混流泵叶片边界层计算

采用正交曲线坐标系下的动量积分方程，预测混流泵转轮及导叶叶片上边界层的发展。并且分析了非设计工况时边界层的变化情况，以及转轮旋转所产生的哥氏力对边界层发展的影响。     

混流泵叶轮叶片设计方法

提出了混流泵水力设计方法，对混流泵设计具有实际指导意义。     

逆向与正向结合的导叶式混流泵叶片系统反求设计

以某型混流式核主泵的叶轮叶片和导水机构叶片为研究对象,采用在逆向设计的基础上,正向设计校核迭代的技术来探索一条不破坏产品的前提下反求导叶式混流泵的复杂叶片系统的曲面几何数据方法。在不能获取叶片系统的完整曲面数据的情况下,采用叶片数字化设计方法建立沿回转流面上叶型曲线为参数线以便于修改控制的原始叶片系统的近似三维曲面几何模型,并将该模型与其他过流部件组成泵的全流道模型,在0.2~1.2Q_d（设计流量）范围进行泵的全流道流场数值模拟,预测计算出外特性,再与原泵的试验外特性对比,以评估反求的叶片系统流道曲面的准确性。工程应用实践表明,该方法既保证了反求精度又较好地解决了泵的叶片系统反求设计问题。     

叶片进口安放角对单叶片离心泵内流场的影响

文章利用ANSYS Bladegen软件,设计了4种不同叶片进口安放角的叶轮。对采用不同叶轮的单叶片离心泵进行了全流场定常数值计算,并通过试验验证了所采用数值计算方法的可靠性。结果表明：额定转速下,流量越大,叶轮中间截面上压力分布越均匀,但叶轮入口处和蜗壳内的低速区范围越大,同时叶轮出口绝对速度的波动程度受叶片进口安放角的影响越小。同一工况下,适当增大叶片进口安放角可增加叶轮中间截面上高压区的范围,提高叶轮能量转换能力,但会降低叶片吸力面入口处的压力。所有流量工况下,叶片进口安放角太小或太大均不利于降低叶轮流出液流与蜗壳中液流发生碰撞产生的碰撞损失,同时不利于降低叶片所受载荷的波动程度。     

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...     

导流板角度对CG型混流泵影响的试验研究

为了减小蜗壳式混流泵内水流因升力作用对蜗壳的斜向冲击,设计加工了3个不同导流板角度的CG型压水室,与比转数n_s=350的混流泵叶轮组合成CG型混流泵,运用试验研究结合理论分析的方法,研究了CG型压水室导流板安放角度对水泵性能曲线的影响。结果表明:导流板角度越小时,泵内液体回流造成的水头损失越小;在低流量处,导流板安放角度越小时,水泵扬程越高;在30°、45°、60°3种导流板安放角中,30°为最优值,导流板安放角为30°时最高效率点处的效率最高。     

动叶轮叶片数对多相混输泵水力性能的影响

为了探究动叶轮叶片数对多相混输泵外特性、做功性能和水力特性的影响规律,基于欧拉非均质流模型,利用CFX软件对不同动叶轮叶片数下的多相混输泵在多种流量工况、入口含气率10%的条件下进行数值计算。研究发现:流量在90 m3/h及以下时,动叶轮叶片数对扬程和效率的变化趋势影响相对较小,而随着流量的增加,四叶片动叶轮会使混输泵扬程和效率的下降程度增大;当动叶轮叶片数为3时,多相混输泵的外特性、叶片表面静压分布、载荷分布和水力特性等均优于动叶轮叶片数为4时的性能。本文的研究结果可为多相混输泵动叶轮叶片数的选择提供参考。     

通过叶轮进口节流改善混流泵的性能

混流泵在小流量（Ｑ＜０．８５）时,叶轮前出现回流．回流的强度和范围随流量的减小而增大．在叶轮前插入孔板可改善混流泵的性能,提高水泵的效率．     

叶片破损对压气机性能的影响

为了研究叶片破损对压气机内部流场的影响机理,本文针对带有破损的跨音速压气机叶片进行气动性能变化规律和机理研究。通过NASA rotor 37实验结果验证了计算方法的准确性,利用数值仿真研究了叶片破损对压气性能的影响规律,并对2种典型工况下叶片破损前后的流场结构进行对比分析,探讨引起性能变化的具体原因。研究表明：叶片破损会导致压气机的压比降低0.663 1%、绝热效率降低0.787 7%,且压气机的稳定裕度降低更为明显。叶尖破损主要对叶顶流场结构产生影响,使叶顶区域泄漏流增强,当其与激波相互作用时,通道内产生了流动堵塞和流动损失。本文研究成果可为实际服役中的航空发动机特性评定提供理论参考。     

