激光散斑计量技术及其应用

近年来激光散斑计量技术发展迅速，已在许多领域得到了广泛应用。本文简要介绍了其中的电子散斑干涉法、错位散斑干涉法和散斑相关测量法，并对散斑图的处理方法进行了总结，概述了该技术近年来的发展及应用。     

蜗壳轴流泵研究与产品开发

论述了蜗壳轴流泵的研究设计 ,针对关键的蜗壳水力部件 ,采用三维势流的边界元法分析流场 ,其结果用于产品开发。经真机测试和工业运行考核 ,结果令人满意。     

用计算机绘制水轮机导水机构运动关系图

作者对径向式导水机构运动关系数值分析的基础上,优化设计出导水机的传动尺寸,并采用坐标旋转的方法绘制运动关系图。     

蜗壳轴流泵研究与产品开发

论述了蜗壳轴流泵的研究设计,针对关键的蜗壳水力部件,采用三维势流的边界元法分析流场,其结果用于产品开发。经真机测试和工业运行考核,结果令人满意。     

叶片包角对高比转速离心泵空化性能的影响研究

为了研究叶片包角对高比转速离心泵空化性能的影响,本文基于CFturbo和UG软件,利用CFX中的RNG k-ε湍流模型和Rayleigh-Plesset空化模型,对比转速为185的离心泵分别探讨其叶片包角为90°、95°、100°、105°、110°时该离心泵的空化特性。结果表明,叶片包角对高比转速离心泵外特性有显著的影响,其泵的扬程随叶片包角的增大而减小,且小流量时随包角的增大效率增加,大流量时则反之;同时随叶片包角增大,进口低压区的面积增大,进口空泡体积分数减小,离心泵的内部流动更加平顺光滑,叶片背面的旋涡消失,叶轮流道内的流线越趋于叶片的形状;叶片包角大小与离心泵的进口湍动能呈负相关;说明包角越大,高比转速离心泵的抗空蚀性能越好。     

水轮机主轴密封技术及改造设计

针对水轮机主轴密封采用传统的接触式密封存在的不足之处,分析了非接触式水轮机主轴密封的原理及结构特点,提出一种新型的叶片式水力机密封结构及其设计方法,并运用于实际水电站的改造,取得了很好的效果。     

含砂水对混流泵过流部件磨损的数值模拟

为了分析含砂水介质通过混流泵时的流场特性及叶片磨损情况,基于UG软件对混流泵进行建模并利用ICEM软件对其进行网格划分,使用CFX软件对含砂水两相流介质通过混流泵时的内部流场进行模拟分析。结果表明:混流泵磨损主要集中在叶轮叶片和空间导叶处,而且在叶片进口处容易出现磨蚀现象;混流泵扬程随流量增大而减小,效率随流量先增大后减小,且混流泵输送含砂水效率低于输送清水效率。     

粗糙度对离心泵进口回流非定常特性影响的研究

为研究粗糙度对离心泵进口回流非定常特性的影响,采用ANSYS CFX软件,基于RNG k-ε湍流模型和Rayleigh-Plesset方程的均相流空化模型,对某离心泵在5种不同的表面粗糙度(0、6.30、12.50、27.22和36.27μm)下进行非定常计算,并分析小流量工况0.4Q_d下回流旋涡的发展和不同断面压力脉动、进口和叶轮所受径向力。结果表明:随着流量的降低,效率受粗糙度影响越复杂;在Ra=6.30μm时,各监测点的压力脉动幅值有一定的提高,在其他4个粗糙度下均有降低,且Ra=27.22μm时,各监测点的压力脉动幅值降低程度最大;随着粗糙度的增大,进水管所受径向力先增大后缓慢增加,且受力中心偏心分布;叶轮受到的径向力与进水管壁面粗糙度有一定关联并分布复杂,在Ra=6.30μm时,叶轮径向力趋于均匀分布。     

叶片包角对高比转速离心泵固液两相流动的影响

为研究叶片包角对高比转速离心泵固液两相流动的影响,采用Mixture多相流模型,利用CFX软件对5种不同叶片包角的高比转速离心泵进行了固液两相湍流数值模拟,分析了固液两相流中固体体积分数分布及速度变化规律。研究表明:在2%的泥沙含量条件下,随着叶片包角的增加,效率有所下降,叶片包角φ=100°时效率最优;颗粒主要分布在叶轮后盖板及叶片背面尾部;固体速度在距后盖板的0.7位置及叶片头部位置达到最大;随着包角的增大,叶轮流道内的压力在减小,后盖板、叶片背面尾部的颗粒浓度明显降低,流道和叶片上的固体速度会增加;颗粒浓度下降速度快慢的临界点在距离后盖板0.15处;叶片背面颗粒浓度的峰值点出现在叶片长度为0.9处,此时,φ=110°时的颗粒含量受到包角的影响最大;综合颗粒体积分数及固相速度的分布规律,适当增大叶片包角使得效率降低,但可改善固液两相流离心泵后盖板及叶片背面磨损情况。     

叶片包角对低比转速离心泵固液两相非定常流动的影响

为了探索叶片包角在固液两相流下对低比转速离心泵非定常特性的影响,利用ANSYS CFX软件采用Mixture多相流模型对4种不同叶片包角离心泵的固液两相湍流进行了非定常数值模拟,分析了叶片包角对离心泵瞬时扬程、压力及压力脉动的影响。研究表明:随着叶片包角的增大,瞬时扬程会降低,并且降低速度越来越快;叶片包角每增大10°,瞬时扬程的波动时间延迟0. 000 52 s。随着叶片包角的增大,叶片工作面与叶片背面的压力会降低。叶片包角每增加10°,固液两相流时离心泵的压力脉动时间均向后延迟0. 007 s。不同包角下的主要脉动幅值均出现在转频处。颗粒浓度为0. 02和0. 05时,压力脉动最小值均出现在叶片包角值为140°时;当颗粒浓度为0. 1时,脉动幅值随着叶片包角的增大而减小,叶片包角从130°增加到160°时,此时的压力脉动受到叶片包角的影响最为严重,脉动幅值减小了14. 52%。因此,在高颗粒浓度下适当增加叶片包角可以改善固液两相离心泵的压力脉动。