液力透平进口截面对蜗壳内压力脉动的影响

为研究液力透平不同进口截面对蜗壳内压力脉动的影响,选取一单级液力透平为研究对象,利用流场分析软件CFD对该液力透平内流场进行三维非定常数值计算,在蜗壳内沿周向和径向设置监测点,计算各监测点在不同进口截面和最优工况下沿周向和径向的压力脉动,以及各监测点在不同流量和不同进口截面下沿径向的压力脉动,利用快速傅里叶变换对各监测点的压力脉动计算结果进行变换,分析各监测点处压力脉动的时域和频域分布。结果表明:蜗壳进口直径越大,隔舌处的压力脉动幅值越大;蜗壳进口直径越小,叶轮动静相干作用越强,蜗壳内压力脉动幅值越大;流量越大,不同蜗壳进口截面下蜗壳内压力脉动主频幅值之间相差越小;当离心泵用作液力透平时为了使液力透平能够较稳定运行,需适当减小液力透平进口截面面积。     

液力透平进口截面对水力损失及速度矩的影响

为减小液力透平各过流部件的水力损失,提高液力透平的效率,在不同蜗壳进口截面下将一单级液力透平蜗壳的基圆作为一环线,计算沿该环线的切向速度值,根据基圆半径计算出相应的速度矩,并在环线上分别设置4个监测点,利用ANSYS软件计算监测点处的速度矩随流量的变化规律,最后研究蜗壳进口截面对各过流部件水力损失的影响。结果表明:所选液力透平的蜗壳最佳进口直径为65mm,改进后液力透平的效率比原设计下的效率提高了1.83%,且在该蜗壳进口下叶轮进口的速度矩波动幅值最小;随着蜗壳进口直径的增加叶轮进口的速度矩逐渐减小,蜗壳收缩管的收缩率逐渐增加,收缩管中的水力损失逐渐减小。       

气液两相介质时液力透平径向力分析

基于N-S方程和标准κ-ε湍流模型,采用SIMPLE算法,选择Mixture多相流模型,以比转速为41的离心泵反转作透平为研究对象,通过CFD软件对透平在气体体积分数为0%、5%、10%、15%的两相流介质中进行数值模拟,得到透平在不同气体体积分数下的外特性、静压力以及所受径向力的大小和方向,分析径向力对液力透平的影响。结果表明:透平的压头随着流量增大而逐渐增大;两相流时透平的径向力随着流量的增加而逐渐增大,随着气体体积分数的增大而逐渐变小,径向力的方向在沿液流距隔舌80°~130°角之间。       

叶片安放角对蜗壳式轴流泵反转作透平的性能影响

为了利用轻化工行业中低压头、大流量的液体余压能,以国内某企业生产的一台比转速为900的PLK XII型蜗壳式轴流泵为研究对象,分别在叶片安放角为12°、14°、16°时,使用ANSYS Fluent进行数值模拟定常计算,以探究不同叶片安放角对蜗壳式轴流泵反转作液力透平性能的影响.基于泵及透平的最优效率点,得到不同叶片安...     

导叶几何参数对液力透平压力脉动的影响

为提高导叶式液力透平的运行稳定性,研究导叶几何参数对液力透平压力脉动的影响。在IS80-50-315型低比转速离心泵反转作液力透平叶轮进口前添加径向导叶,对导叶出口角、叶片数和径向高度采用正交试验设计的方法匹配相同叶轮形成新的液力透平模型,利用CFX软件在蜗壳内、导叶与叶轮间隙和叶轮上沿周向设置监测点进行定常和非定常数值计算,对定常计算结果进行极差分析,得出导叶几何参数对液力透平性能影响的主次因素,形成最优方案组合,并对非定常数值计算压力脉动结果进行时域和频域分析。结果表明：径向导叶几何参数组合对水力效率和水头的影响均为叶片数>径向高度>出口角;导叶式液力透平的压力系数在导叶与叶轮间隙上最大,其次在叶轮上,蜗壳内部压力系数最小;当叶轮叶片数相同时,径向导叶出口角和径向高度的值在合理范围内选取较小值时,有利于降低导叶式液力透平的压力脉动幅值和提高运行稳定性。     