通过叶轮进口节流改善混流泵的性能

混流泵在小流量（Ｑ↑－〈０．８５）时,叶轮前出现回流。回流的强度和范围随流量的减小而增大。在叶轮前插入孔板可改善混流泵的性能,提高水泵的效率。     

离心泵双圆弧圆柱形叶片的几何方程

介绍了一种离心泵双圆弧圆柱形叶片的几何作图方法。推导了这两段圆弧的直角坐标方程和极坐标方程,该方程以离心泵叶片基本参数（内、外半径、叶片包角及进、出口安放角）为变量。通过计算实例验证了该方法的准确性及相关公式的正确性。探讨了两段圆弧半径、圆弧上各点安放角随作图参数α变化的规律。分析表明:在该参数取60°时,本几何作图法所得到的叶片叶轮有较高的水力效率。该方法不需要根据经验多次调节圆弧的半径,也不需要进行数值迭代计算。     

Effects of blade rotation angle deviations on mixed-flow pump hydraulic performance

By model test and numerical simulation,this paper analyzed the effects of different blades with varying rotation angle deviations on the hydraulic performance of a mixed-flow pump.It was found that when some blades had rotation angle deviations,the hydraulic performance curves of the mixed-flow pump would move.With a positive deviation,the curves moved towards the large flow rate;with a negative deviation,the curves moved towards the small flow rate.When some blades had rotation angle deviations,the symmetry and uniformity of the pressure distribution inside the mixed-flow pump flow passage both decreased;the larger the deviation,the greater the decrease.When a single blade had a large rotation angle deviation,a rather clear low pressure area was formed,lowering the cavitation performance.When two adjacent blades changed simultaneously,under the small flow rate condition,adverse pressure gradient and flow separation occurred in the flow field,and a hump appeared in the head curve and the operation stability of the mixed-flow pump dropped significantly.Near the best efficiency point(BEP),the simultaneous change of two alternate blades produced a more significant change of pressure in the flow passage,with an even larger area.Compared to the effect of two adjacent blades,two alternate blades,when changed simultaneously,made the mixed-flow pump slightly less efficient,but with a flatter efficiency curve and relatively wider high efficiency area.By fitting the test results,a functional relation among the BEP of the mixed-flow pump QBEP,the number of deviated blades N,and blade rotation angle deviationαwas established,thus realizing an effective prediction of the BEP of the mixed-flow pump when blade rotation angles have deviations.By model test and numerical simulation,this paper analyzed the effects of different blades with varying rotation angle deviations on the hydraulic performance of a mixed-flow pump.It was found that when some blades had rotation angle deviations,the hydraulic performance curves of the mixed-flow pump would move.With a positive deviation,the curves moved towards the large flow rate;with a negative deviation,the curves moved towards the small flow rate.When some blades had rotation angle deviations,the symmetry and uniformity of the pressure distribution inside the mixed-flow pump flow passage both decreased;the larger the deviation,the greater the decrease.When a single blade had a large rotation angle deviation,a rather clear low pressure area was formed,lowering the cavitation performance.When two adjacent blades changed simultaneously,under the small flow rate condition,adverse pressure gradient and flow separation occurred in the flow field,and a hump appeared in the head curve and the operation stability of the mixed-flow pump dropped significantly.Near the best efficiency point(BEP),the simultaneous change of two alternate blades produced a more significant change of pressure in the flow passage,with an even larger area.Compared to the effect of two adjacent blades,two alternate blades,when changed simultaneously,made the mixed-flow pump slightly less efficient,but with a flatter efficiency curve and relatively wider high efficiency area.By fitting the test results,a functional relation among the BEP of the mixed-flow pump QBEP,the number of deviated blades N,and blade rotation angle deviationαwas established,thus realizing an effective prediction of the BEP of the mixed-flow pump when blade rotation angles have deviations.     

水压轴向柱塞泵配流盘预升压角

为了调查流量特性,以水压轴向柱塞泵为研究对象,在考虑预升压角的作用和关键摩擦副泄漏的前提下,建立了泵实际输出流量的数学模型,对配流盘的结构参数进行了设计计算.运用PumpLinx软件对不同预升压角下泵的流场进行了数值模拟,对泵的流量特性进行了分析.研究结果表明:水压轴向柱塞泵在排水过程中,会产生流量倒灌现象,使得单个柱塞腔内的压力和流量以及泵的输出流量产生脉动.增大预升压角可以增长柱塞腔内部流体的预压缩时间,减小柱塞腔内部和泵出口的压力差,从而减少柱塞腔的流量倒灌量,降低柱塞腔内的压力和流量脉动.适当增大预升压角有利于提高泵的流量特性,预升压角取20°时,泵的流量特性最佳.但预升压角超过20°时,预升压区和预卸压区流量倒灌的叠加会导致泵出口的流量脉动增大.     

