干式多流束水表各流量点叶轮状态的定量分析

随着水表行业内技术革新的不断推进，水表生产厂商对水表的各项技术指标要求也越来越高：对水表的精度要求更高，能够更精准地测量水的流量，减少水表读数误差，提高计费的准确性；对水表的使用可靠性和质量要求更高，使水表使用寿命更长，降低水表维护和更换的成本。而水表在实流状态下，其叶轮旋转过程中在轴向方向上的悬浮状态对水表精度和寿命影响起到关键作用，因此需要通过一定的方法对干式多流束水表在不同流量点下的叶轮浮动状态进行试验，以期获得定量分析所需要的数据，为水表设计提供一些有价值的参考。     

水锤对多流束旋翼式水表测量误差的影响分析

在多流束旋翼式水表测量误差过程中，管道内部产生的水锤压力会损害水表，进而影响测量误差。通过理论分析建立串联多流束旋翼式水表的水锤模型，采用特征线法(MoC)在Matlab平台上进行仿真试验研究，得到串联水表的水锤压力水头曲线。结合实际车间生产中的水锤试验，分析水锤对多流束旋翼式水表测量误差的影响。结果表明，水锤对多流束旋翼式水表低区流量测量误差影响较大，对高区流量测量误差影响相对较小。研究结果对多流束旋翼式水表的生产、测试以及提高水表的合格率具有重要参考意义。     

干式单流束水表流量性能误差原因分析

随着水表的国际新标准全面推行,客户对水表的各项技术指标要求也越来越高。而主要以出口为主的单流束水表由于其结构相对简单,成本相对较低,国际上对单流表的需求总量一直保持平稳增长,但其稳定性相对其他产品稍有欠缺,还有较大一部分单流束水表的计量精度不能达到R160或更高。因此要提高单流束水表的稳定性与计量精度来提升产品的市场竞争力,对单流束水表流量性能误差产生的原因进行深入地了解与分析就非常有必要。主要介绍计数器为齿轮传动及字轮显示的干式单流束水表的结构,对水表内、外部原因引起的流量性能误差进行了深入地探讨,希望能给行业内企业提供一些有价值的参考。     

温度对水表小流量测量误差的影响

随着水表新标准的实施,Q3/Q1的值有不断提升的趋势,特别是Q1和Q2也变得越来越小,因此需要通过优化设计来不断提高水表性能。根据实验分析,水温是影响水表性能的关键因素之一,特别是小流量时,对流量测量误差影响较大。文中通过优化水表参数的设计,降低水表的传动阻力,增加叶轮动力,能够提高水表叶轮运动的灵敏度,进而减少水的温度对小流量误差的影响,能够生产高精度水表。     

螺翼式水表叶轮对水表性能的分析和讨论

通过螺翼型叶片在流场中的工作原理、流体沿轴线方向冲击时的受力情况,分析和讨论了叶轮各参数对水表性能指标值的影响,并结合在实际工作中所积累的经验,对具体的一些参数给出了参考值。对水表制造单位和个人在研发螺翼式水表时,对螺翼型叶轮结构的设计,及在改善螺翼式水表的流量测量特性方面有一定的参考价值。     

进口导叶对斜流式叶轮级性能调节的数值研究

针对两种不同翼型的进口导叶,数值研究了导叶在不同开度下对超大流量系数斜流级内部气体流动的影响和调节特性,并预测了进口导叶与斜流叶轮耦合在不同导叶开度下的性能曲线。结果表明,进口导叶能有效扩大调节范围,使斜流压缩机能在更宽的工况范围内运行。导叶开度和翼型对斜流叶轮的气动性能产生影响,开度增大导致气体流动的不均匀性变大,而当开度增大到一定程度时,进口导叶的调节能力变差,对斜流叶轮气动性能产生负面影响。     

油田用离心泵汽蚀性能的数值分析与试验

为了准确预测油田用离心泵的汽蚀性能,本文使用计算流体力学软件Fluent中的Mixture多相流模型与汽蚀模型相结合对离心泵内的汽蚀现象进行数值模拟,并通过油田用离心泵汽蚀性能试验对数值计算结果进行验证。在验证模拟结果可行的基础上,对离心泵结构及工作参数对其汽蚀性能的影响进行了数值分析,结果表明:叶轮采用6叶片较4和8叶片汽蚀性能更优;叶轮转速越小,离心泵抗汽蚀性能越好;离心泵进口流量越大,抗汽蚀性能越差。     

