王文杰
- 作品数：40 被引量：199H指数：9
- 供职机构：江苏大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程农业科学电气工程理学更多>>
- 立式管道离心泵多工况压力脉动试验被引量：2
- 2022年
- 为研究不同工况下立式管道离心泵内部压力脉动特性,文中采用动态压力传感器在模型泵进口弯管处、蜗壳隔舌附近、蜗壳扩散管处分别设置压力监测点,对0.6 Q_(d),1.0 Q_(d)和1.4 Q_(d)这3种流量下的压力脉动进行了测试,得到了压力脉动时域图、频域图和时频域图.试验结果表明:蜗壳隔舌附近的压力脉动信号波动最大.随着流量的增加,各监测点的压力脉动幅值先减小后增加.小流量和设计流量下,进口弯管处的压力脉动主频为2倍轴频,大流量下主频为轴频,幅值表现出强烈的波动特性.蜗壳隔舌附近的压力脉动主频均为叶频,幅值随流量增加而增大,在小流量和设计流量下高频处表现出较宽频段的波动性.蜗壳扩散管处的压力脉动在小流量和设计流量下主频为叶频,大流量下主频为轴频,轴频的幅值随流量增大而减小.
- 陈金维裴吉王文杰邓起凡王中升
- 关键词：离心泵压力脉动模型试验
- 调速对低比转数离心泵外特性和内流场的影响被引量：2
- 2020年
- 调节转速可以改变泵性能,满足一定的性能需求。本文以带分流叶片的低比转数离心泵为研究对象,研究转速对其外特性和内流场的影响。结果表明:转速增加到1717 r·min^-1时,流量6 m^3/h下的扬程提高到11.5 m,达到使用要求。调速后的性能基本满足泵相似定律,但增速提高了最高效率值。调速基本不影响叶轮内相对速度,但改变动扬程和势扬程。对于同一流量,增速所提高的动压在蜗壳中转化为静压。增速使得压力脉动的主要频率从4倍轴频增加到8倍。
- 顾延东袁寿其裴吉王文杰
- 关键词：转速低比转数离心泵数值模拟外特性
- 不同空化工况下轴流泵装置压力脉动试验被引量：14
- 2018年
- 为研究不同空化工况下轴流泵装置内部压力脉动特性,采用动态压力传感器对派河口泵站轴流泵装置模型的叶轮进口、叶轮出口、导叶出口3个压力监测点,分别在2. 5、3. 5、4. 5、5. 4 m扬程和未发生空化、临界空化(泵装置效率下降1%)、深度空化(泵装置效率下降3%)等12种工况下进行了压力脉动试验。试验结果表明:叶轮进口处的压力脉动曲线为平滑的近似正弦曲线;叶轮出口处压力脉动曲线幅值最大,且只在高扬程、未发生空化工况下的一个旋转周期内表现出明显有规律的二次谐波特性;导叶出口的压力脉动时域特性与叶轮进口相似。快速傅里叶变换(FFT)结果表明:各监测点在各工况下的主频为叶片通过频率的整数倍频,同一扬程工况下,随着空化程度的加深,各监测点主频附近的谐频逐渐向低频段移动;导叶出口与叶轮进口受叶频影响较小,且表现出相似的频率特性。
- 李彦军陈超裴吉王文杰吴天澄
- 关键词：空化压力脉动
- 基于Kriging模型和遗传算法的泵叶轮两工况水力优化设计被引量：26
- 2015年
- 为了拓宽余热排出泵设计高效区的范围,提出了一种基于Kriging近似模型和遗传算法的优化方法。采用拉丁超立方试验设计方法对叶轮叶片的进口冲角?β、包角φ及出口安放角β2进行16组方案设计,并采用ANSYS CFX14.5对16组叶轮方案进行定常数值模拟,选取离心泵设计工况1.0Qd和大流量工况1.62Qd下的效率为水力优化设计目标,建立了效率与叶片三个参数之间的Kriging近似模型,并应用多目标遗传算法对近似模型进行寻优,得到了最优的叶片参数。对原始方案进行外特性试验,数值模拟结果与试验结果基本吻合。优化后,叶轮在两工况下的效率均高于原始泵,效率分别提高了5.53%和2.29%。同时对比优化前后的泵内部速度分布,表明在设计工况和大流量工况下,优化后的叶轮内部相对速度分布更均匀,水力损失较小。提出的叶轮优化方法对泵性能提高提供了有效参考。
- 王文杰袁寿其裴吉张金凤袁建平毛法良
- 关键词：叶轮遗传算法
- 余热排出泵叶轮流固耦合特性分析被引量：4
- 2017年
- 余热排出泵长期在高温高压环境下运行,其结构的可靠性对整个机组的安全运行有着重要的影响。该文采用单向流固耦合方法研究了几种常用材料及增加叶轮盖板厚度对转子结构动力学特性的影响,同时对比了常温和高温下叶轮的振动特性。结果表明,余热排出泵高温运行时,叶轮的第1阶固有频率为394.17 Hz,较常温下升高了2.28%,远高于叶轮叶片通过频率。在各阶模态振型下,1Cr13MoS叶轮固有频率最大,ZG225-450叶轮固有频率最小。设计工况和偏工况下叶轮的应力及变形变化趋势基本一致,叶轮的变形随半径的增加而不断增大,最大变形量出现在后盖板叶轮出口处。叶轮的应力分布不均,最大应力均出现在叶片尾缘与后盖板接合处。沿着前盖板和叶片接合线,应力的峰值随前盖板厚度增加而减小。沿着后盖板和叶片接合线,增加后盖板厚度明显减小了应力峰值。高温和常温应力变化趋势基本一致,但是高温下叶轮应力明显高于常温。尤其在叶轮进口处附近,高温应力相对于常温应力增加超过300%。该研究结果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提供参考。
- 尹庭赟裴吉袁寿其王文杰
- 关键词：叶轮动力学
- 半螺旋形吸入室隔舌对大型双吸泵性能影响数值模拟研究
- 双吸泵半螺旋形吸入室结构复杂,为研究吸入室隔舌对性能的影响,以一台额定功率2000kW的大型双吸泵为研究对象,选取不同几何参数的吸入室隔舌,采用数值模拟方法,对泵性能和内流进行了研究,并对原始方案进行试验验证。结果表明采...
