ACP1000核电常规岛主给水泵内部流动数值模拟与优化

以第三代核电ACP1000常规岛主给水泵为研究对象,建立双吸叶轮流场三维模型,基于CFD方法,采用标准k-ε湍流模型和可升级壁面函数法对其进行三维定常湍流计算。以叶轮前盖板流线为优化参数,基于Bezier函数型流线设计方法对叶轮前盖板提出了优化设计方案。通过比较叶轮内流场增压特性以及水力性能曲线,结果表明,优化后的方案具有高扬程高效率的特点,设计参数满足ACP1000核电机组常规岛主给水泵性能要求。     

上海电力修造总厂有限公司发展动态

<正>近日,国家能源局、中国通用工业机械协会组织的上海电力修造总厂有限公司CAP1400/ACP1000核电常规岛主给水泵组样机鉴定会在上海召开。鉴定委员会专家对上海电力修造总厂研制的CAP1400/ACP1000核电常规岛主给水泵组给出一致通过的书面鉴定意见。意见认为该常规岛主给水泵组各项技术性能指标满足产品规范书和相关标准要求,实现     

百万千瓦级核电常规岛主给水泵叶轮强度分析

以百万千瓦级核电常规岛主给水泵为研究对象,采用ANSYS12.0软件对主给水泵叶轮强度进行分析和评定,将流体作用于叶片表面的力作为叶片表面载荷,通过对叶片强度分析与键槽根部处强度分析,结果表明:按照ASME II NB卷中有关核I级部件的标准核电常规岛主给水泵叶轮设计满足安全性要求。     

考虑叶轮与蜗壳间隙的风机多因素正交优化设计

为了探究叶轮与蜗壳的上盖板间隙、下盖板间隙改变对风机性能的影响,分析风机性能改善的内部流场机理,获得静压效率更高的风机,将正交试验设计方法、CFD技术和试验验证等相结合,发展了一种基于正交试验设计方法和CFD技术的离心风机优化方法,并将该方法应用于某工业离心风机的优化设计;将叶轮与蜗壳的上盖板间隙、下盖板间隙和叶片前安装角作为3个独立因素,以静压效率为优化目标,基于该优化方法,对原风机进行多因素多水平的正交试验优化设计。结果表明,优化后风机的静压效率为77.29%,对比原风机静压效率提高了2.54%;叶轮与蜗壳上间隙对风机静压效率影响较大,优化后风机的湍流强度明显降低,二次流损失减小,风机气动性提高。     

国外泵厂核电站常规岛主给水泵水力设计理念上的差异

从核电站常规岛主给水泵组性能比较表着手,通过对主给水泵叶轮出口边流速、泵的比转速和吸入比转速进行比较,最终得出国外泵公司在核电站主给水泵设计理念上的几点差异。     

核电站常规岛给水泵液力耦合器转速控制系统自主化控制方案的研究

核电站常规岛主给水泵是核电站主给水系统的重要设备,其关键设备液力耦合器为高转速、大功率设备.目前,国内在建及在役核电站常规岛主给水泵组耦合器厂商无成熟技术,长期依赖进口.其控制系统跟随设备同步供应,价格昂贵,维护费用高.通过研究,掌握常规岛主给水泵组液力耦合器仪控系统的控制方案,实现大型核电主给水泵组液力耦合器仪控系统...     

阴离子交换器给水泵叶轮的设计与仿真分析

针对传统阴离子交换器给水泵叶轮在结构和工作效率方面的不足,以提高机械效率为目标,采用速度系数法对叶轮的结构尺寸进行了设计计算,在此基础上,建立了叶轮流道的三维模型,并利用CFD技术和FLUENT软件对阴离子交换器给水泵内部流场进行可压缩非稳态流动的数值模拟,运用GAMBIT前处理软件对叶轮的三维流道模型进行了网格划分,设置好边界条件和控制方程后,进行仿真实验,得到叶轮在接近正常工作模式下的叶片的压力分布图,流道的压力分布图和速度分布图,分析发现较传统的结构,叶轮性能有了明显提高,最后将优化前后两种工作模式下的效率进行了比较,从理论上验证了优化设计方案的正确性和优越性。     

大功率机车用轴流冷却风机叶轮气动性能优化

本文基于人工神经网络代理模型对某大功率机车用轴流冷却风机叶轮进行优化设计。采用S-A湍流模型和求解三维雷诺平均N-S方程分析叶轮内部流动,以叶片中弧线进口角、出口角和叶片的安装角为设计变量,优化目标函数选择效率和静压升。设计点采用随机离散层取样方式,在几何参数的设计范围内生成样本并进行三维流动分析,以得到目标函数的模拟值;取不同自由参数可变范围,多次优化。优化设计结果与原始模型相比提高效率1.5%,静压升提高87Pa,其非设计点性能也均有所提高,满足设计需要。     

