混流可逆式水泵——水轮机全工况压力脉动的研究

该文根据在实验室进行的中低水头混流可逆式水泵－－水轮机压力脉动试验结果整理出的压力脉动特性，给出了水泵－水轮机在水轮机工况、水泵工况、制动工况和反水泵工况的压力脉动特性试验曲线，并对脉动特性进行了分析。     

可逆式水泵水轮机蜗壳分瓣合缝面过渡板缺陷处理

可逆式水泵水轮机蜗壳分瓣面位置过渡板装焊极易出现错牙超差缺陷,处理错牙采用堆焊,堆焊又出现缺陷,由此整个缺陷分析与处理较为复杂,为同行掌握类似问题提供了经验。     

水泵水轮机反水泵工况的特性研究

为了解水泵水轮机反水泵工况的水力性能,以某抽蓄电站为例构建了水力模型,采用SSTk-ω模型和Presto差分格式模拟反水泵工况的内流场和外特性,并结合试验数据进行对比验证.结果表明,反水泵工况的扬程与流量关系曲线及特性曲线均呈抛物线分布;活动导叶开度越大,进入反水泵的转速越高,流量越大;反水泵工况存在大量的回流涡结构,反水泵的能量损失主要集中于活动导叶的入口和出口处;转轮内存在的脱流现象主要分布在叶片吸力面进口处和压力面出口处;流量越低,转轮流道大尺度涡结构越多,乃至充满整个流道.该结论为水泵水轮机“S”特性的研究提供了依据.     

水泵水轮机启动过程转轮叶片受力分析

为了研究水泵水轮机水轮机工况启动过程转轮区域流态对叶片载荷的影响,以某水泵水轮机模型为研究对象,采用Realizable k-ε湍流模型开展水泵水轮机全流道三维数值计算,运用UDF技术和动网格方式,控制启动过渡过程活动导叶的开启过程,分析机组启动过程中转轮的转速变化,并与试验结果进行对比。结果表明：数值计算与试验结果吻合度较高,该文数值计算准确可行;启动过程中,在0~5 s区间,转轮叶道中间分布明显沿周向规律分布的叶道涡,叶道涡随开度的增加及转轮叶片来流条件的优化逐渐变小然后消失;启动过程来流与转轮叶片工作面发生冲击并在此区域形成高压区,导致叶片工作面进口位置压力载荷集中、相同半径处叶片工作面背面压力差较大。启动过程中转轮叶片来流与叶片工作面发生冲击是叶片压力载荷集中以及叶道涡的主要诱因。     

提高发动机性能的多目标优化设计

运用AVL/BOOST对发动机性能进行了数值模拟,以进排气提前角、迟闭角和进排气管直径为设计变量,应用目前已成熟的多目标遗传算法对某四冲程发动机的性能进行了优化设计.结果显示,发动机的转矩、功率和燃油经济性都有不同程度的提高.     

水泵水轮机全椭圆蜗壳的设计与CFD分析

以混流式水泵水轮机为研究对象，设计出一种能够同时满足水轮机与水泵工况的全椭圆蜗壳，保证蜗壳椭圆截面的长短半轴之比为定值。通过蜗壳出口圆周速度与各断面的圆周速度矩为定值设计，并给出蜗壳各截面尺寸与流量之间的关系式。通过CFD数值模拟，得出蜗壳出口圆周速度与各截面圆周速度矩的变化规律，并总结出蜗壳内部的速度与压力的分布规律，模拟结果满足设计要求，具有很高的实际应用价值。     

抽水蓄能电站及可逆式水泵水轮机的发展

随着电力工业的迅速发展,我国某些水资源较贫乏地区的电力系统出现了调峰容量不足、系统运行经济性差等严重问题,为解决这些问题,近年来有关部门正在进行抽水蓄能电站的选点规划和设计工作,抽水蓄能电站的建设也被提到了“八五”计划的议事日程.本文拟就国内外抽水蓄能电站及可逆式机组的发展情况和水泵水轮机发展过程中存在的一些技术问题进行较系统的介绍和阐述.     

