高速离心泵空化特性研究

基于RNG k-ε模型和Rayleigh-Plesset空化模型,对高速离心泵在不同空化程度下进行数值模拟,探索空化在高速离心泵叶轮内部的演变过程及流体诱发压力脉动的变化规律。研究不同流量、不同空化系数下其外特性曲线的变化规律,叶片在不同空化程度下空泡主要发生位置及空泡体积分数占比情况,并探索空化发展过程中叶轮圆周出口不同监测点的压力脉动变化规律。结果表明,不同流量工况下空化的水力性能影响效果不同,小流量时空化对效率影响较小,大流量时空化系数越小,效率下降得越快;随着空化系数和流量的减少,扬程陡降临界点逐渐向前移动;空化由弱到强过程中,叶片上空泡主要发生的相对位置逐渐向后缘移动且空泡体积分数不断增加;空化对叶轮圆周出口压力脉动影响变化速率快慢的界点在σ=0. 086附近。     

涡轮泵环形密封激振特性的数值计算

液体火箭发动机涡轮泵转子／流体密封系统稳定性研究的关键是密封激振流场和转子动力系数的计算。应用计算流体力学(CFD)方法对转动坐标系下的三维环形密封流场进行了准稳态数值模拟,在此基础上进行了转子动力系数的计算。计算结果和试验数据以及bulk-flow理论计算进行了比较。证明了带旋流修正k-ε湍流模型适用于密封流体激振的研究。     

高速离心泵多维空化特性研究

为探究高速离心泵内部空化的演变过程对其稳定性产生的影响。对高速离心泵的内部空化流动及非定常下的多维空间监测点压力脉动进行模拟计算,研究叶片空间上的空泡体积分数占比情况,叶轮流道中三维空化由弱到强的过程对隔舌及叶轮出口的压力脉动影响。研究结果表明:各叶片上的空泡体积分数随着空化系数及流量系数的减小而逐渐增加;在空化相对较小时,对隔舌及出口的压力脉动影响变化速率较为平缓,在空化较严重时,对隔舌及出口的压力脉动影响较大,且影响变化速度较大时空化系数的界点为σ=0.086附近。     

苏州河河口水闸流体激振模型试验

针对水工闸门的流激振动问题普遍存在,但是振动强度难于预测的特点,通过双模型试验获得结构振动响应特征,即通过变态相似的水力学模型试验获得流体激振载荷功率谱密度,借助严格比例的结构模型试验获得液固耦合下的结构分析点的传递函数,通过数值计算得到不同工况下闸门过流时的振动随机响应特征。在苏州河河口水闸大型翻板闸门的应用结果表明,该方法合理有效,通过模型试验与随机响应计算,预测实际流激振动的随机响应特征量。门顶过流时该闸门的振动响应集中在低频段,在安装破水器后,水流激振载荷大幅度降低;该闸门对波浪载荷作用将是敏感的,必须给予充分关注。     

微型高速离心泵多工况内部空化特性分析

基于CFX软件和RNG k-ε湍流模型,研究了不同流量和不同进口压力条件下泵内空化流动的特性。通过Rayleigh-Plesset方程均相流动空化模型分析了叶轮内的空泡数与叶轮扭矩随空化系数变化的关系,空化的初生、主要位置和流道的静压变化特性。结果表明:空泡体积随空化系数的减小而增大,空化初生在叶片前缘及附近流道。随着进口压力的减小,诱发空化的低压区主要集中于叶片与流道的中部且压力分布不均匀。各小流量工况下,扭矩变化随着空化系数的减小而减小,在空化系数较大时,不同工况下的扭矩均会有不规则波动且各曲线变化临界点会随着流量的增加逐渐向前移动,但总体变化趋势大致相同。本文研究的微型高速泵内空化流场的特性及空化对泵稳定运行性能的影响可供设计较高运行效率的微型高速离心泵参考。     

