国家杰出青年科学基金(50825902)
- 作品数：82 被引量：1,139H指数：22
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- 无过载旋流泵正交设计数值模拟与试验被引量：12
- 2012年
- 用正交设计法对旋流泵叶轮参数进行优化设计,设计了一个五因素二水平的正交方案,研究各几何参数对旋流泵性能的影响。采用雷诺平均数值模拟方法,对正交设计中每种组合进行性能预测,通过分析性能曲线对比图,找到了对于各个性能的最优方案。对数值计算得到的数据进行极差分析,获得了各几何参数影响性能的主次顺序,通过分析与比较得出最优参数组合,即叶轮外径220 mm、叶轮出口宽度40 mm、叶片出口安放角14°、叶片数4和无叶腔宽度40 mm。在模拟基础上,对最优模型样机进行了试验,测试结果表明,在实现无过载的同时,保持了较高的效率,达到了设计目的。
- 王秀礼朱荣生苏保稳俞志君
- 关键词：旋流泵无过载叶轮优化设计数值模拟
- 离心泵内部流动PIV测试研究进展被引量：6
- 2010年
- 粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,简称PIV)是一种非接触式的流场显示技术,它综合了单点测量技术和显示测量技术的优点,广泛应用于离心泵内部流动的研究。简单介绍了典型的离心泵内流场二维PIV技术测试系统,总结了适用于二维PIV光路测试要求的离心泵模型设计特点并分析其原因,重点从离心泵内部流动现象入手,如动静部件干涉、旋转失速、空化现象和轴向旋涡等,综述了国内外利用PIV测试这些现象所取得的研究成果,最后对PIV技术在离心泵内的应用进行了展望。
- 李亚林袁寿其汤跃袁建平
- 关键词：离心泵模型泵
- 不同径向间隙对离心泵动静干涉作用影响的数值模拟被引量：35
- 2011年
- 通过改变蜗壳基圆直径改变叶轮与隔舌之间的间隙,采用SST模型对3个蜗壳基圆直径的离心泵全流道进行非定常数值模拟。3个蜗壳基圆直径分别为184、198和214 mm,其对应的间隙率为5.74%、13.79%和22.99%。通过非定常数值模拟获得了不同基圆直径离心泵的压力脉动特性、作用在叶轮上的径向力和扭矩特性,并对其进行比较分析。结果表明:不同测点的压力脉动、作用在叶轮上的径向力和扭矩呈周期波动,均以叶片通过频率为主;不同基圆直径泵叶轮上的径向力矢量图基本呈圆形分布;随着蜗壳基圆直径的增大,叶轮上的径向力先减小后增大,各测点压力脉动幅值逐渐减小,高频脉动也逐渐减少。同时针对蜗壳基圆直径为184 mm的泵进行数值模拟,并对该泵进行了性能试验,对比分析结果表明:数值模拟的结果是可信的。
- 祝磊袁寿其袁建平裴吉
- 关键词：离心泵径向力压力脉动数值模拟
- 闸阀调节过程的三维模拟及其动态模型被引量：9
- 2012年
- 为了研究泵系统调阀过程的瞬态特性和内流机理,在一维分析软件Flowmaster中建立了包含管路、阀门和泵在内的仿真模型,并以三维简化闸阀为模型,采用Fluent 6.2进行计算,对开启过程的非定常内部流动进行数值模拟研究.采用动网格的方法分析了阀门开启过程中阀芯运动引起的流场变形.结果表明:直线特性和对数特性的调节阀都具有快开特性,即流量变化对阀门的相对开度相当敏感,当阀门开度为10%～20%时,水击压力迅速下降;而通过内部流态分析可知,在阀门开度较小的工况下,阀后流场紊乱,造成较大的水力损失,使阻力系数值增加,当阀门开度小于50%时,稳态和瞬态工况下阀门的阻力系数值有较大的区别.由分析可知,研究阀门开启过程的瞬态特性,以及建立内部流态模型,都不能完全按照通常的稳态理论进行,尤其对阀门开度较小的工况,应对其进行一定程度的修正,以保证计算结果的正确性.