多级液力透平效率理论分析及数值计算

为预测多级离心泵作透平的水力效率,以DG85-80多级离心泵为模型,对多级离心泵作透平的性能进行理论分析,提出多级离心泵透平工况下最优效率与泵工况下最优水力效率的关系,得到多级离心泵作透平时的最优效率,并应用CFD软件,对多级离心泵作透平时内部流场的水力性能进行数值分析,所得到的结果与理论分析的结果进行比较,发现在最优效率点的效率能够较好地吻合,误差为2.74%。为了获得多级离心泵的内部流场特性,对不同流量与同一流量下不同位置的相对速度和静压力进行分析,得出叶轮内低速区域随着流量增大而减小,在第1级到第4级压降基本相等,第5级的压降最小。       

外啮合齿轮泵径向力分析及其精确计算

本文详细地分析了具有扩大高压区结构的外啮合齿轮泵的径向力和传动扭矩,给出了其精确计算公式。并通过实例计算给出了齿轮径向力、径向力作用方向及扭矩的脉动曲线图。     

液力透平选型问题研究

为了研究采用不同加大流量设计的泵作透平时的性能差异,对同一设计参数不同加大系数设计出的泵在正转和反转的情况下分别进行数值计算。结果表明:随着加大系数的增加,扬程换算系数和流量换算系数都在逐渐增加,流量换算系数较扬程换算系数增加的梯度要大,即泵与透平的流量、压头换算系数随加大流量设计而发生了变化,说明加大流量设计方法是造成泵与透平换算关系不确定原因之一。     

液力变矩器轴向力的CFD计算与分析

为准确计算液力变矩器轴向力,提出了基于三维流场数值解的变矩器轴向力计算方法。计算中,利用CFD软件对液力变矩器三维流动控制方程进行数值求解,在数值模拟得到的变矩器内流场速度、压力数值解的基础上,进行轴向力计算。将新的轴向力计算方法应用于变矩器实例,将其计算结果分别与传统方法计算结果以及实验结果进行对比后可知,新方法计算误差明显减小。     

气液两相多级液力透平的全流道数值模拟

以DG85-80五级节段式离心泵做液力透平,基于CFD软件,采用N-S方程和标准κ-ε湍流模型,选择Mixture多相流模型,利用SIMPLE算法,对其在纯水介质和气液两相介质时进行全流道数值模拟,得到透平的外特性曲线和内流场规律。结果显示:气液两相透平在最优工况点的压头、功率比纯水透平的高,而水力效率和质量流量较纯水透平的低;在最优工况点,随着级数增加,气液两相透平各级导叶、叶轮进出口压差增大,其内部压力分布的不均匀性增加,叶片工作面进口附近的漩涡区域减小;与小流量时的透平相比,大流量时透平各级叶轮、导叶内部的气体体积分数较大,透平叶轮出口附近的高含气率区域较小,各流道中气体分布的不对称性加剧。       

水轮机水力阻抗特性研究

推导了开度不变、转速不变和出力不变、转速不变两种运行条件下水轮机水力阻抗计算公式,分析了这两种运行条件下机组水力阻抗的差异,指出在混流式水轮机运行范围内,在前者条件下机组水力阻抗大于0,在后者条件下机组水力阻抗小于0.通过理论分析和数值计算相结合的方法,研究了机组水力阻抗对水电站有压输水系统自激振动特性的影响.研究表明:机组水力阻抗的正负决定了系统衰减因子的正负及大小,对系统频率的奇偶性具有选择性.     

蜗壳式旋风分离器加减阻杆的实验研究

在蜗壳式旋风分离器内加装减阻杆,可以大幅度降低旋风分离器的总压降,同时也降低了旋风分离器的效率.对比实验结果,得出了在蜗壳式旋风分离器内加装减阻杆的最佳位置.在最佳位置安装一根减阻杆,当入口速度较大时旋风分离器的效率会增加,可使旋风分离器总压降降低30%以上.     

