旋喷泵叶轮及内部流场的数值研究

对由矩形流道叶轮、复合式叶轮与大包角后弯叶轮组成的旋喷泵进行全流道数值模拟。研究发现,矩形流道叶轮的压力、速度分布都较均匀,泵的扬程、效率均能达到要求;后两种形式的叶轮的压力梯度分布不均匀,出口处压力分布不理想,速度分布也不均匀。速度分布的不均匀反映出内部流动的不平稳,有回流和大旋涡产生,效率很低。因此,旋喷泵的叶轮选择矩形流道的叶轮较好。     

具有前置诱导轮的低比转速复合叶轮的数值模拟

选用Navier-Stokes方程和Spalart-Allmaras湍流模型分析诱导轮对复合叶轮内部流动的影响,采用Numeca软件对具有前置诱导轮及无诱导轮两种工况下的低比转速复合叶轮进行了数值模拟研究。对比分析结果表明:与无诱导轮的叶轮相比,前置诱导轮复合叶轮叶片进口前端和叶片流道间回流区域减小,叶片进口处压力增加,叶轮内部液体流动更加均匀并提高了叶轮的抗汽蚀性能,有效改善了叶轮的水力性能。     

带前置导叶离心压缩机非定常流动的数值模拟

利用CFX对无导叶和前置导叶大预旋角度下离心压缩机内部流动进行了数值模拟,分析了叶轮表面的压力分布规律.前置导叶正预旋40°的非定常流动计算结果显示,导叶及叶轮表面均发生了流动分离,导致流场内产生了较大的压力波动,波动主频率为2 422 Hz,叶轮流道内旋涡的周期性发展是导致叶片表面压力波动的主要原因.     

旋喷泵的理论扬程和叶轮的优化设计

论述了旋喷泵的理论扬程是叶轮的理论扬程，其集流管的作用是使得叶轮出口液体的动能转变为压力能，根据旋喷泵扬程－流量曲线特点，提出了旋喷泵叶轮的优化设计数学模型、叶轮优化设计方法及水力参数的设计原则，依此方法，进行了实例计算。     

离心式纸浆泵内部流动的数值模拟

为研究小流量工况下离心式纸浆泵内部流动特性,采用Mixture多相流模型对某一离心式纸浆泵内部流动进行三维不可压两相湍流流动计算,并与清水工况的计算结果进行了比较。对比分析了不同流量工况及介质对泵内流体速度、压力和体积浓度分布的影响,并预测了水力性能。结果显示:纸浆泵叶轮流道内速度变化不均,存在大面积回流;相同介质时,流量越小叶轮流道内部流动越不稳定;相同工况下,清水介质下的流动较两相流时更为稳定;两相流时泵的扬程及效率整体都低于清水介质;纸浆分布局部不均,叶片表面进口处叶根和叶顶部位浓度较大,易造成局部磨损,降低叶轮寿命。     

余热排出泵小破口失水事故空化特性数值分析

为研究小破口失水事故工况下余热排出泵内部空化流动特性,基于Rayleigh-Plesset方程的混合物均相流空化模型和剪切应力运输SST湍流模型,对余热排出泵高温高压环境下叶轮内空化流动进行全流道数值计算。根据计算结果获得了余热排出泵小破口严重事故工况下扬程和效率的衰减曲线及空化发生的初始压力,捕捉到泵内空化的发生、发展过程。研究结果表明:当环境压力降低至大约1.15 MPa时,叶片吸力面进水边靠近前盖板处开始出现空泡,随着环境压力的降低,空泡分布区域及空泡体积分数不断扩大;当压力降低至1.143 MPa时,叶轮内部最大空泡体积分数达到50.17%,严重空化时,叶片工作面会有空泡聚集并造成叶轮流道严重堵塞致使泵扬程急剧下降。通过分析空化发生的状况得出空化发生的初始压力,为余热排出泵的设计提供一定的参考。     

水泵内部流动的数值模拟及叶轮的改造

采用κ-ε湍流模型,应用NUMECA软件对一离心泵内部的三维湍流流场进行了数值模拟,得到了离心泵内部流动的压力分布、速度分布及漩涡流动.并通过对其流动和水力性能情况进行分析,优化叶片对叶轮进行了改造,改善了叶轮内部流动,提高了其水泵的水力性能.改造后的泵内部流动数值模拟结果表明其流动和水力性能良好.     

蒸汽发生器致畸变入流对核主泵流动性能的影响

为了探究由蒸汽发生器（SG）引起的畸变入流对核主泵（RCP）流动性能的影响,采用计算流体力学方法,建立核主泵与下封头的联合计算模型;利用多参考坐标系模型和滑移交界面技术,开展运行工况下的全三维稳态和瞬态数值模拟;采用入流畸变度和平均偏流角公式定量表征畸变入流的流场速度分布,通过正则化螺旋度法捕捉核主泵叶轮的涡流流动特征. 研究结果表明：与均匀入流相比,畸变入流复杂化了核主泵进口流场,导致核主泵的湍动能和湍耗散增大,降低了主泵的水力效率;在泵的进口流场形成了明显的非对称分布的涡核区域,引起叶轮各流道流态产生差异,造成叶轮内部压力和速度分布不均;导致各流道流量分配不均,加剧叶轮受载波动;降低其运行的稳定性和安全性.     

