国家自然科学基金(51079063)
- 作品数：20 被引量：355H指数：11
- 相关作者：施卫东张德胜陆伟刚田飞周岭更多>>
- 相关机构：江苏大学南京蓝深制泵集团股份有限公司合肥工业大学更多>>
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- 相关领域：机械工程农业科学环境科学与工程水利工程更多>>
- 后置灯泡式贯流泵装置模型的优化与试验研究被引量：16
- 2010年
- 结合南水北调东线工程金湖泵站低扬程大流量工况要求,研制了贯流泵装置水力模型。采用标准k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对该模型进行了全流场数值模拟,并对叶片出口和导叶之间的距离进行了优化。优化结果表明,当叶片出口和导叶之间距离为0.11倍叶轮外径时,内部流动较稳定,装置效率高;当该距离为0.03和0.33倍叶轮外径时,导叶出口分别形成了脱流区和旋涡区。流线运动轨迹表明导叶出口存在一定的剩余环量,呈螺旋流态进入出水流道,没有出现局部旋涡。优化后的装置模型经过3个不同试验台的试验,结果基本相符。试验结果表明,该模型流量大,效率高,在-4°叶片角下,最高效率达到79.40%;在2.92m扬程下,流量为329L/s,汽蚀比转速为1267,效率达到79.15%,该模型可供南水北调工程及其他工程选用。
- 施卫东张德胜关醒凡曹卫东
- 关键词：南水北调工程贯流泵水力模型数值模拟优化设计
- M型截面流道对旋涡泵性能的影响分析被引量：7
- 2014年
- 为了减少旋涡泵流道内部冲击损失，提升旋涡泵的性能，研究了基于面积不变理论改变旋涡泵流道截面形状的方法。采取流道形状贴合流动状态的策略，改变流道截面形状为M型，利用CFD技术对参考泵和M型截面流道的内部流动进行多工况三维数值模拟分析，对比两者之间的扬程、效率曲线，并分析流道截面的流线图。结果表明，相比矩形流道，M型截面流道在扬程和效率上均有所提升，流道内叶片出口处的乱流有所改善，M型截面流道中液流更加平滑，但是过流面积增加，摩擦损失也随之增大。
- 王洋李亚成曹璞钰刘洋吕忠斌
- 关键词：旋涡泵流道数值模拟
- 轴流泵内部流场压力脉动性能预测与试验被引量：53
- 2011年
- 基于雷诺时均控制方程和标准k-ε湍流模型,应用SIMPLEC算法,对轴流泵全流场进行三维非定常数值模拟,得到轴流泵在不同工况和不同导叶数内部流场的压力脉动特性。数值分析与试验结果表明:轴流泵内最大压力脉动发生在叶轮进口处;在偏离设计工况点较大的流量时,压力脉动幅值明显增大;导叶数减少会增大导叶出口处的压力脉动;脉动频率受叶轮转动频率控制,导叶数对压力脉动频率基本无影响。
- 施卫东冷洪飞张德胜龙飞张华
- 关键词：轴流泵压力脉动
- 潜水搅拌机分布对污水处理池搅拌效果的影响被引量：11
- 2013年
- 为研究潜水搅拌机的分布对污水处理池内搅拌效果的影响,采用三维建模软件Pro/E建立实体模型,利用ICEM大型软件对污水处理池进行非结构化四面体网格划分,在Fluent 6.3计算流体力学软件平台上,采用动坐标系技术、RNG k-ε湍流模型和PIOS算法,对潜水搅拌机搅拌的污水处理池进行数值模拟,分析全池内流体的宏观流场与各截面速度流场分布,考察各潜水搅拌机的效率,同时对污水处理池内的流体平均速度及搅拌面积率进行了研究.计算结果表明:优选方案H中,3个潜水搅拌机转速为1 200 r/min,安装角度分别为45°,30°,30°,其搅拌面积率超过90%.在3个潜水搅拌机搅拌下,污水处理池内流体形成连续循环水流,搅拌充分,平均流速在0.3 m/s左右,符合潜水搅拌机工作要求.利用此方法,可为潜水搅拌机的实际工程应用提供参考依据.
- 田飞施卫东卢熙宁陈斌欧鸣雄
- 关键词：潜水搅拌机流场数值模拟
- 三叶片潜水搅拌机的数值模拟被引量：11
- 2012年
- 为研究潜水搅拌机性能,应用三维造型软件Pro/E建立搅拌机叶片的三维实体模型,利用Gambit软件对污水处理水池进行非结构化四面体网格划分,在计算流体动力学软件Fluent 6.3平台上,采用动坐标系、RNG k-ε湍流模型和SIMPLE算法,对潜水搅拌机搅拌的污水处理池进行数值模拟,计算全池内流体的宏观流场与各个截面的速度分布,分析潜水搅拌机的轴向有效推进距离与水体截面有效扰动半径,同时对潜水搅拌机的功率进行了研究.计算结果表明:潜水搅拌机能使污水处理池内流体形成连续循环水流,流体轴向推进,径向扩散;池内流体充分搅拌,池内流体流速基本都在0.3 m/s以上,符合潜水搅拌机工作要求,故潜水搅拌机与该污水处理池相匹配;同时确定该潜水搅拌机可选取功率为3.0 kW的电动机.利用此方法,可为潜水搅拌机的实际工程应用提供一定参考依据.
