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不同叶片数下管道泵内部流动及振动特性的数值与试验研究被引量：14: 2013年; 为研究不同叶片数下管道泵内部的流动特性及振动特性,采用标准k-ε湍流模型和滑移网格技术,在CFX数值计算软件中,分别对6叶片和7叶片的管道泵内部全流场进行三维非定常数值模拟,计算得到不同流量下叶轮内部流动特性、蜗壳内部静压特性以及叶轮转矩波动特性。对比0.1qV工况下两种叶片数下的数值计算结果,发现6叶片下的'射流-尾迹'效应及静压变化梯度均大于7叶片,6叶片下的转矩波动强度大于7叶片;不同叶片数下,叶轮内部的相对速度变化规律、静压变化规律以及蜗舌附近低压区的发展变化规律与蜗舌和叶轮的相对位置有关。采用振动试验测量不同叶片数下管道泵的振动水平,分析振动试验结果和数值计算结果表明,在不同流量下,6叶片的振动水平高于7叶片,主要在于6叶片具有较强的压力脉动和不稳定流体力的作用;叶频及其倍频是管道泵产生振动的主要激励频率。因此,可以通过优化叶片设计参数(Z,β2,β1)来改善管道泵内部的不稳定流动状态,进而降低振动水平。; 袁寿其吴登昊任芸张金凤; 关键词：叶片数流动特性管道泵

不同叶片包角对螺旋形单蜗壳离心泵叶轮径向力特性的影响被引量：10: 2017年; 为研究叶片包角对螺旋形单蜗壳单级单吸离心泵叶轮径向力特性的影响,应用CFD软件对某模型泵内部流场进行了数值计算,在保证蜗壳和其他叶轮几何参数不变的前提下,设计了3种叶片包角分别为110°、120°、130°的叶轮,模拟得到不同工况下叶轮所受径向力分布特性,并用外特性试验验证了数值模拟的可靠性。结果表明:设计工况下,作用在叶轮上的径向力最小,0.4 Q下的径向力最大,且脉动幅值最大;叶片包角对叶轮所受径向力影响较大,以在额定工况下运行为例,叶片包角取130°时,径向力脉动最为紊乱,叶片包角取110°时,径向力脉动幅值较大;整体来看,叶片包角120°的方案性能最优。该研究可为低振动离心泵的水力优化设计、增强泵的运行稳定性提供参考。; 张霞袁寿其张金凤黄茜; 关键词：离心泵叶片包角径向力

分流叶片对离心泵流场和性能影响的数值预报被引量：30: 2009年; 针对低比速离心泵IS50-32-160模型,给出不同叶片数下、不同分流叶片长度的设计方案,采用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)方法,对多方案的全流场进行分析。对非设计流量工况计算采用了稳态N-S方程求解,对于叶轮和蜗壳、前后腔体的交界面采用滑移网格技术进行处理。通过叶轮叶片上扭矩分析,并结合以往试验和计算经验,给出适用于低比速离心泵分流叶片长度的设计公式;流场计算结果显示:分流叶片有利于叶轮出口和蜗壳入口的压力、速度分布均匀性,能有效提高叶轮出口压力,减小压力脉动;通过不同工况的计算模拟,预测各个设计方案离心泵的性能,结果表明:含分流叶片离心泵的效率向偏大流量处偏移,扬程提高较多,且功率曲线更加陡峭。最后总结了不同叶片数对水泵性能的影响,给出不同设计要求时叶片数取值参考。; 张金凤袁寿其付跃登袁建平; 关键词：低比速离心泵叶片数压力脉动

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

螺旋形蜗壳型式对高比转数离心泵性能的影响被引量：5: 2017年; 为了研究2种不同螺旋形蜗壳型式下高比转数离心泵的水力特性,以某一螺旋形单蜗壳为原型,设计了一台各截面面积相等、主要几何参数相同且带有对数螺旋形隔板的双蜗壳.选用SST k-ω湍流模型,应用ANSYS 14.5软件,对单、双蜗壳高比转数离心泵进行了不同工况的三维湍流数值计算,并利用原型泵的外特性试验,验证了数值计算方法的准确性.结果表明:在大流量工况下,双蜗壳泵具有更高的水力效率和扬程;额定工况及小流量工况下,隔板的存在影响不大.此外,双蜗壳内的压力脉动整体小于单蜗壳内的,尤其在靠近蜗壳出口处,双蜗壳内的监测点压力脉动幅值显著降低,这表明隔板能有效地抑制压力脉动;从扩散管段的截面流线图可以看出其流动比单蜗壳的更顺畅;不同工况下,双蜗壳匹配作用下的叶轮所受径向力均小于单蜗壳作用下的,尤其在大流量工况下,差值最大,说明隔板也能更好地平衡叶轮所受径向力.这对高比转数离心泵水力设计具有一定的参考价值.; 张霞袁寿其张金凤黄茜; 关键词：隔板径向力数值模拟压力脉动

