离心压缩机三元叶轮形状优化设计

在三维参数化建模的基础上,对某离心三元叶轮进口叶片的前缘进行了形状优化设计,在叶轮质量和变形满足要求的条件下,得到了叶轮进口叶片前缘的最优结构尺寸参数.降低了叶轮最大应力并改善了应力分布状态,为离心压缩机三元叶轮设计提供了重要的依据.     

离心泵内载荷及相对速度分布对汽蚀的影响

本文通过将叶片进口边向吸入方向适当延伸,对3 B-33离心泵进行了准三元改型设计,并通过实验以及对叶轮内流场的研究,分析了在不影响效率的条件下载荷分布和相对速度分布对泵抗汽蚀性能的影响。     

论叶轮设计对离心水泵性能的影响

叶轮的功用是将水泵的机械能传递给液体,使液体的压力能和动能均有所提高,叶轮一般由盖板、叶片、轮毂所组成。水泵性能的高低好坏大部分取决于叶轮的设计,包括叶轮直径大小的计算,叶轮进口的设计、叶片进口的设计、叶片的数量,叶轮的成型、叶轮进口及出水口的角度、叶轮流道宽度等。     

核主泵高温工况下叶轮结构力学分析

为了验证主泵叶轮在设计工况下的完整性,通过三维软件Pro/E对主泵叶轮进行三维造型,应用计算流体力学软件ANSYS—CFX和Workbench对主泵叶轮进行耦合计算,分析了在轴向力载荷、转矩载荷、离心力载荷、混合载荷以及125%1临ti界同步转速与1.252倍转矩M。载荷工况下叶轮的最大应力强度分布。分析了叶轮应力、应变的分布规律,揭示出转子部件由于变形过大以及强度不足而引发失效事故。计算结果表明,在反应堆一回路额定工况下,在轴向力+离心力载荷工况下,叶轮产生最大应力变形,叶轮叶片最大变形发生在叶片出口尖部,变形量约0.58 nll/l;最大应力位于叶轮体及叶轮外径之间的过渡区,叶片出口区域最大应力值为112.4 MPa。     

叶片载荷分布对小流量离心叶轮性能影响研究

应用五次Bezier多项式来控制环量沿离心叶轮叶片的子午流线的分布方法,分别设计了将载荷集中于叶片前部、中部及尾部三种载荷分布方式的叶轮,并应用三维数值模拟研究了不同载荷分布方式对小流量系数离心叶轮性能的影响。研究结果表明:叶片载荷集中在前部的叶轮性能优于集中在中部及尾部的叶轮,其内部流动损失最小;当将载荷集中在前部时,叶轮效率曲线朝大流量区域移动,将载荷集中在叶片尾部时,叶轮效率曲线会朝小流量区域移动,且载荷集中在叶片前部的叶轮压比高于载荷集中在叶片中部及尾部的叶轮。载荷集中在叶片前部的叶轮熵增最低,其叶轮出口速度比载荷集中于叶片尾部和载荷集中于叶片中部的叶轮出口速度分布更均匀,流动损失更小。     

离心式制冷压缩机三元叶轮进口流场的研究

前言在三元叶轮的设计中,进口流场确定的正确与否是一个极为重要的问题,它直接影响到整个机组的制冷量和效率,虽然国内很多单位对三元流动理论进行了大量的研究工作,在理论上、计算方法上都取得了很大成绩,但是大多数工作都是在理想模型的基础上进行的,与实际情况仍存在一定的差别,特别是强后弯的离心式三元叶轮,由于叶片进口部分位于叶轮的喉部(见图1),该处正处于速度发生变化的区域,流动情况比较复杂,差别也就更大,这导致目前在     

离心叶轮叶片载荷分布优化设计

以某离心风机为研究对象,基于三元反问题设计方法,将离心叶轮的轮盘、轮盖侧叶片载荷分布及叶片尾缘倾斜作为设计参数,利用响应面法与多目标遗传算法组合优化的方法进行优化设计,将翼型叶片优化为三元单板型叶片。数值模拟结果表明:优化叶轮相较于原始叶轮在设计工况下的全压效率提高了1.3%,在全工况范围内,叶片出口非工作面靠近轮盖侧的流动分离现象也得到了明显的改善,全压效率均有明显提高。     

离心油泵三元节能叶轮设计

介绍了基于S2m流面（涡面）的离心油泵叶片准三元反问题设计方法的流动控制方程、设计方法与过程。以正问题方式计算了LDV（激光多普勒测速计）测量过的离心泵叶轮内部流动，比较发现该方法的计算精度为15％。以IS80－65－160叶轮为对象说明了本文反问题算法是收敛的，并且收敛速度较快。对65Y60型离心油泵叶轮进行了重新设计，试验结果表明，新设计的三元叶轮效率比原型一元设计叶轮提高效率2％－4％。准三元叶片设计理论与方法可以用于离心清水泵和离心油泵叶片设计。     

混流泵叶轮三元可控速度矩的设计

介绍了一种混流泵叶轮叶片的设计方法——准三元设计法.该方法是以速度矩Vur为控制变量,通过正反问题迭代计算,从而构制出叶片,力求使叶轮叶片形状与叶轮内实际流态相吻合,从而得到性能优异的混流泵.     