电动燃油泵流道数值仿真及结构改进研究

针对电动燃油泵流道内液体流动规律复杂,工作效率需要改善的问题,运用Fluent软件对燃油泵内部流场进行仿真分析。基于雷诺时均N-S方程和标准K-∑湍流模型以及标准壁面函数法,采用三维非结构四面体网格划分方法,对包括不同叶片数、不同叶片夹角和不同叶轮厚度的燃油泵结构模型进行了数值模拟,得到了燃油泵内部流场压力云图和流线图。以燃油泵叶轮结构参数为变量,出口流量为目标函数,通过对仿真结果进行了数值拟合,得到了叶轮叶片数,叶片夹角,叶轮厚度和出口流量的一般规律。并通过燃油泵台架实验,对优选的燃油泵性能进行了验证。研究结果表明,实验数据与仿真结果基本吻合,且改进后的燃油泵流量提高了2.5%左右,其工作性能得到改善。     

离心泵叶轮轴面流线分点方法的研究

分析了近年来关于离心泵叶轮轴面流线分点的研究成果及存在的问题,提出了叶轮任意形状轴面流载线高斯分点法,对直线,圆弧流线的分点方法作了进一步地分析了探讨,列举了６５ＤＬ泵叶轮前盖板轴面流线分点计算情况。     

叶片泵叶轮流场仿真与参数优化分析

基于环形叶栅理论将二维叶片叶型转化为三维叶片,建立了叶轮叶片的三维模型。根据流体流动规律列出了叶轮连续方程、动量方程,使用FLUENT软件对方程进行了计算分析,数值模拟了叶轮三维湍流流场,获得了叶片表面压力云图、速度矢量图、叶片进出口边附近压力分布图和叶片安放角压力变化曲线。通过图形分析知,空蚀最严重位置出现在叶轮轮毂背面出口边附近。以效率最大、空化空蚀量最小建立目标函数,在MATLAB中进行计算求解,优化了叶轮进出口直径、进出口安放角。利用这种方法能够达到提高叶片泵的效率、降低叶片空蚀影响的目的。     

基于湍流数值模拟的双吸离心泵性能预测

为提高双吸泵的性能,基于RNG k-ε湍流模型和壁面函数法,采用ANSYS CFX软件对某双吸离心泵进行了流场为三维不可压缩湍流流场的数值模拟。得到了泵内压力、速度分布图和全流道流线分布图,计算了双吸泵性能,并将性能预测的计算值与试验值进行了对比。结果表明,利用计算流体动力学进行三维湍流数值模拟可以反映双吸泵内部真实流动,扬程、效率的变化趋势符合双吸泵工作特性的一般规律,模拟结果与试验结果一致。     

冲压焊接多级离心泵叶轮内部流场的计算机辅助分析

基于时均N-S方程、标准κ-ε湍流模型和壁面函数法,在旋转坐标系中利用SIMPLE算法,对圆柱型、机翼型和堵塞流道型三种类型叶片的冲压焊接多级离心泵叶轮内部三维湍流流动进行数值计算与分析.研究冲压焊接多级离心泵叶轮叶型对流速分布、压力分布和泵性能的影响规律,揭示离心泵叶轮通道内部流动的主要特征.利用计算流体动力学(CFD)商用软件ANSYS CFX的数值计算结果,得到了三种类型叶片的叶轮在设计工况下的效率,并与相关的试验数据进行了比较.预测结果与相关的试验数据相吻合,验证了利用ANSYS CFX对冲压焊接多级离心泵叶轮内部流场进行数值模拟的可行性和有效性,减少了对试验数据和设计经验的依赖,为冲压焊接多级离心泵叶轮方案的优化和选择提供参考.     