多级离心泵的单级增效研究

为提高D46-50X4型多级离心泵的单级运行效率,使用CFX流体分析软件,选取k-ε湍流模型,对其内部流场进行数值模拟,得出减损其效率的主要原因,设计新的导叶及叶轮,并对离心泵原始模型与改进模型的流场进行数值模拟与分析。结果表明:离心泵的原始模型中叶轮流道进口与导叶扩散段进口均存在明显漩涡,严重降低该型泵的效率;通过减小叶轮外径和调整叶轮流道型线,改进原始模型中的圆盘摩擦损失及叶轮流道内漩涡堵塞;标准工况下,与原始模型相比,改进模型单级扬程提高4.4 m,单级效率提高6.4%,达到了国家标准。     

导流器对潜水泵性能影响的数值模拟研究

采用同一叶轮配两种导流器的方法研究潜水泵的性能,选用RNG k-ε湍流模型,利用FLUENT计算软件对潜水泵进行了全流道内部流场数值模拟.通过对导流器叶片工作面绝对速度矢量图和压力云图的分析,发现采用增大导流器长度、加大导叶片进口冲角和壁角等措施,可减少导流器内部流动能量损失、提高泵效率的措施.数值模拟结果与实测结果比较表明,用数值模拟方法预测潜水泵性能是可行的.     

涡轮增压器轮动平衡与轴承设计

汽车涡轮增压器的使用寿命的提高,是生产制造和使用者最关心的问题,其叶轮动平衡的精度和支承结构是影响使用寿命的重要因素。作者分析了叶轮动平衡的影响因素,提高了叶轮动平衡的方法,并对叶轮支承结构和轴承提出了设计改进方案。     

轴流泵内部三维湍流场数值模拟

设计了一900型号的轴流泵,进行了轴流泵全流道的三维造型和数值模拟,数值模拟采用基于雷诺平均Navier-Stokes方程和标准模型,采用了SIMPLEC算法．通过数值模拟得出了叶片表面速度和压力分布规律．通过分析结果表明：叶片表面的相对速度沿径向逐渐增大,其分布规律符合圆柱层无关性假设;叶片发生汽蚀的危险区域位于叶片外缘进口边到出口边约1／4处;叶轮出口处流场呈螺旋形向外运动趋势．     

旋转对称结构振动特性计算的新方法

在工程实际中,燃气轮机、汽轮机的叶轮在结构上呈现周期旋转对称性。在对此类结构采用有限元法进行振动特性分析时,由于叶片与轮盘的几何形状复杂,叶片数目又多,满意的有限元模型计算规模非常大。根据叶轮结构的旋转对称特性,引入映射理论和傅里叶级数展开理论,把有限元分析模型的区域局限一个基本重复扇区之内,使求解规模大大降低,有效地提高计算效率、节约机时。文中给出了2个算例,计算结构表明该方法是行之有效的,对叶片数目较多,结构比较复杂的叶轮结构特别适用。     

高职水泵与水泵站课程教学改革探讨

根据水泵与水泵站课程目前尚无现成的高等职业技术类教材、亦无成熟可循的高等职业技术教育类教学方法的现状，从课程的应用性、专业性强，涉及知识面广等特点出发，从教材建设、实训教学、考试考核制度、教师知识结构等方面的改革，寻求高职水泵与水泵站课程的教学模式。     

《泵与泵站》课程改革初探

《泵与泵站》是给水排水科学与工程专业的一门重要的专业基础课,在专业课程中处于核心地位。本文从理论课教学出发,结合课程设计以及实验教学方面的内容,改进教学方法、加强课程设计环节、提升教师实验操作水平等方面,提出了《泵与泵站》课程教学改革的几点措施,为该课程改革提供了一些新的思路,指出了现代工程师应具备的泵与泵站的理论和实践知识。     

变频技术在电厂泵与风机系统中应用的节能分析

根据泵／风机在不同工况下运行的性能与特点，分析变流量运行时，泵／风机流量、扬程(压头)、功率与转速间的关系，提出了变流量运行时，泵／风机采用变频技术的节能原理及经济效益．以某电厂鼓风机系统为例，分析比较了电厂鼓风机采用变频调节时的特性、耗能情况及其经济性．     

金口泵站引水渠道流态整治研究

通过对湖北金口泵站侧向引水渠道现在的水流流态进行研究 ,找出了其对泵站机组产生不利影响的原因 ,并通过数值模拟 ,提出了有关工程措施 ,使泵站口门处的水流流态得到改善 ,同时也为其他侧向引水渠道泵站口门处流动状态紊乱亟待改善的工程提供了一个具有参考价值的实例 ,并且对今后设计侧向引水渠道及泵站口门前的导墙具有一定的参考价值     

相似理论在射流泵中的应用

本文首先用数学方程分析法研究了以液体为工作介质的射流泵相似理论,接着再用因次分析法加以研究验证,最后筛选确定出射流泵在不同密度液体和同一密度液体运行工况下的相似准则。结果表明:数学方程分析法和因次分析法所推导出来的相似准则结果一致。并以此为基础推导研究了射流泵在不完全相似时的相似准则。     

泵站水锤阀调节防护试验研究

本文结合石台寺泵站的工程实际,进行了事故停泵水锤的阀调节防护措施的模型试验研究,分析了水泵出口阀的关闭特性对水锤的影响和两阶段关闭阀调节的水锤防护特性,提出了确定最优关阀程序的方法。     

一种简化的模型参考自适应算法的应用

本文研究了一种简化的模型参考自适应算法及其在泵控马达电液伺服系统中的应用．对算法的标量及矢量两种形式进行了计算机仿真研究．对此系统的实验表明，在负载变化的情况下，该简化算法（ＳＭＲＡＣ）的性能明显优于其他一些ＭＲＡＣ算法，更具有实用性．