离心泵叶轮流固耦合分析

基于流固耦合原理对离心泵叶轮进行结构分析,采用多物理场协同仿真平台ANSYS Workbench,基于单向流固耦合技术对离心泵叶轮结构进行了仿真计算,获得了离心泵叶轮在不同工况下的等效应力及变形情况,分析了叶轮最大等效应力和最大总变形随流量的变化情况。结果表明,各工况下叶轮应力分布不均且存在局部应力集中;叶轮变形的总位移随半径的增大不断变大,并在叶轮边缘达到最大值。叶轮最大等效应力随流量的增加不断减小,在0.4倍设计流量工况下最大为10.581MPa;叶轮最大总变形随流量的增加先减小后增大,在设计流量工况下最小为0.0028669mm。计算结果对离心泵叶轮的结构优化设计提供了数值依据。     

不同宽度无叶扩压器与半开式离心叶轮匹配特性数值模拟

考虑到扩压器与叶轮的匹配特性,本文对不同宽度扩压器的半开式离心叶轮流道的性能与流动结构进行了分析。通过数值建模与全工况的性能计算,对比了数值计算性能与实验性能,验证了数值方法的可靠性。在此基础上,调整扩压器宽度,发现适当减小扩压器宽度可以使叶轮出口流动趋向均匀,进而抑制扩压器盖侧回流,改善整个流道的性能;尤其是在小流量工况下,可以有效提高离心叶轮流道的效率和压比。同时发现,不同宽度扩压器对叶轮叶顶泄漏流有一定的影响,进而影响叶轮的性能。     

不同叶轮形式对汽车冷却水泵性能的影响

汽车发动机处于工作状态中,产生的大量热量对关联零部件的结构、功能会产生显著的影响。不做好冷却防护,会缩短汽车零部件的使用寿命。因此设计有发动机冷却水泵,属于离心泵,主要负责输送冷却液。使冷却液以高速度在冷却水道中循环流动,及时排除过量的热量,控制汽车发动机工作温度,保证发动机处于稳定的运转工作状态。下文以某型汽车水泵为研究对象,选用开式和闭式的叶轮,对比使用性能。依靠Fluent软件提供模拟技术支持,构建了叶轮内部流动的立体化的模型。在全流场三维数值模拟基础上,验证了闭式叶轮的工作性能,模拟结果可靠性高、真实有效。结果表明汽车冷却水泵的性能,同使用的叶轮形式有着密切的关联,闭式叶轮工作效率更高,有助于提升冷却水泵性能。     

自循环机匣对高速离心叶轮性能及稳定性影响的研究

本文以某高速离心压气机为研究对象,通过数值模拟的方法,研究了叶轮失稳流场和两种自循环机匣对其性能的影响,以期揭示自循环机匣影响叶轮性能和内部流场的内在机理。研究首先模拟叶轮在实壁机匣下的情景,发现小流量工况下的叶片表面二次流强度明显增大,在叶轮前缘和叶顶泄漏流大量掺混,以至于在分流叶片通道进口出现了大范围堵塞,形成大范围"尾迹区",引起叶片失速。针对上述现象,研究模拟叶轮在两种不同后槽位置的自循环机匣下的情景。采用自循环机匣结构后,最高能使失速裕度提升6%,设计点效率下降0.5%。在小流量工况下,气流主要由主叶片压力面附近流入机匣结构中。有效降低了叶顶泄漏流强度和压力面叶顶通道涡强度,同时还增加叶轮进口的流量,减小叶轮进口的气流攻角,降低了流动损失。     

高速部分流泵采用复合叶轮对性能的影响

利用FLUENT 6.3.21软件,选取RNG k-ε湍流模型,对采用同一蜗壳配2种不同结构叶轮的高速部分流泵(切线泵)的内部流场进行了数值模拟分析和性能预测。通过分析比较,提出采用复合叶轮能有效地降低高速部分流泵性能曲线的陡降度,使泵的流量-扬程曲线变得更加平坦,并能提高泵的效率。     

整体叶轮五轴数控加工工艺技术分析

整体叶轮广泛应用在水利水电、汽车、飞机以及船等行业。作为关键零部件,它对所涉及的产品性能影响较大。根据整体叶轮的结构特点,通过分析叶轮的加工工艺,从而解决叶轮加工难点,保证了叶轮的加工精度和表面光洁度,使叶轮达到了预期的加工效果。     