接触角螺旋升角对滚柱丝杠副传递效率的影响

建立行星滚柱丝杠副的传递效率数学模型,对行星滚柱丝杠副的正传递效率进行研究,并对传动效率影响较大的接触角和螺旋升角进行定量定性的分析,得出了螺旋升角最优值为5°,接触角45°为最佳值,为行星滚柱丝杠副的结构参数优化及产品系列化设计提供参考。     

不同分流叶片起始直径对离心泵压力脉动的影响

为分析低比转速复合叶轮分流叶片起始直径对蜗壳流道内压力脉动的影响,采用雷诺时均方法,通过标准k-ε湍流模型和滑移网格技术,对具有不同起始直径的两台离心泵进行三维非定常的数值计算.通过对蜗壳不同监测点处的压力进行时域和频域分析,得到蜗壳壁面沿周向及断面上沿径向压力脉动特性.计算结果表明:分流叶片起始直径大的离心泵蜗壳内压力脉动较大;两台离心泵内蜗壳内各监测点的压力脉动幅值波动具有明显的周期性且波动趋势基本一致;在周向监测点处,随着圆周角(逆时针方向)逐渐增大,蜗壳动静干涉效应的影响逐渐减弱,监测点处压力脉动逐渐减小;在相同断面处,位于蜗壳进口与壁面的监测点呈现较大的压力波动;两台离心泵的各监测点压力脉动的一阶主频均为叶片通过频率.     

双作用叶片泵定子曲线对泵性能的影响

依据传统的双作用叶片泵定子曲线对泵结构流量和压力的影响关系,研究了定子长短半径比如何在减少刚性冲击和柔性冲击的前提条件下实现最大的行程,从而使泵结构趋于更紧凑,同时防止出现脱空,使叶片不易折断.     

混流式喷水推进器水动力性能的数字模拟

针对混流式喷水推进器采用数值方法研究其流体动力性能并分析内部流场特性。采用全结构化网格离散计算区域,应用k-ε和k-ω相结合的SST湍流模型来封闭控制方程,采用全隐式多区域网格耦合求解。根据流场计算结果对转速-功率,转速-扬程,转速-效率特性进行了预报,并对内流场的流线和叶片表面压力分布作了详细分析。其中,预报的转速-功率特性与厂家试验结果比较,误差在2%以内。说明研究采用的模型和计算方法具有较好的可信性和较高的计算精度。     

制冷剂充注量对地源热泵性能的影响

为提高地源热泵系统的运行效率且充分利用能源,本文以实际地源热泵系统为实验台,对制冷剂R22不同充注量的热泵运行情况进行实验测试,从外部水循环侧和内部制冷剂侧对热泵运行性能同时进行测量计算,并在理论上对地源热泵系统的运行状况及其原因进行热力学分析和系统理论分析,从而确定了冷剂充注量对地源热泵系统运行性能的影响程度,最后给定了地源热泵系统的最佳制冷剂充注量,为地源热泵系统的高效运行及能源的充分利用提供了理论和应用依据.     

汽车雨刷片设计

汽车雨刮系统是整车电器系统的重要组成部分,它为驾驶员和乘客在雨雪天气行车时提供清晰的视野和能见度,一旦发生故障,极大地影响到顾客雨雪天气的驾驶,严重者甚至会影响行车的安全。雨刷片作为整个系统中最终的执行机构,重要性不言而喻。本文对雨刷片设计进行研究,为后续的产品提供一定的借鉴。     

叶片倾斜角对油气混输泵性能的影响

以自主研发的YQH-100型三级轴流式油气混输泵为研究对象,基于Mixture模型的两相流理论,改变叶片倾斜角,在含气率(GVF)分别为0、10%、30%、50%和70%情况下,通过计算流体力学的分析方法对油气混输泵内部流动进行数值模拟,研究叶轮内部气相及压力分布情况,并对其外特性曲线进行分析。研究结果显示:在纯水工况下,叶片倾斜对扬程的影响较大,原模型M4的扬程较最差方案M1(叶片倾斜-10°)高8m;方案M3(叶片倾斜-4°)的扬程较原模型低1.4m,效率较原模型高0.14个百分点;在小流量工况下,原模型的效率较高;在不同含气率工况下,方案M3(叶片倾斜-4°)的增压比原模型低14kPa,效率较原模型高0.22个百分点;叶片适当倾斜一定的角度,可有效减小气团在叶片工作面轮毂侧的聚集面积,使混输泵内部气液两相均匀混合,提高混输泵效率;轴流式油气混输泵的最佳叶片倾斜角范围为-4°~0°。本研究可为油气混输泵的设计及水力优化提供参考依据。