口环间隙泄漏对离心泵空化性能的影响分析

以DG-350型多级离心泵次级叶轮为研究对象,研究了口环间隙对离心泵空化性能产生的影响。通过定常数值模拟,计算出了离心泵的扬程和效率,同时得出了口环与进口段交汇处的速度矢量图、涡量云图和空化区域分布图以及叶轮流道内的空化区域分布图。模拟结果与实验结果的对比分析表明:(1)误差都在实际工程所要求的5%左右,说明计算与模拟结果准确;(2)由于口环与进口段交汇处速度旋涡的存在,使得离心泵的进口段与前口环交汇处区域的压力降低,从而导致了空化现象的发生;(3)随着口环间隙的增大叶轮流道上的空化区域也随之增大,从而减小了流体的过流面积,使流体速度和必须的汽蚀余量增大,NPSHR增大,则叶轮进口处的空化区域也就会增大。     

对《螺旋桨激振力》一书的评述

螺旋桨激振力是船舶工程中的一个重要问题,威胁着船舶使用质量如人员的舒适性、结构的损伤和军用船舶的防御性(噪声)。国外从60年代起已引起重视,开始研究。国内从70年代中期,由于螺旋桨激振力引起一艘船舶的强烈尾部振动及致结构损坏,引起国内造船界的重视。近数十年来,国内外对此已有丰富的研究成果。螺旋桨激振力问题涉及到流体力学和船舶流体力学中的好几个方面,如船后伴流场、空化机理、非定常空化流及螺旋桨非定常问题。要解决的问题     

离心泵全特性试验研究

水泵的全特性是基于外特性理论计算水泵站过渡过程不可缺少的原始资料之一.美国、日本、加拿大等国曾做过几台泵的全特性试验.国内也曾做过水泵水轮机的全特性试验,仅上海水泵厂用定转速法做过一台离心泵的全     

离心泵汽蚀振动特性研究

为了对离心泵的汽蚀故障进行诊断,设计了离心泵振动试验装置,对离心泵在正常和汽蚀运行状态下的振动特性进行了测试,并采用频谱分析方法对振动测试数据进行了对比分析,提出了离心泵在汽蚀状态下运行时的振动特性,为采用振动法诊断离心泵汽蚀故障提供了很好的依据。     

超重吨位、超大激振力压路机在路基填筑中的应用

路基施工质量的优劣是影响道路路面质量的重要因素,而路基压实度又是保证路面的强度、路面的稳定性、路面的平整度、路面的耐久性的关键。天府新区兴隆湖环湖道路工程土石方填筑量较大,施工工期短,填筑完成后自然沉降期短,在路基填筑施工中,选用超重吨位、超大激振力压路机对土石方填筑体进行碾压,加快了工程进度,具有较大的优越性。介绍了其应用过程     

流体管路系统的消振问题研究

本文从理论上分析流体管路产生谐振的原因,提出解决管路谐振问题中几种简单而有效的方法。     

高水头附环闸门水力特性及闸门启闭力试验研究

结合某水电站泄洪中孔在140 m水头条件下的附环闸门,采用模型试验的方法对其相关水力特性,包括流速达40 m/s量级的门槽区水流空化特性、附环闸门启闭过程中的门槽区水力变化特性、门后通气设施的掺气效果、闸门启闭力等进行研究。实验中测量了门槽段的时均压力分布、脉动压力与能谱以及附环事故闸门后通气管风速等。结果表明:附环闸门不会造成水流空化现象,且错台高度控制在0.02 m设计范围内其安全性能有保障;在闸门闭门过程中,闸门连接杆先承受拉力后承受压力,可据此选择相应的闸门启闭力容量。     

三角形排列圆柱绕流尾流模式及其流体力特性

该文采用基于嵌入式迭代浸入边界法对等边三角形排列的三圆柱绕流进行了数值模拟研究,其中上游为一个圆柱,下游为并列两圆柱,雷诺数为Re?100,间距比为L*?1.0-6.0。依据流体力特性和旋涡排列的不同,将尾流模式分为6种,分别为单体模式(L*?1.0-1.4)、偏斜模式(L*?1.5-1.9)、FF(Flip-Flopping)模式(L*?2.0-2.5)、反相模式(L*?2.6-2.8和3.5-4.1)、同相模式(L*?2.9-3.4和4.2-4.5)和共同脱涡模式(L*?4.6-6.0)。其中,偏斜模式下,下游两圆柱的间隙流会稳定偏向其中一个圆柱,使得两圆柱的尾流宽度不同,对应的阻力均值也不相等。在上游圆柱剪切层的作用下,FF模式中间隙流偏斜方向切换的时间间隔要明显大于相同雷诺数下并列双圆柱绕流时的情况。为深入研究各尾流模式的特性,分析了不同模式下三圆柱流体力系数的变化情况及其原因。当1.9?L??4.6时,上游圆柱的剪切层进入下游两圆柱的间隙,使得下游两圆柱出现相互吸引。当4.8?L??5.5时,下游两圆柱与上游圆柱脱落旋涡的作用不一致,使得下游两圆柱的流体力系数不相等。     

