国家自然科学基金(51106066)
- 作品数：8 被引量：101H指数：7
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- 旋流泵内颗粒分布特性及对泵性能的影响被引量：8
- 2013年
- 基于Eulerian多相流模型和RNG κ-ε两方程湍流模型对旋流泵内的液固两相流场进行了数值模拟,获得了不同粒径、浓度时泵内的颗粒分布特性及对泵性能的影响。研究结果表明:固体颗粒进入泵内后主要集中于无叶腔内,无叶腔中的颗粒分布以泵轴为中心呈现一定的轴对称分布,随着粒径的增大,颗粒在无叶腔内壁面聚集的更加明显,随着浓度的增大,颗粒在无叶腔内的分布规律几乎没有变化,随着流量的增大,无叶腔中心部分颗粒浓度几乎不变的区域扩大;在叶轮内,叶片工作面附近的颗粒浓度要大于叶片背面的;随着粒径及浓度的增大旋流泵的效率会降低,随着粒径的增大泵的扬程会降低。
- 张东伟杨敏官高波陆必云
- 关键词：旋流泵液固两相流
- 熔盐泵分流式空间导叶内部流动及其非定常特性被引量：7
- 2015年
- 为了抑制熔盐泵空间导叶内存在的二次流以及轴向旋涡,提高熔盐泵的效率和稳定性,提出一种分流式空间导叶体.采用k-ε模型、SIMPLE对2种不同形式空间导叶的熔盐泵模型进行了数值模拟,以获得2种不同形式熔盐泵的外特性参数及其内部的速度、压力分布等特性.结果显示:在0.8Q和1.0Q下,分流式空间导叶内部速度分布更为均匀,导叶吸力面二次流、旋涡明显减少,提高了模型泵的效率.在1.2Q下,分流式导叶导致模型泵效率降低.但在空间导叶出口速度分布均匀,低速区域明显减少.分流式空间导叶内部压力脉动幅值叶频占主导地位,其出口压力脉动得到明显改善,在设计工况下,压力脉动幅值比常规空间导叶低近40%,空间导叶轮缘面压力脉动普遍高于轮毂面,在导叶轮缘面上,其压力面的压力脉动幅值低于吸力面;在导叶轮毂面上压力脉动幅值则基本相同.
- 杨敏官邵腾高波李忠王达
- 关键词：压力脉动非定常流动数值模拟
- 深井离心泵新型空间导叶设计及优化被引量：13
- 2015年
- 为提高已有深井离心泵空间导叶的水力性能和制造工艺,设计了一种新型空间导叶,其设计原理来源于空间导叶和进口扭曲导叶设计方法.该导叶的叶片由扭曲部分和圆柱部分光滑链接而成,内盖板采用向内翻边的方式,使导叶注塑生产时可以轴向上下拔模,有利于规范化生产.以100QJ16型深井离心泵为例,按照L9(34)正交试验方案设计了多组模型,利用CFD软件对两级模型泵进行全流场数值模拟,研究了几个主要设计参数对新型导叶性能的影响规律.将优化的导叶模型进行了样机试验,具有较好的水力性能,在设计工况点,单级扬程4.25 m,效率67.62%,达到了设计要求.
- 袁丹青石荣韩泳涛陆伟刚
- 关键词：离心泵CFD正交试验
- 多级离心泵新型空间导叶设计及优化分析被引量：11
- 2015年
- 为提高多级离心泵性能设计了一种新型导叶,借鉴扭曲离心叶轮和流道式导叶的设计方法,通过固定内缘型线和外缘型线生成导叶三维扭曲导流叶片.该导叶正、反导叶光滑连接形成新的空间扭曲叶片,把导叶分割成几个独立的连续变化的流道,有助于减少导叶水力损失.针对一种海水淡化高压多级离心泵,设计了多组新型导叶方案,利用CFD软件计算分析,探究了新型空间导叶的设计规律.通过对不同方案性能对比分析,获得了优化的导叶模型,并做了样机试验,该模型具有较好的水力性能,在设计工况点效率达到85.68%,满足设计要求,验证了该设计方法的可行性.该设计方法将有利于多级离心泵的节能,同时也为导叶开发提供了有益的参考.