对德国小型和微型水电开发的调查和分析被引量：7: 2014年; 德国的小型和微型水电站达到了7 500座,占欧盟总数的34.4%。从《我的新农村梦》中大量实地考察的德国海登海姆布伦茨河上的18座小型和微型电站以及乌尔姆附近多瑙河上的4座电站出发,对德国发展小型和微型水电的总体情况、详细的装机容量分布情况和巴伐利亚州小型和微型水电发展的具体情况依据翔实的统计数据,对发达国家德国开发小型和微型水电的成功经验进行了详细的调查和分析。通过德国的关于小型和微型水电站的装机容量分布结构分析,指出了发展大水电突出的是发电、防洪、航运和生态保护等其他宏观效益;小型和微型水电的发电效益微不足道,加大对其的发展更应该关注的是通过推进水利设施的建设不仅可以对实现农业、农民和农村电气化和农业现代化(如分散式的小型和微型水电可以解决粮食主产区的生产设备配套动力问题)有积极的意义,同时通过对小型和微型水资源的保护、管理和调节,并最终实现保护生态和环境的微观效益;对小型和微型水电的容量估算,提出了具体的简化计算公式,并进一步分析了德国巴伐利亚州小型和微型水电的水头和流量参数分布和典型的低水头电站规划设计。还对德国小型和微型水电的最新发展趋势结合典型的案例进行了调查分析和介绍,为我国发展小型和微型水电以及相关产品研发提供积极的参考。; 方玉建袁寿其Birendra Sharma朱尧华张金凤; 关键词：小型水电低水头

立式管道泵流动噪声特性与仿生降噪研究被引量：9: 2018年; 为了研究立式管道泵内部声场特性,减少管道泵运行时的噪声,基于CFD+Lighthill声类比理论对管道泵内部流场与声场进行仿真求解,并借鉴猫头鹰羽毛端部锯齿结构进行仿生优化,以期达到降噪目标。针对0.8Qd、Qd及1.2Qd3个运行工况,选用RNG k-ε模型分别对立式管道泵进行非定常数值模拟,获得3个工况下管道泵内部压力脉动数据。提取非定常计算所得的脉动力,导入声学软件LMS Virtual.lab中进行声场计算,得到各工况下管道泵进、出口声压级、泵体内部的声压分布及主要噪声源分布。结果表明:管道泵内部流动诱导噪声与压力脉动密切相关,主要是由叶轮与泵体的动静干涉引起,其频率特性与压力脉动相似,声压分布集中在轴频、叶频及其倍频,叶频时声压级最大。流量越大,管道泵进、出口声压级越大。基于仿生学原理,参考猫头鹰体表覆羽样本利用相似准则设计仿生锯齿叶片,展开仿生降噪研究,选择齿距、齿宽、齿高3个因素,设计了16组正交试验模型,计算得到各工况下泵内部流场和声场数据。选取最优降噪模型与原模型进行对比分析,结果表明:仿生叶片尾缘锯齿结构能够起到降低压力脉动、稳定流场、降低噪声的作用,其中设计工况下噪声降幅明显,叶频处噪声降低8 d B。; 张金凤贾静胡日新王洋曹璞钰; 关键词：管道泵压力脉动数值模拟

欧盟27国小水电的发展对我国的战略思考被引量：13: 2014年; 详细介绍和分析了欧盟27国发展小水电的现状和战略规划、欧盟可再生能源和分布式能源的结构比例,以及欧洲小水电协会系统推进小水电发展所起的作用.根据国家水利部颁发的《"十二五"全国水电新农村电气化规划》,介绍和分析了我国小水电的发展现状和战略规划;对我国发展小型和微型水电中存在的突出问题进行了详细的分析,例如:小水电的权责不清晰;小水电站数量多和管理难;小水电开发产业的延续性差和未来趋势不清晰;小水电设备的制造企业面临的问题,例如技术水平低、技术储备不足、科研投入少和科研能力差、管理程度浅等;小水电站年利用小时数偏低和径流式电站的问题.提出了5点建议:明晰小水电的权责关系,规范小水电的开发和经营;建立小流域发展综合管理委员会,采取"电站群"的管理方式;把握我国和国际市场的小水电发展趋势,把小水电产业做大做强并保持可持续发展;提出了从"一个科研中心、两个方向"出发,提升小水电设备制造企业技术水平低的思路;提高小水电站年满发小时数即设备的利用率,增加小水电的发电效益.; 方玉建张金凤袁寿其; 关键词：小水电低水头分布式能源可再生能源

上游泵送机械密封端面流动分析及内流场数值模拟: 本文基于摩擦润滑理论和粘性流体力学知识对上游泵送机械密封端面内流动情况进行分析,指出一般工况动压型机械密封处于定常不可压层流的流动状态;同时应用Fluent软件对此密封端面内流场进行模拟分析,发现端面内流体满足牛顿流体假...; 张金凤袁寿其曹武陵李建中; 关键词：机械密封剪切流; 文献传递

螺旋离心泵转子系统动态响应数值分析被引量：6: 2013年; 为研究螺旋离心泵转子对流固耦合作用的动态响应信息,以ZJ200-25型双叶片螺旋离心泵为研究对象,利用CFD软件CFX12.1和有限元软件ANSYS Workbench对其进行了考虑流场变载荷和结构相互作用的两场交替联合求解。得到转子受到的激励力以及位移响应频谱特点,结果表明:叶轮受到流场变载荷激励,发生了弯曲及拉伸振动;叶轮径向位移随流量增大而减小,其主频率与径向力主频率同为48.3Hz,轴向力以低频随机波动为主,但轴向位移仅在200Hz以内有较明显的响应,且振幅随频率增加而减小;叶轮质心位移在低阶频率处的振幅不高,高阶频率的振幅逐渐减小,轴向及径向位移均没有振幅过大的情况出现,说明螺旋离心泵转子正常工作时未发生共振,稳定性良好。研究结果对螺旋离心泵转子系统的设计改良及振动分析具有一定的参考意义。; 徐宇平袁寿其张金凤裴吉周建佳; 关键词：螺旋离心泵流固耦合转子系统

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张金凤

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