立方抛物线形渠道水力最优断面的计算

根据明渠均匀流理论,推求了立方抛物线形渠道正常水深与流量关系的计算公式及其水力最优断面所满足的条件.与其他形式断面渠道的比较结果表明,立方抛物线形断面渠道也是一种水力较优的输水渠道.     

模态分析在水轮机中的应用

大型水轮发电机组的振动及由振动产生的裂纹是普通存在的现象，通过对多台机组的现场振动测试、振动信号的处理和参数的识别，在激振、响应测量、数据采集和处理等方面，总结一些经验。给出如何选择激振方法和测量的物理量；激振点和测点的位置，数量如何设置等。     

模态分析在水轮机中的应用

大型水轮发电机组的振动及由振动产生的裂纹是普通存在的现象.通过对多台机组的现场振动测试、振动信号的处理和参数的识别,在激振、响应测量、数据采集和处理等方面,总结一些经验.给出如何选择激振方法和测量的物理量;激振点和测点的位置,数量如何设置等.     

变截面倾斜烟道导流板对AIG入口流场的影响

结合某实际电厂选择性催化还原（SCR）系统,对该系统喷氨格栅（AIG）上游变截面烟道处导流板的布置进行研究,以优化AIG入口的速度流场分布.基于fluent软件,对带有变截面烟道的AIG上游的速度流场进行数值模拟,研究变截面处导流板等角度布置方案和变角度布置方案对AIG入口流场的影响,并分析流场分布变化的原因.结果表明,在等角度布置的条件下,导流板的引流作用使Z向两壁面处的速度分布随角度变化呈现相反的趋势,并在布置角度为64°时标准偏差系数Cv值最低达到15.4%,但靠近两壁面处的速度分布仍不均匀.针对这种情况对导流板进行了变角度优化布置,结果发现,优化方案可以提高两壁面处速度分布以及AIG上游整体速度分布的均匀性Cv值从15.4%降至12.4%.     

Effects of the radial force on the static contact properties and sealing performance of a radial lip seal

The radial force is a critical factor to determine the sealing performance of radial lip seals.The effects of radial force produced by garter spring and interference on the static contact properties and sealing performance of a radial lip seal are investigated by numerical simulations and experiments.Finite-element analysis and mixed elastohydrodynamic lubrication simulation are used.Radial force,contact width,temperature in the sealing zone,the reverse pumping rate and friction torque are measured.A critical value of interference for a cost-effectively designed radial lip seal is found.Spring force is required to compensate the decrease of the radial force because of the interference and used as a possible way to obtain intelligent control of sealing performance.The quantitative results gotten in this study could provide guide for the seal design and improvement.     

双定子单作用液压马达转子径向受力特性

双定子单作用液压马达有内外马达分别单独工作、内外马达联合工作、内外马达差动工作4种工况,分析了不同工况下转子的受力状况及奇、偶叶片数对转子受力的影响,推导出了各工况下转子受力的表达式,同时根据液压马达样机参数采用MATLAB对转子受力情况进行了仿真。结果表明:转子在4种不同受力状态下所受径向力都在一定范围内做周期性的变化,与传统叶片马达相比,双定子马达转子径向受力较好,且奇数叶片时的转子受力状态更好,为双定子单作用液压马达变量机构的设计奠定了理论基础。     

径向柱塞马达柱塞腔内动态压力研究

以径向柱塞液压马达为研究对象,详细分析了柱塞腔内压力的变化过程,建立了柱塞腔内动态压力的数学模型,通过相应的仿真发现,柱塞经过下死点后,腔内压力的延迟降低到回油压力,将大大地增加马达轴上的阻力矩,当马达低速运行时,将是影响马达的低速稳定性的一个重要因素,为了提高马达的低速稳定性,就要严格控制马达的配流遮盖层。     

基于自适应模糊神经网络的水轮机特性辨识研究

利用自适应模糊神经网络(ANFIS)较强的非线性逼近能力,建立了辨识模型,对水轮机非线性特性进行了辨识.训练算法采用最小二乘和梯度下降结合的算法来训练参数,模型能很好地辨识水轮机特性,并有一定的透明性,为研究智能水轮发电机控制策略提供了有效的建模方法.