The Flow Simulation and Experimental Study of Low-Specific-Speed High-Speed Complex Centrifugal Impellers

1 INTRODUCTION Low-specific-speed high-speed centrifugal pumps are widely used in petrochemical, aerospace and chemical industries to deliver low flow rate and high-head liquids, but there exist many problems to be solved, such as low efficiency due to disc loss and low flow rate instability due to positive slope of head-capacity characteristic curve. Through the ex- perimental study on the low-specific-speed high-speed centrifugal pumps, it is found that complex impeller with long, mid an…     

气动系统充放气过程中气体状态多变指数的简化与确定

以较大容积的容器和较小管长的气管组成的气动系统的充放气过程为研究模型,提出分段处理多变指数的研究方法和结果。研究表明,气动系统充放气过程的多变指数可以采用根据压力的变化关系分两段处理、且在每一个阶段上用不变的近似值来计算的方法,以提供更加接近于实际系统中的参数。第一阶段为压力从初始压力达到预定压力的0.99倍(充气过程)或1.01倍(放气过程)的阶段、其多变指数为1.0～1.4之间的某一常数;第二阶段为等压过程、多变指数为0。和目前的处理方法相比,既考虑了传热对系统的影响(和按绝热过程处理相比),也考虑了多变指数的变化(和按等温过程处理相比),为正确选择和处理多变指数提供新的方法,系统地了解气动系统充放气过程中气体状态的变化,研究有关物理现象提供理论基础。     

高速液压弹射实验装置中高速液压缸的设计

本文根据液压缸压杆稳定性计算理论及同步性，确定了高速液压缸的主要尺寸，并对同步性进行了验算；根据高速运动的特点，设计了一种高速密封结构，最后对设计结构进行仿真。校核和仿真结果表明，这种同步液压缸设计是合理可行的。     

等螺距诱导轮内部流动的数值模拟

基于雷诺时均N-S方程和S-A湍流模型对等螺距诱导轮内部的流动进行三维紊流数值计算和分析,获得诱导轮流道内的速度场、压力场的分布规律。发现诱导轮最易发生汽蚀破坏的位置在叶片吸力面进口前缘的外缘处,相对速度的大小从轮毂到轮缘大致上是沿径向增加的,从轮毂到半径的中部相对速度的增加的幅度大于从半径中间到轮缘的增长幅度;静压从诱导轮进口到叶片尾部是增加的,但从叶片尾部到诱导轮的出口的部分区域静压会减少。并针对有和无诱导轮两种情况,对高速离心泵进行试验研究,通过试验验证了具有前置诱导轮的离心泵可以改善泵的汽蚀性能。所提出的诱导轮模拟方法对高速诱导轮离心泵的进一步研制和优化设计具有一定的指导意义。     

低比转数高速复合叶轮离心泵的优化设计分析

本文根据多年对低比转数高速复合叶轮离心泵的设计和实践，建立了其性能预测的数学模型，并在该模型的基础上提出了以效率为目标函数、以抗汽蚀性能和工作稳定性为约束条件的优化设计方法，对两台比转数为２１和４３的高速复合叶轮离心泵进行了试验验证，表明了本文提出的性能预测模型和优化设计方法是合理可行的．     

高速诱导轮内部流场的数值计算

基于S-A湍流模型和N-S方程,采用Fluent软件对高速等螺距诱导轮内部流场进行全三维湍流数值模拟,获得诱导轮内部的静压分布、速度分布及内部流线图.分析诱导轮压力面和吸力面存在压差的原因及进口低压区对诱导轮汽蚀性能的影响,得到高速诱导轮内部流场的主要特征,发现诱导轮中最易发生汽蚀的部位为吸力面的进口附近.模拟结果为诱导轮的改进设计提供了理论依据.     

海流发电用翼型的水动力学模拟

为研究海流各个流动参数同时对水翼水动力学性能的影响,根据海流随机波动特点,选取海流的攻角、雷诺数和湍流强度3个因素,每个因素选取4个水平,进行了L16(43)正交试验设计,对16种方案下的海流发电用翼型NACA63440的水动力学性能进行了定常流动的数值模拟,分析海流的各个流动参数对水翼水动力学特性的影响规律。数值模拟结果表明:海流参数对水翼升阻系数影响的大小依次是湍流度,攻角,雷诺数;其中湍流强度和攻角对升阻力系数影响较为明显,而雷诺数对其影响较小;增加攻角可有效提高升阻比,但存在一极值,超过该极值,水翼将发生失速现象;增大雷诺数可适度提高水翼升阻比;水翼的前半部分是产生升力的主体区域,且在前缘上部存在最易空化的区域。研究结果为进一步研究水翼的水动力特性提供了有益的参考。     

小流量高扬程离心漩涡泵气液混输的设计和试验研究

The design method of small-flow high-head centrifugal-vortex pump was presented. This pump, configured with inducer, complex-centrifugal impeller and open-vortex impeller, was put forward to deliver gas-liquid two-phase mixture. An HTB-5/60 type sample pump was developed and tested on a closed-loop test rig. Experimental studies on performance and cavitation tests for gas-liquid two-phase mixture were carried out compared with pure-water experimental results. Also the effect of gas phase on pump was analyzed and discussed. The experimental results show that performance and cavitation characteristics of the sample purnp deteriorates progressively with increasing volume fraction of gas. When the total capacity Qm is between 4.5 m^3·h^-1 and 6 m^3·h^-1 and the gas flow rate qg below 0.66 m^3·h^-1, or qg/Qm is lower than 15%, the characteristic curves are approximately parallel to those in pure water test, but the performance deteriorates sharply until an abrupt flow-cutting at a critical volume fraction of gas. This pump is found suitable for transporting gas-liquid two-phase mixture when working around rated capacity of 5 m^3·h^-1 with qglQm below 15%.     

加氢含硫污水管道冲蚀临界特性的电化学测试

利用旋转式单相流冲蚀实验装置模拟加氢空冷器管道系统的工况条件,采用电化学测试方法,研究20^#碳钢在含硫污水中的冲蚀临界特性。利用电子扫描电镜（SEM）表征试件表面腐蚀产物保护膜的微观形貌。结果表明：实验条件下,20^#碳钢腐蚀产物保护膜的厚度约为30～40 μm,使腐蚀产物膜发生冲蚀破坏的介质临界流速约为8.03 m·s^-1。     

利用引射结构提高离心泵的汽蚀

 提出在普通转速离心泵的入口处或高速离心泵的前置诱导轮前增加引射装置来提高泵的汽蚀性能，给出单孔喷嘴轴向直引射和环形多喷嘴轴向斜引射两种引射装置的结构示意图．探讨了引射装置设计的理论基础及优化设计的目标，指出采用引射装置是提高泵汽蚀性能的新方法．