基于模态分析法的水下高速航行体流激振动声辐射特性研究

为了评估水下高速航行体的低频水动力噪声特性，该文基于模态分析法，将航行体简化为镶嵌在无限长刚性圆柱障板的圆柱壳模型，以流动激励力湍流脉动压力波数-频率谱作为输入，建立水下航行体流激结构振动声辐射计算方法，并通过回转体实验进行验证。研究结果表明：3～9 m/s流速范围内，80 Hz以上总声级偏差小于2 dB，计算结果与试验结果基本一致。该研究工作为水下航行体低频水动力噪声评估提供了一种理论方法。     

离心泵叶顶泄漏涡结构特性研究

叶顶间隙产生的泄漏涡会对半开式离心泵性能产生不利影响,为了探究不同流量工况下泄漏涡结构及其运动轨迹的变化规律,本文采用SST k-ω湍流模型对半开式离心泵进行全流道数值模拟,分析了泄漏涡的结构特征和泄漏流速度分布,改进了泄漏涡运动轨迹预测模型。结果表明,数值模拟值得到的外特性与试验值吻合较好;叶顶泄漏流相对速度的弦向分量的最小值出现的位置与泄漏涡的初始位置重合,并且随着流量的减小向上游移动。叶片进口边负的弦向分量导致回流的形成,而法向分量的增大是导致小流量工况前缘溢流和大流量工况叶片尾缘二次泄漏流的根本原因。叶顶间隙内速度梯度较大的泄漏流会引发高熵产,并且与主流混掺形成泄漏涡,在泄漏涡周围同样引发高熵产,高熵产区面积随着流量的减小而增大。改进轨迹预测模型用叶顶间隙进口的平均速度代替了原先叶轮进口平均速度,扩展了预测范围,减小了预测结果的误差,说明改进模型能够很好地预测泄漏涡核的迁移轨迹。     

抽水蓄能机组导轴承甩油迷宫环密封特性探讨

抽蓄机组导轴承甩油会造成润滑油浪费并对定子与转子绕组造成污染,加速绝缘材料的老化,且甩油严重时,使得润滑油液位过低,瓦温升高过快,可能导致干摩擦而引发烧瓦事故。笔者基于VOF模型,采用计算流体力学方法对抑制甩油的关键部件,即甩油迷宫密封环特性进行研究,计算模拟甩油过程,得到液位动态变化特性,并得出密封间隙与密封环安装位置对液位的影响规律,找到抑制甩油优化方法,为机组的设计、运行及维护提供可靠依据。     

抽水蓄能机组进水球阀上下游密封活动环密封选型研究

本文介绍了广州蓄能水电厂二期机组进水球阀的结构和工作原理,以及自投产以来上下游密封活动环密封损坏的问题。从活动环密封的材料、结构到日常运行状况几个方面分析了问题产生     

大跨度特型闸门流激振动及控振措施研究

水工闸门作为水电工程泄水建筑物的主要控流结构承担着工程日常运行洪水宣泄、引排水调控以及挡潮等重要任务。但由于大跨度特型闸门其结构均属于动部件,结构刚度较挡水大坝泄水建筑物结构要弱的多,且结构孔口尺寸日益增大、工作水头不断增高,下泄流量愈益加大,闸门流激振动问题日益突出,尤其在特殊水动力荷载作用下常常发生强烈振动,甚至引发工程事故,造成重大损失。本文针对国内外主要特型闸门结构流激振动问题的成因机理及防治措施进行分析讨论,提出相关控振对策,为工程设计和运行管理提供技术支撑。