提高水泵水轮机流动可视化图像质量的方法

利用PIV流场测试技术,对低比速混流式模型水泵水轮机转轮在水轮机工况下进行了可视化研究。为了改善图像质量,采用图像去噪与锐化等图像处理方法对提高图像解析精度和减少错误矢量有一定作用,尤其采用图像运算增加图像信息量的方法,是一种改善图像质量非常有效的方法。     

基于超声波法与蜗壳差压法测流的可逆式水泵水轮机效率测试软件的开发及应用

为解决抽水蓄能机组水泵工况下的效率测试问题,研制开发了针对水泵水轮机的效率特性测试软件。该软件系统综合考虑了水轮机工况和水泵工况的效率测试,采用超声波测流法或蜗壳差压测流法完成水泵水轮机的绝对效率或相对效率试验。软件系统通过RS232/485串口和采集仪实时采集和传输各试验参数,并可对采集数据进行分析计算和图形化显示,方便地获得水泵水轮机效率特性。现场应用表明,该软件系统设计合理、运行稳定、数据计算结果准确,具有一定的推广价值。     

水泵水轮机泵工况下内部空化特性分析

为研究空化条件下水泵水轮机泵工况的内部空化特性,基于ANSYS CFX(有限元分析)软件采用k-ε湍流模型、均质多相模型和Rayleigh-Plesset方程,对某抽水蓄能电站模型机进行了全流道非定常空化流动数值计算。根据模拟结果预测了水泵水轮机泵工况工作无空化时的能量特性和空化发生时的空化性能,并与试验数据对比。结果表明:流场数值计算成功地捕获到了空化发生、发展及空间演变过程;随着空化数的变化,空泡在叶片背面进口附近产生,然后沿着流线向叶轮出口扩散,并随着流道过流面积的增大向叶片工作面扩展,直接影响叶片上的压力分布和叶片中间流线上叶片载荷分布;在空化严重时,会造成叶轮流道内流动紊乱和严重堵塞,导致效率的大幅下降,对机组安全稳定运行非常不利。     

电潜泵井系统效率优化设计

随着油田进入高含水期,电潜泵由于具有排量大、地面设备及井下传递能量方式简单等优点而得到比较广泛的应用。如何全面掌握电潜泵井的工况、挖掘油井潜力、保证设备有效工作、提高系统效率就显得非常重要。主要以地层供给能力为依据,以地层与电泵举升设备协调为基础,进行电潜泵系统效率优化设计。     

两种算法在透平级的多目标优化设计中的应用

在对两种智能型多目标算法－－模拟退火算法和遗传算法进行研究的基础上，将两种算法从理论上进行了比较；并将该两方法应用到透平级设计的计算上，亦对其进行了比较，得出了有益的结论，从而为透平级的多目标优化设计的深入研究奠定了坚实的基础。     

微型柱塞泵非定常动网格流场模拟

微型柱塞泵可为冷却塔水轮机轴承润滑供油,提高油路效率。为分析微型柱塞泵运行情况、工作效率等,建立了柱塞泵三维结构和流域模型图,设定了柱塞泵网格运动边界,载入Fluent进行数值模拟得到了柱塞泵内部压力场分布情况,分析了柱塞泵泵腔压力与进、出油球形阀位移随时间的变化规律。结果表明,泵腔压力随时间分布呈类正弦函数规律,泵腔压力总体趋势由传动柱塞速度决定。研究结果为柱塞泵的推广应用提供借鉴。     