螺旋离心泵不同工况下流固耦合受力分析

螺旋离心泵叶轮结构不对称性，在运行过程中所受一定的轴向力和径向力，对运行效率具有较大影响。对螺旋离心泵进行了全流道固液两相流计算，对叶轮表面压力分布、叶轮表面应力分布进行了分析，得出随着工况不断向大流量方向偏移，叶轮表面的压强逐渐增大，但叶片工作面和背面之间的压差却越来越小。流量和扬程呈负相关的关系，即流量越大，扬程越低。螺旋离心泵在运行过程中存在极大的轴向力，还受到一定的径向力。轴向力随着流量的增大而增大，扬程的增大而减小。螺旋离心泵在设计工况下运行最为稳定，越是偏离设计工况，内部流动情况越为紊乱，螺旋离心泵运行越不稳定，叶轮表面应力分布同样呈现出与流量负相关，即流量增大，叶片的应力和应变变小，在进行叶轮设计时，应在小流量工况下进行强度校核。     

小流量离心压缩机级内流动的数值研究

用CFD手段对某小流量离心压缩机级流量系数进行了数值模拟,得出了叶轮内部流动的细节,考察了叶轮内部二次流沿流向的发展.并分析了叶轮内部流场特征的形成原因.结果表明:该压缩机叶轮的二次流沿流道发展是减弱的,并且对叶轮出口通流速度和出口气流角影响很大.     

双流束旋翼式户用热量表的性能研究

本文用理论分析、数值模拟计算和实验研究的方法研究了双流束旋翼式热量表基表的性能；计算采用标准K-ε模型，通过计算，模拟显示了基表内部的三维速度场及压强场；比较了在基表的叶轮室底座上添加分流片前后的流场差异；根据力矩平衡原理求出了叶轮在不同流量下的转速，并得到了基表的流量与叶轮转速以及基表前后压损的关系。实验结果验证了数值计算的可靠性，对相关研究有较好的指导和借鉴作用。     

叶片前缘载荷分布对大流量系数离心压缩机叶轮性能的影响

本文主要针对大流量系数模型级的叶轮叶片载荷分布进行研究,通过改变叶片前缘载荷(叶片0~20%无量纲中弧线长)分布来设计不同形式叶轮,并进行了数值模拟分析,通过对流场的分析和性能曲线的对比,研究叶片前缘载荷对叶轮性能的影响,研究发现不同的载荷分布形式使得压缩机的性能曲线也有不同程度的左右偏移,叶轮内部流场也有较大差别,分析结果可为大流量系数模型级叶轮结构的优化设计与性能提高提供理论依据,同时为大流量系数压缩机的开发提供参考。     

带加强盘的交错叶片型风机结构及流动特性

为提高大流量离心风机的气动性能,运用计算流体动力学研究了加强盘位置及叶轮型式对叶轮结构强度、风机性能及压力脉动的影响。结果表明：加强盘居中时风机设计点效率与原型机相比提升3.9%,叶轮最大总变形量减小56.5%,蜗壳流域压力脉动降低5.4%;表面加强盘居中有利于增强叶轮结构强度,提升风机气动性能并降低蜗壳流域压力脉动;采用交错叶片能降低70%以上蜗壳流域压力脉动,有利于风机离散噪声控制;受高低能流体掺混产生的湍动能耗散影响,交错叶片型风机气动损失增加,且叶道内压力脉动幅值增大。加强盘居中和采用交错叶片是提高大流量离心风机气动性能和降低离散噪声的有效方法,但需注意其对气动损失的影响。研究结果可为大流量风机加强盘设计提供理论依据。     

叶栅稠度对多翼离心风机性能影响的研究

用数值模拟方法对风机的性能参数和三维流场结构变化进行分析,研究叶栅稠度对小型多翼离心风机性能的影响。数值模拟结果表明:多翼离心风机的流量、全压、全压效率都随叶栅稠度增大先增大后减小,存在最佳稠度使风机的性能最优;叶栅稠度小时,叶片的负荷大,叶轮容易产生大尺度流动分离,尤其是在径向速度较小的叶顶附近,严重时可能造成风机失速,流动损失增大,风机性能下降;叶栅稠度大时,叶片表面积大,附面层摩擦损失大,风机效率低,同时叶片数多使叶轮通流面积减小,流动阻塞,风机流量降低。     

变流量工况下小型离心压气机多目标优化设计

为提高离心压气机变流量工况下的性能,基于三维流场分析研究了离心压气机叶片几何参数对其变工况气动性能的影响规律;基于相关性分析建立了降阶的优化设 计变量空间,采用拉丁超立方试验设计、Kriging模型和NSGA-Ⅱ算法进行了离心压气机叶轮变流量工况多目标优化。优化后,叶轮设计流量的压比提高6.43%,效率提高3.99%;小流量时压比提高5.62%,效率提高3.52%;内部流动损失减少,喘振流量减小2.7%,阻塞流量增加6.85%,稳定工作范围得到扩宽。