- 袁丹青韩泳涛丛小青石荣
- 关键词：离心泵导叶CFD
- 旋流泵内液固两相流场的CFD-PBM耦合计算被引量：14
- 2014年
- 为获得旋流泵内更为符合物理真实的液固两相流动特征,在传统欧拉(Euler)双流体模型基础上加载群体平衡模型(PBM),以考虑实际存在的颗粒聚并、破碎等动力学行为,与CFD耦合计算了不同流量、颗粒粒径及浓度下的液固两相流场,分析了颗粒存在对泵外特性的影响规律。计算结果表明:从进口到出口,叶片背面附近颗粒粒径明显增大;在叶轮出口位置,同一半径上,从叶片工作面到背面附近存在粒径梯度;在外缘部,沿轴向形成粒径梯度。与Euler模型计算结果对比发现:加载PBM模型后,颗粒总体浓度分布特征存在差异;同一轴截面上,颗粒浓度在中心部的分布基本相同,而在中间和外缘部位置出现差异。PBM模型计算得到的泵扬程、效率曲线更接近于实验值,证明基于CFD-PBM耦合计算的预测精度更符合实际。
- 钱姜海杨敏官曹彦松高波王浩宇
- 关键词：旋流泵
- 离心泵内部非定常水力激励特性被引量：13
- 2014年
- 以单级蜗壳式离心泵作为研究对象,基于RANS法对离心泵内部流场结构进行了三维非定常数值模拟,探讨其内部的非定常流动特征所诱发的压力脉动特性及水力激励力特性,并在叶轮旋转周期过程中重点针对叶轮及其单个叶片的受力情况进行相关分析.结果表明:不同工况下各监测点压力脉动幅值的变化规律具有一致性,静压沿蜗壳周向分布不均匀;在压力脉动频谱图及叶轮径向力频谱图中叶频均占主导地位,而单个叶片激励力则体现为轴频;单个叶片所受径向力大小随流量的增加而增大,小流量工况下单个叶片的受力不均匀性明显,而接近额定工况时各叶片受力较均匀,且相差不大;通过对单个叶片非定常激励力特性的分析可知,小流量工况下由于隔舌附近叶片出口流动分离使得叶片受力变化明显,受射流尾迹影响更为突出.
- 杨敏官王兴宁高波张宁王俊
- 关键词：离心泵非定常流动压力脉动
- 离心泵内空化流动诱导非定常激励特性被引量：12
- 2014年
- 空化流动诱导的非定常激励是引起泵振动噪声的主要因素之一,为研究其特性,运用完整空化模型和混合流体两相流模型,对比转数为86的离心泵流道内部的空化流动进行非定常数值计算。结果表明,空化的初生位于叶片背面进口边附近,随着进口压力的下降,空泡不断向叶轮出口方向扩散,当空化现象严重时,流道内会出现低速漩涡区;流场中压力脉动频率存在明显离散特性,叶片通过频率下的脉动幅值较大;流场内压力脉动强度大小会随着空化发展程度的强弱相应发生改变,空化越严重,压力脉动越强烈,且叶轮所受径向力合力大小及监测时间内始末两时刻瞬时径向力差异也越大,同时非定常径向力波动幅度也较大;空化的发展还会导致轴向力的大幅增加,对泵运行的稳定性及泵轴的安全性造成影响。
- 高波孙鑫恺杨敏官张宁
- 关键词：离心泵空化流动非定常激励压力脉动径向力
- 叶片厚度对混流式核主泵叶轮能量性能影响研究被引量：28
- 2015年
- 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。
- 杨敏官陆胜高波王达王俊
- 关键词：核主泵水力性能叶片厚度