叶片厚度对混流式核主泵叶轮能量性能影响研究

基于三维不可压缩流体N-S方程和RNGκ-ε湍流模型,对混流式核主泵叶轮水力模型的能量性能进行了数值预测,研究了不同叶片厚度及其分布规律对混流叶轮模型水力性能的影响。通过分析叶轮叶片压力面、吸力面的静压分布,获得叶片表面的载荷分布及其变化规律。结果表明:随着叶轮叶片厚度减薄,最高效率值有所增大且高效点向大流量工况偏移;当叶片最厚处位置在靠近进口边约1/3处时,叶轮水力效率值最大;随着叶片最厚位置由进口向出口移动时,最高效率点向大流量工况偏移。     

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。     

基于流场计算的螺旋离心泵叶轮静力学分析

为研究螺旋离心泵叶轮结构的振动特性,首先建立螺旋离心泵内部流场三维模型,对设计工况下的螺旋离心泵内流场进行了定常数值模拟,得到了叶片表面的压力载荷分布;建立叶轮有限元模型,以螺旋离心泵全流道三维定常数值模拟计算结果为基础,利用顺序耦合技术进行了有预应力的叶轮静应力分析和模态分析,结果表明:叶轮的最大应力出现在叶片进口的轮毂处,叶轮强度满足设计要求;叶轮最大的形变区域出现在叶片进口的轮缘处;叶轮的变形域随着频率的增加而增大;叶轮的各阶固有频率远大于泵的运行频率,因此在运行过程中不易发生共振现象。     

有分流叶片的径流式压气机叶轮考虑上下游影响的三元流场计算

对有分流叶片的径流式压气机叶轮作叶片面的上下游延伸流面,在接长了的叶轮叶片通道内,用准正交面法求解三元流场。本方法可应用于这类叶轮存在进口预旋情况下的流场分析,也可应用于变工况流场分析。     

多工况下离心压缩机叶片承载的流固耦合效应分析

针对国内某大型离心压缩机叶轮叶片利用流固耦合技术,通过求解流体和固体的耦合方程,对冬季和设计工况下的叶轮叶片的应力应变分别进行了计算分析。理论分析表明,叶轮叶片的应力主要由离心力引起的拉应力和气动载荷引起的叶片弯应力构成。数值计算表明：对所研究的离心叶轮而言,离心力产生的拉应力是构成叶片应力的主要因素,而气动载荷引起的叶片应力相对较小;但单独进行力学分析其危险工作面的位置会发生变化,计算结果显示应力应变异常区域与实际叶片发生断裂的部位相一致。本文研究结果为实际运行发生事故的原因分析提供一定的依据。     

采用贴体坐标计算离心泵叶轮内部流动

采用贴体坐标,利用有限差分法计算叶轮内部无粘性流动。计算表明,叶轮进口边流动冲角分布有正有负,变化范围大;叶片负荷系数过大,分布不合理,需要对叶轮加以改进。     

半开式离心压缩机叶轮叶片单向流固耦合分析

采用非结构化网格有限体积法和有限元方法,进行了不同工况半开式离心叶轮叶片单向气动与强度流固耦合分析。根据计算结果,分析了设计工况下叶片分别在气动载荷、离心惯性力载荷和耦合前两种载荷下的变形、应力分布。并对比分析了不同工况下气动载荷和耦合气动载荷和离心惯性力载荷情况下叶片的最大总变形和最大应力。得出了3种载荷情况下半开式离心叶轮叶片变形和应力的分布特征,探讨了工况变化对叶片的最大总变形和最大应力的影响。     

离心叶轮反问题气动设计的简易评价

综述了目前国内外离心叶轮反问题气动设计评价现状与局限性,结合工程实际,从反问题气动计算设计过程自然形成的速度场与求解出的叶轮几何参数出发,开展二维不可压叶片表面边界层及损失﹑叶轮内扩压水平﹑叶轮进口诱导速度比﹑叶片进口前缘冲角及相对马赫数计算,对反问题气动设计计算进行气动效率﹑失速点﹑阻塞点简易定量评估。这些评价结果与CFX计算比较,对应相对误差约为2.6%~6.1%,完全满足工程设计需求,可对透平机械工业设计作出快速评价提供借鉴。     

离心油泵叶片型线对性能影响的实验研究

以65Y60型离心油泵为研究对象，研究了不同液体粘度下叶片型线对泵性能的影响。首先，利用本课题组独立开发的准三元叶片设计程序以反问题方式设计了两种型线，这两种型线叶片的前半部分与原来一元叶轮叶片的型线不同，后半部分与一元叶轮相同。然后在不同粘度下将三个叶轮进行性能对比实验，研究表明，叶片进口附近的型线的改变对泵性能有一定影响，适当增大叶轮后盖板流面上的叶片流体动力负荷有助提高离心油泵输送粘油时的水力性能。     

时序效应对离心压缩机叶片非定常气动负荷影响

针对国内某大型企业不同机组离心压缩机叶轮叶片进行非定常流动数值分析,通过求解三维瞬态N-S方程组,得到流场分布和叶片表面的静压载荷信息。利用数值实验方法获得离心压缩机不同时序位置叶轮叶片表面动载荷的变化,并通过傅里叶变换得到叶轮叶片表面动载荷的分布特性,进而分析不同时序位置叶轮叶片表面气动负荷的差异。数值计算表明,时序效应对离心压缩机流道内流动以及叶轮叶片的非定常气动负荷存在不可忽略的影响,且合适的时序位置具有改进压缩机级性能的潜能。动载荷是压缩机叶轮叶片结构发生疲劳破坏的诱因,且不同机组离心压缩机中的时序效应对气动载荷的影响具有一致性。     

一种大直径三元流径向销联接转子的加工技术

分析了大直径三元流径向销联接转子的结构和加工难点,利用NX软件探索出三元流叶片建模的新方法,型面误差小,曲面质量好;利用有限元软件研究叶片展开技术,计算结果唯一,精度高;设计制造接长刀杆,避开叶轮的干涉,实现径向孔的加工。实践证明,该转子完全满足机组的正常运行,实现了国产化制造。