质量流量调节的最佳叶型,减少了压缩气体的排空浪费。     

带可调进口导叶离心压缩机的性能分析

以数值模拟的方式对某带可调进口导叶的离心压缩机级内部流动进行了分析研究。对计算得到的性能曲线及相对速度矢量图的分析表明，进口导叶正旋绕时性能曲线向小流量区移动，负旋绕时向大流量区移动；经最高效率点进入小流量区后效率下降较快；在进口导叶大安装角情况下，在大的流量范围内导叶区域均存在显著分离，大流量时短叶片吸力面前部有回流区，小流量时长叶片吸力面上发生分离。     

Effect of Guide Vanes on the Performance of a Variable Chord Self—Rectifying Air Turbine

INTRODUCTIONWiththeconventionalenergyresourceslikelytogetexhaustedinafewdecades,theinexhaustiblesourcesofenergyhavetotaketheirplace.Alternateenergyfromtheoceanisattractingtheattelltionoftheresearchersinrecentyearsduetoitsperennialavailabilityandminimumhealthhazards.Ofthemanypossibleformsofoceanenergy,waveenergyispromising.Waveenergyisanalternateformenergy,whichispollutantfreeandinnearfutureitislikelytobeeconomicallyviable.Countrieswhicharesurroundedbyseaandpossessremotelysituatedislandcom…     

多泥沙高水头水电站混流式水轮机导叶泥沙磨损数值研究与试验

为研究新疆夏特高水头水电站水轮机导叶的泥沙磨损情况,采用标准k-ε湍流模型和Particle模型,在小流量工况下开展了HLA351-LJ-275水轮机导叶流体域的固液两相流数值模拟,分析其内部流动特性,并结合该模型水轮机单流道泥沙磨损试验得到导叶磨损的主要部位和磨损程度。结果表明:固定导叶磨损量较小,活动导叶磨损部位主要集中在头部和尾部,磨损量较大。结合数值计算与试验结果,通过其泥沙磨损特征规律,拟合并建立了固定导叶及活动导叶的磨损量公式,对多泥沙高水头水电站导水机构磨损寿命的预估和导水机构运行维护具有重要意义。     

一种新的隔板设计结构

指出了200MW以下汽轮机组传统及改进隔板结构存在的不足,并据此提出了一种新的隔板结构及新结构的优点。