- 田飞施卫东卢熙宁陈斌欧鸣雄
- 关键词：潜水搅拌机数值模拟流场分析功率
- 高扬程无过载潜水排污泵的优化设计与试验被引量：21
- 2011年
- 为实现低比转速潜水排污泵高扬程、高效率、无过载性能的统一,该文对WQS150-48-37型低比转速潜水排污泵采用不同设计方法,经优化得出3种方案。应用Pro/E软件建模,结合Fluent软件对3种方案进行了多工况内部流场分析和性能预测,并与外特性试验结果对比。研究结果表明:采取增大叶片包角、减小出口角,控制流道扩散程度和增大蜗壳直径等方法可以得到满足高效率、高扬程、无过载要求的设计方案。其中,突破传统离心泵设计方法的新型通道式叶轮高效区范围更宽,扬程曲线陡降,无过载性能较好,可为高扬程无过载潜水排污泵的进一步优化设计提供参考依据。
- 施卫东蒋婷曹卫东陆伟刚张德胜陈斌
- 关键词：排污泵潜水泵水力设计高扬程无过载低比转速
- 不同叶顶间隙下的轴流泵内部流场数值计算被引量：49
- 2010年
- 基于标准k-ε双方程湍流模型和SIMPLEC算法,采用结构化网格技术,对轴流泵分别为0.15,0.50,1.00,2.00 mm的叶顶间隙进行了多工况数值模拟,讨论了不同叶顶间隙大小对泵性能的影响,并分析了叶轮出口轴面速度、出口环量的分布以及叶顶泄漏流和泄漏涡随叶顶间隙的变化情况.数值计算结果表明,当叶顶间隙超过0.50 mm时,泵性能下降的幅度明显增大;叶轮出口轴面速度在轮毂壁面和叶顶间隙处减小,而环量增加;叶顶间隙越大,轴面速度和环量受泄漏流的影响越大;通过数值模拟捕捉到不同间隙下叶顶泄漏流和泄漏涡,分析得出泄漏涡是由于泄漏流与主流发生卷吸作用而形成的,且泄漏涡在流道内的运动轨迹与叶顶间隙大小关系密切.
- 施卫东张华陈斌张德胜张磊
- 关键词：轴流泵叶顶间隙环量
- 不锈钢冲压潜水井泵的数值计算与试验验证被引量：15
- 2012年
- 为了提高数值模拟的精度及验证Fluent软件对冲压潜水井泵计算的可行性,结合冲压泵的工艺特点,针对4SP8不锈钢冲压潜水井泵进行了基于Fluent软件的数值模拟.考虑用不同的网格数、不同的收敛精度、不同的粗糙度、不同的湍流模型及不同的算法,对不同级数冲压潜水井泵模型作了数值模拟,从而找出最适合不锈钢冲压潜水井泵的数值模拟设置方法,并将性能预测与样机试验的结果进行对比.结果表明:采用网格尺寸大小为1.4 mm,收敛精度为10-5,粗糙度为0,标准k-ε湍流模型,SIMPLEC算法,对两级不锈钢潜水井泵的全流场进行数值模拟最为合适;模拟值与试验值有较小的差别,但趋势基本相同.该研究对不锈钢冲压潜水井泵的数值模拟具有一定的参考价值.
- 王川陆伟刚施卫东周岭李辉
- 关键词：冲压计算流体动力学优化设计
- 弯管进口对混流泵径向载荷影响的数值分析被引量：1
- 2013年
- 为研究弯管进口对混流叶轮动态性能的影响,在Fluent 6.3平台上,采用压力-速度修正的SIMPLEC方法求解时均化的Navier-Stokes方程,同时计算采用修正的RNGk-ε湍流模型,对于安装在弯管后3倍管径处及直管段的混流泵性能和径向力特性进行分析.通过定常流场分析,对叶轮进口前轴向速度分布进行对比.结果表明:采用弯管进口的叶轮进口流道在转弯平面内的轴向流速分布差异明显,而弯管与直管进口情况下的混流泵水力性能基本一致,并与试验结果的趋势相吻合.设计工况下的非定常分析表明,直管进口的混流泵叶轮径向力定常分量几乎为零,而采用弯管进口的混流泵叶轮径向力定常载荷显著增大,尤其是叶频段的非定常分量增大明显,而由动静干扰引起的非定常分量基本不变.
- 欧鸣雄施卫东田飞张德胜卢熙宁
- 关键词：混流泵径向力数值模拟
- 基于流固耦合的多级潜水泵叶轮结构强度分析被引量：32
- 2013年
- 利用ANSYS的Workbench平台,通过单向流固耦合模型对叶轮的应力应变进行了数值研究。分别计算出叶轮受流体压力及离心力载荷作用所产生的最大等效应力及变形量,进一步获得2种载荷共同作用时的效果。在此基础上,研究了叶轮最大等效应力及变形量随流量的变化特征,并对叶轮进行结构强度校核。结果表明,叶轮最大等效应力及变形量主要受流体压力作用影响,而受离心力的影响较小。当流量逐渐增加,叶轮最大等效应力先增大后减小,叶轮变形量则逐渐减小。强度校核结果表明,叶轮符合强度要求。
- 施卫东徐燕张启华陆伟刚周岭
- 关键词：叶轮流固耦合