基于Bezier曲线叶轮轴面流道造型研究

针对现有的轴面流道设计方法的缺陷,用六点五次Bezier曲线构造叶轮前后盖板流线,根据Bezjer曲线的性质,合理给定盖板流线控制点来控制盖板流线的形状,导出了内切圆切点、半径,圆心坐标和过流断面面积的计算公式。实例验证表明,文中方法便于实现对叶轮轴面流道形状进行调控和修改,并具有较高的计算精度和一定的实用价值。     

核电常规岛主给水泵抗震分析

以核电常规岛主给水泵为研究对象,采用ANSYS12.0软件中的"模态分析"模块对主给水泵整机进行在SSE(安全停堆地震)、OBE(运行基准地震)两类地震工况下的抗震分析。并将静强度分析结果与抗震分析结果进行叠加,对承压部件或非承压部件等进行抗震安全评定。结果表明核电常规岛主给水泵抗震符合各个工况下安全要求。     

带分流叶片低比转速无过载离心泵优化设计

针对TS65-40-250离心泵易过载和出现驼峰等问题,采用无过载设计法并添置分流叶片,重新选取叶轮设计参数,设计3种优化方案。采用Pro/E和ICEM分别对3种方案进行三维造型和结构化网格划分,网格总数为150万。利用商业软件CFX12.1对优化方案进行数值模拟,边界条件设定为速度进口、压力出口和无滑移壁面。采用标准k-ε模型,预测了3种方案下的外特性,分析了不同设计方案下叶轮内的压力、流线、湍动能、速度分布。通过数值模拟,得出叶轮1的水力性能和内部流动状态均较好。利用快速成型法加工叶轮1并进行试验。试验结果表明,叶轮1扬程最高高出设计参数的15%,试验效率高于国家标准2%～6%,而且有很好的无过载性能。模拟结果和实验结果表明,采用无过载设计并添置分流叶片优化方法是可行的,这种设计方法可以为低比转速无过载离心泵优化设计提供参考。     

基于ANSYS CFX的超超临界锅炉给水泵三维流场仿真

建立了一台火电机组超超临界锅炉给水泵的整机全流场模型,应用ANSYS CFX软件对其进行三维定常湍流计算,获得了给水泵关键零部件内流场的压力、速度分布情况。根据流场结果对叶轮、导叶的细节流动现象进行深入解析,确定了给水泵水力设计的合理性,并通过相关计算预测了水泵的流量-扬程、流量-效率曲线。经过与实测试验数据对比表明,仿真模拟结果趋势完全正确,且吻合程度良好,说明CFD技术能有效应用于电站锅炉给水泵的工程设计及优化,并为后续工作提供定性指导。     

叶片进口冲角对离心泵空化特性的影响

基于ANSYS CFX软件应用标准k-ε湍流模型、均质多相模型和Rayleigh-Plesset方程对一比转数为89的模型泵在冲角变化时泵内的空化流场进行数值模拟.根据计算结果预测了模型泵无空化时的能量特性和空化时的空化性能,并分析了空化状态下叶轮中间流面上的空泡体积分布和叶片中间流线的载荷特性.研究表明,模型泵叶轮叶片冲角变化时,对设计点的扬程和效率影响不大,对于空化性能则存在一个最优值,不是冲角越大越好.     

高温气冷堆（HTR-10）用多级给水泵的三维造型与CFD分析

本文应用三维实体造型软件对10MW高温气冷核反应堆(HTR-l0)中13级给水泵的全部过水流道进行了实体化造型，在此基础上进行了CFD(计算流体动力学)分析。数值模拟基于N-S方程、RNGκ-ε湍流模型和SIMPLEC算法．对给水泵全流道进行了三维紊流场计算．得出该泵全流道三维可视化流场特征和可以预测泵外特性的进出口截面总压分布云图。数值计算的结果为反应堆二次侧给水泵运行参数变化提供了预测与分析手段。实体造型和CFD分析可为研发新产品、提升产品制造理念、优化产品设计、提高新产品开发的成功率提供经济快捷而可靠的手段。     

斜轴伸泵装置水动力数值计算与模型试验

为研究斜轴伸泵装置的水动力特性,基于ANSYS CFX软件采用RNG k-ε湍流模型和可伸缩壁面函数对泵装置进行三维粘性湍流定常数值计算,计算区域包括叶轮、导叶和进、出水流道,共计算包括设计工况在内的9个工况点。计算结果揭示出该泵装置的内部流动特性,分析在叶轮旋转条件下斜15°进水流道出口断面的水力性能及其对叶轮进口断面相对高度位置的影响和叶轮受水流作用力的分布规律,并探讨水力矩的变化规律及翼型附近的相对流速分布,给出参考的叶轮名义安装高度取值范围(0.7～0.9)D。通过数值计算预测了模型泵装置的水力性能并与物理模型试验结果进行对比,预测的效率值和试验值最大绝对误差为5.01%,最优工况与设计工况时扬程的相对误差、效率的绝对误差均在3.5%以内。