- 邓起凡裴吉王文杰
- 关键词：双吸泵吸入室隔舌
- 泵叶轮出口宽度对蜗壳内压力脉动强度的影响被引量：7
- 2017年
- 为了研究低比转数离心泵叶轮出口宽度对蜗壳内压力脉动强度的影响,将叶轮出口宽度分别设计为5、6和7 mm,并保持蜗壳和叶轮其他几何参数不变。应用ANSYS CFX 14.5进行数值计算,对比了定常数值计算与外特性、粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)试验结果,验证了数值计算的可信度,3个方案的扬程、效率均满足设计要求。在非定常数值计算中,引入压力脉动强度表征3个旋转周期内压力脉动的累积效应。结果表明:对于同一叶轮出口宽度,小流量下蜗壳内压力脉动强度最大,大流量次之,而在设计工况下,压力脉动强度及其梯度均是最小的;由于叶轮和蜗壳的时序干涉作用,隔舌处出现压力脉动强度的大梯度变化;蜗壳进口宽度与叶轮出口宽度之比为3时,该低比转数离心泵的性能满足设计要求,且压力脉动强度较低,综合性能较优。
- 顾延东袁寿其裴吉张金凤黄茜王文杰
- 关键词：低比转数离心泵压力脉动多工况蜗壳
- 单叶片离心泵压力脉动强度多工况对比研究被引量：11
- 2013年
- 为了直观地得到压力脉动强度和位置特征,在求解非定常雷诺时均方程(URANS)数值计算的基础上,详细分析了单叶片离心泵内部压力脉动量的组成成分,并定义了考虑整个叶轮旋转周期内累积效应的压力脉动强度标准差算法来表征脉动源.通过与压力脉动测量结果的对比,验证了数值计算的可信性.对叶轮、蜗壳和前后泵腔流道内不同工况下的压力脉动强度和分布进行了对比分析,结果表明:不同运行流量对泵内周期性压力脉动的强度和位置有明显作用;总体上,流量越大,标准差脉动强度也相应越大;通过掌握压力脉动强度分布特性,能够为多工况运行的低压力脉动单叶片泵水力设计提供重要的理论依据.
- 裴吉袁寿其袁建平王文杰
- 关键词：标准差多工况
- 基于人工神经网络的管道泵进水流道性能优化被引量：4
- 2018年
- 立式管道泵是一种具有进口弯管的单级单吸离心泵,常被应用于安装空间受限的地方。由于进口的特殊结构,该泵不可避免地产生了一定程度的能量损失,从而降低了整体的效率。为了提高管道泵的性能,基于人工神经网络进行了肘形进水流道的优化研究。进水流道的形状可由流道中线和各截面的形状控制,选择五阶贝塞尔曲线拟合流道中线,三阶贝塞尔曲线拟合截面控制参数沿流道中线的变化趋势。考虑到泵实际安装需求,选取进水流道的11个参数为优化变量,泵效率为优化目标。采用拉丁方试验设计方法设计了149个进水流道方案,应用人工神经网络建立了泵效率与11个设计变量间的高精度非线性数学表达式,采用粒子群算法对数学表达式进行了优化,得到了肘形进水流道的最优参数组合。研究结果表明:计算结果与试验结果在小流量和设计流量下呈现出很好的一致性;人工神经网络(ANN)能够准确反映泵效率和设计变量之间的关系,优化后预测值与计算值之间的偏差为0.32%;优化后的模型相对于原始模型效率提高了1.17个百分点,扬程提高了0.23 m,高效运行区得到拓宽;相比于原始进口管,优化后进口管内流动得到改善。
- 裴吉甘星城王文杰袁寿其唐亚静
- 关键词：管道泵人工神经网络粒子群算法
- 改进离散型遗传算法在离心泵性能优化中的应用
- 2023年
- 针对离心泵性能优化中设计参数多且优化周期长的问题,提出了适用于离散变量优化的改进遗传算法.以泵效率为优化目标,选取叶轮6个设计参数,采用拉丁超立方设计方法创建90组设计样本,用响应面模型对泵效率和设计参数进行拟合.通过改进的离散型遗传算法对其进行寻优,得到叶轮最优设计参数组合.结果表明:响应面模型能够准确反映效率和叶轮设计参数之间的关系,设计工况下预测值与数值模拟的偏差为0.82%;优化后泵效率在0.6Qd,1.0Qd和1.4Qd下的增幅分别为7.05%,5.98%和1.90%,且输入功率显著降低;优化后叶轮和蜗壳内部的流动损失面积明显减小,整体流动损失显著降低.参数敏感性分析表明:叶片出口安放角、叶轮出口直径、叶轮出口宽度和叶片包角对泵性能的影响较大.
- 王文杰龚小波裴吉陈金维
- 关键词：离心泵参数敏感性分析