- 汤跃汤玲迪刘二会
- 关键词：仿真模型动态特性数值模拟
- 基于CFD/CA的离心泵流动诱导噪声数值预测被引量：22
- 2013年
- 基于Lightill声类比理论,采用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)和计算声学(Computational acoustics,CA)相结合的算法对离心泵内部声场进行求解。基于SST k-ω湍流模型封闭雷诺时均方程,对离心泵内流场进行三维非定常计算。在流场计算的基础上采用边界元法对叶片偶极子源和蜗壳偶极子源的辐射声场进行求解,研究了蜗壳振动对声压级分布的影响,并搭建试验台对所提出的算法进行验证。结果表明,叶频及其倍频是流动诱导噪声的主要频率,隔舌附近监测点的压力脉动强度最大;声振耦合作用对声压级分布的影响不可忽略,模态振型所在的频率(580 Hz)下声振耦合作用的影响较大;泵出口场点的声压级比进口大,且均在叶频处最大,效率最高的工况点声压级最小;声场模拟和试验结果在趋势上基本吻合,最大相差3.1%,肯定了所提数值算法的预测作用,可为离心泵低噪声优化设计提供参考。
- 司乔瑞袁寿其袁建平阳君
- 关键词：离心泵声振耦合
- 离心泵非设计工况空化振动噪声的试验测试被引量：51
- 2012年
- 在离心泵闭式试验台上,基于虚拟仪器数据采集系统和泵产品测试系统建立了离心泵空化诱导振动噪声的试验测试系统,实现了泵性能参数和空化诱导振动噪声信号的同步采集。以一台单级单吸离心泵为研究对象,测量了模型泵在不同流量下,空化余量(NPSH)变化时的振动和噪声信号并对其进行了处理,得到了不同流量下振动加速度和噪声声压级随NPSH变化的曲线图。试验结果表明:不同流量下,随NPSH的下降,振动加速度和声压级先保持不变然后明显升高,据此可以初步判断泵的初生空化余量;泵体的振动强度高于其他测点;除轴向振动变化规律复杂外,其余测点随着流量的增加振动加强。
- 王勇刘厚林袁寿其谈明高王凯
- 关键词：离心泵空化振动噪声非设计工况
- CFD技术在泵上的应用进展被引量：21
- 2009年
- 水力性能是泵最重要的质量指标。泵水力性能的提高目前离不开CFD的支持。应用无粘性CFD技术基本能够有效地预测泵的扬程等外特性,用湍流模型为标准k-ε模型的商用CFD软件预测泵的扬程的误差在±2.5%以内。应用CFD技术对泵内的口环泄漏、圆盘摩擦以及轮缘泄漏等损失的计算则还需要更进一步的改进。另外,CFD技术还能够预测泵汽蚀状态下的空泡长度,从而可以为预测泵的设计寿命提供支持。与泵的不稳定特性相关的内部流动结构和流态是影响泵外特性的本质因素,对这些不稳定特性的研究需要更成熟的CFD技术。
- 潘中永李晓俊袁寿其谢蓉
- 关键词：CFD技术水力性能汽蚀
- 离心泵内流场PIV测试中示踪粒子跟随性的计算被引量：15
- 2012年
- 示踪粒子的选取依据不同的流场而不同,对于离心泵内流场合适的示踪粒子是保证PIV试验精度的关键.基于固液两相流理论,重点考虑黏性阻力和旋转因素对粒子的影响,对离心泵内部湍流场中的示踪粒子进行了受力分析.然后在BBO方程基础上引入外部势力,建立了离心泵内流场中示踪粒子的拉格朗日运动方程,并采用Fourier积分变换的数学方法首次推导出适应于离心泵内流场的PIV测试用示踪粒子跟随性计算公式.利用离心泵内流场的PIV测试结果采用相平均处理的方法计算了试验所用的示踪粒子的跟随程度,计算结果表明:粒子径向的跟随性比周向差,选择示踪粒子时优先考虑径向的跟随性;而由于离心泵叶轮旋转和曲率的影响,即使采用相平均处理,粒子的速度也不代表水流速度,粒子跟随性最大偏差度为4.55%.计算结果可以检验所用示踪粒子的可靠性,为离心泵内流场选取合适的示踪粒子提供理论依据.
- 李亚林袁寿其汤跃袁建平
- 关键词：离心泵流场
- 流固耦合作用对离心泵内部流场影响的数值计算被引量：49
- 2009年
- 采用双向同步求解的方法对离心泵内流场和叶轮结构响应进行联合求解,研究了叶轮流固耦合作用对离心泵内部流场的影响。流场模拟基于Reynolds时均化N-S方程和标准k-ε两方程湍流模型,采用多重坐标系法;结构响应基于弹性体结构动力学方程。并将计算所得的流道网格变形、流场静压和速度的分布以及径向力等结果与非流固耦合计算的流场进行对比分析。分析结果表明,流固耦合作用使得流体和固体区域计算网格发生微小变形,这不仅会改变流体对固体载荷的分布,而且会影响结构对流体的做功作用,从而影响流场的分布;叶片相对隔舌不同位置时,叶轮出口处和蜗壳流道内流场的静压分布变化趋势不同;流场速度变化主要出现在叶片和叶轮出口附近;各时间点上径向力的大小和方向变化较明显。
- 裴吉袁寿其袁建平
- 关键词：流固耦合离心泵流场
- 1000MW级核主泵内部非定常流动特性被引量：11
- 2012年
- 为了对1000 MW核主泵内部流场进行深入分析,应用商业计算软件CFD对核主泵进行了非定常数值模拟,得到主泵内部压力脉动特性。结果表明:核主泵内部压力脉动呈现周期性变化,叶轮叶片对流体的影响频率为转频f=24.2 Hz的整数倍及其谐波;在叶轮内脉动幅度从叶片前缘到后缘逐渐增加,而在导叶内从叶片前缘到后后缘逐渐减小,在泵壳内变化相对较小;不同工况下,脉动幅值在额定工况下最小,在小流量工况时最大,并且偏离额定流量越多,压力脉动越严重。
- 朱荣生郑宝义李小龙付强
- 关键词：核主泵非定常流动压力脉动主频数值模拟
