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叶片数对高比转数轴流泵空化特性的影响被引量：29: 2013年; 基于shear stress transport(SST)k-ω湍流模型和Zwart空化模型,针对某一高比转数轴流泵模型,对叶片数分别为3、4和5的3组叶轮方案,分别进行了空化流场模拟和实验,计算了不同叶片数下的流量-扬程曲线、流量-效率曲线和空化性能曲线,得到了3组叶轮的临界空化余量NPSHc分别为6.19 m、5.122 m和4.765 m。与叶片数为3的叶轮方案对比,另外2组叶片数方案的NPSH值分别降低了17.25%和23.02%。在空化充分发展的工况范围,发现叶片数多的叶轮的扬程对NPSH降低较敏感;针对轴流泵叶片背面的固定空化和叶顶间隙的旋涡空化,用空泡分布来表征空化的程度,分析了其在不同空化余量下空泡分布的变化规律。通过对比得到,相同NPSH下,叶片数Z=5的叶轮,叶片背面空泡分布体积较少,即空化的程度较低;但其空化严重区的空泡体积增幅较大,即空化发展的速度较快;叶顶区域的叶顶涡诱导的低压区随叶片数减少,范围逐渐向上游扩大,轮缘的空泡体积也随之增大,叶顶泄漏空化更加严重。即叶片数对不同类型空化情况,以及相同类型的不同程度的空化情况影响不同。; 施卫东吴苏青张德胜姚捷张光建; 关键词：轴流泵空化

特种涡轮驱动混流泵瞬态空化特性被引量：7: 2014年; 为了研究水泵液压系统瞬态特性，建立了水泵液压系统运动物速度和泵转速的瞬态数学模型，分析了涡轮泵启动瞬态过程中0．73，0．90和1．00s三个典型时刻运动物速度与加速度、泵流量及其空化特性．数值模拟结果表明：不同NPSH工况叶片表面空泡分布规律一致，在叶片弦跨度0．7～1．0区域，空泡体积分数向轮缘方向迅速增大，在轮缘区达到最大值；在运动物出舱工况下，当装置空化余量为14．23 m时，轮缘圆周面上平均空穴面积达到33％左右，空泡堵塞了叶片流道，导致泵扬程下降了约61％，满足不了水泵液压系统运动物的加速度要求．模型泵试验结果表明：水泵液压系统涡轮泵启动后，泵转速近似线性加速，泵的必需空化余量值随之迅速增大，在运动物出舱时涡轮泵转速、流量和必需空化余量均达到最大值，为了避免涡轮泵叶轮空化诱导运动物出舱失败，应规定水泵液压系统最小潜水深度．; 张德胜施卫东郎涛张华; 关键词：涡轮泵瞬态性能空化

大型潜水轴流泵转子部件湿模态数值模拟被引量：32: 2013年; 为了得到大型潜水轴流泵在水介质中的模态分布,并分析水介质对结构模态的影响,该文采用UDF二次开发,运用ANSYS WORKBENCH和APDL命令流耦合的方法,对特大型潜水轴流泵的轴系转动部件进行了考虑预应力情况下的湿模态数值模拟,分别计算了定常和非定常状态下预应力和不存在预应力情况下的固有频率和振型,以及转子部件在真空(干模态)和清水介质(湿模态)中的固有频率和振型,研究了预应力和清水介质对结构模态的影响。分析了不同情况下造成模态分布差异的原因,为下一步进行更加复杂的动力学分析、疲劳分析以及结构优化奠定基础。; 施卫东郭艳磊张德胜孟凡有蒋文军; 关键词：转子模态分析固有频率流固耦合振型

叶顶形状对轴流泵空化性能的影响被引量：15: 2014年; 轴流泵叶轮与转轮室之间间隙内的泄漏流动与主流相互掺混形成的泄漏涡是导致轴流泵叶顶空化的重要原因。为研究合适的叶顶形状来控制和改善叶顶泄漏空化,通过高速摄影空化试验,比较了试验结果和数值计算结果,验证了本次数值计算的正确性。再在原始平面叶顶方案的基础上,通过数值计算,分别研究了3种叶顶形状(倒圆叶顶、斜切叶顶以及倒圆斜切叶顶)对轴流泵叶顶空化的影响。叶轮水体采用结构网格划分,以便精确捕捉间隙区域的流场特性。结果表明:倒圆叶顶和倒圆斜切叶顶方案的扬程和效率都有所下降,但斜切叶顶有所升高。虽然倒圆叶顶消除了角涡空化,但泄漏涡空化加剧;而斜切叶顶得到的结果却与之相反,且斜切叶顶的间隙内会有漩涡空化产生;相比之下,倒圆斜切叶顶的角涡空化和泄漏涡空化都得到了较好的控制。根据研究结果,建议在满足外特性性能要求的情况下,采用倒圆斜切叶顶方案可以较好地控制轴流泵的叶顶空化。; 施卫东吴苏青张德胜姚捷程成; 关键词：轴流泵空化

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中国博士后科学基金(2012T50468)