基于固液两相流的离心泵内部流场数值分析

为了初步研究泥沙颗粒直径对离心泵性能及内部流场的影响,本研究采用particles粒子模型对某离心泵进行全流道数值模拟实验。重点分析了在相同泥沙颗粒体积分数和不同来流泥沙颗粒直径下叶片表面的泥沙颗粒的体积分数分布、泥沙颗粒速度分布的情况。结果表明:由于固体的存在使得流动不稳定,同一离心泵在固液两相流介质下运行较单相流介质会不同程度使泵扬程和效率下降,在相同工况下,随着泥沙颗粒直径的增加,叶片表面泥沙颗粒体积分数上升,且有向压力面偏移的趋势,叶片表面泥沙颗粒速度也逐渐增大;导致叶片进水边、叶片吸力面出水边磨损较为严重。该研究可为以含沙水为工作介质的离心泵设计提供一定的参考。     

高炉循环水泵站的设计优化

高炉冷却水泵站是高炉的重要配套设施.文章总结了新钢已建三个循环水泵站的建设经验,对新建的6#高炉循环水泵站的设计方面作了较全面的优化.在循环水泵站的设计和管理方面有很好的借鉴意义.     

导叶式混流泵水力性能优化的数值模拟

以导叶式混流泵为例,通过改变叶片截面的扭曲角和导叶的扫掠角度,对混流泵进行了优化设计,进而采用数值模拟方法分析了混流泵的水力性能。结果表明,在一定范围内,调整叶片的扭曲角度会使泵段效率上升;增大导叶的扫掠角度,导叶翼型的表面流线分布会更加均匀,可有效避免导叶表面的脱流漩涡,优化后的混流泵段效率比优化前提高了8.36%。     

核动力装置主循环泵运行参数优化设计及惰转瞬态分析

通过建立主循环泵的计算模型,基于自主开发的改进复合形算法,实现对主循环泵体积的优化设计研究,使其在满足给定约束条件下达到最小.考虑到准确计算反应堆冷却剂流量的下降速率是核反应堆安全分析的关键问题之一,借助主循环泵瞬态计算模型,评估在惰转工况下非能动余热排出系统启动之前,优化结果的惰转瞬态变化过程.结果表明:主循环泵优化效果显著,在惰转瞬态过程中,优化模型泵送冷却剂流体的时间与母型很接近,优化模型的安全性不低于母型.     

基于CFD的混流式水轮机改造流道内部流动特性研究

针对老旧水轮机无适合新型转轮的情况下,通过适当的改型设计,根据标准k-ε双方程和雷诺时均（N-S）方程,给定转轮边界条件,建立混流式水轮机流道内部流动的数学模型。通过CFD对水轮机进行数值模拟,获取优化后的转轮内部、活动导叶和固定导叶速度分布及叶片压力分布,通过流场分析,提高改造的可靠性。结合具体电站的应用案例,改造后结果表明：尾水管中回流细微、涡带较弱,水流在引水蜗壳和导水机构中的水力损失不大,平均效率提高5%,平均出力提高4%,水轮机的抗空化空蚀性能及可靠性均得到提高,对混流式水轮机的改造有一定的参考作用。     

内燃机机油泵内部流场的可视化仿真研究

结合某内燃机机油泵的实际结构特征参数,用UG软件建立了该机油泵内部流场的三维几何模型,用Fluent的前处理软件Gambit对其进行网格划分,然后应用计算流体力学软件对机油泵内部流场进行可视化仿真研究,得到能反应内部流场特征的压力等高线云图、速度矢量云图等,发现最小压力发生在齿轮脱离啮合处,最大压力发生在齿轮进入啮合处。研究结果表明,采用的可视化仿真研究可以揭示机油泵内部流动情况,为内燃机机油泵的优化设计和选型设计提供理论依据和技术支持。     

基于CFD的离心泵内部流场数值模拟

采用GAMBIT建模划分网格,基于CFD技术,采用雷诺时均N-S方程和RNG k-ε湍流模型对离心泵内部的二维湍流流动进行了数值模拟,得到了离心泵内部流场的压力分布、速度分布及气蚀特性规律。结果表明,叶轮内部流体从叶片入口到离心泵出口速度不断降低,压力不断升高。同时,得到了气蚀分布特性,在所研究工况条件下,气蚀首先在叶片两侧出现。模拟结果对工程实践和离心泵水力性能研究有一定的指导意义。