陈凯
- 作品数：9 被引量：43H指数：5
- 供职机构：江苏大学流体机械工程技术研究中心更多>>
- 发文基金：江苏省普通高校研究生科研创新计划项目国家自然科学基金教育部重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：机械工程农业科学交通运输工程动力工程及工程热物理更多>>
- 新型自吸离心泵自吸结构设计与试验研究被引量：5
- 2016年
- 针对传统大流量自吸离心泵自吸性能差、效率低等问题,设计了一种新型自吸结构的大流量自吸离心泵.将高压空气射流应用于泵的排气系统中,合理设计高压射流喷嘴的结构形式,对其主要尺寸进行计算,同时设计出与射流喷嘴配合工作的止回阀,选择气密性良好的球阀.提出新型轴联离合装置,通过皮带轮连接泵轴与空压机主轴,保证自吸完成后空气压缩机迅速脱离工作,并根据泵的排气要求以及国家标准,计算选取空气压缩机.对该新型大流量自吸离心泵机组自吸性能进行试验研究,记录各个高度下运行的自吸时间.试验结果表明:当自吸高度分别为5.3,6.0,7.0,8.1 m时,自吸时间依次为62,92,121,173 s,自吸时间均小于国家标准规定值,自吸性能优势十分明显,机组的效率显著提高.
- 武永生刘建瑞李红陈凯常浩
- 关键词：自吸离心泵空气压缩机
- 泵作透平性能试验台设计开发被引量：6
- 2015年
- 为了设计开发离心泵作透平的试验台,分析了国内外离心泵作透平的试验现状及现有试验台的优缺点,结合泵作透平的基本知识以及流体机械测试技术,设计开发了离心泵作透平的手动测试试验台和自动测试试验台.对手动测试试验台和自动测试试验台分别进行了测试试验,并对比分析了2种试验台的优缺点.从2种试验台的测试结果可以看出,2种试验台均可以准确测得泵作透平的真实水力性能,为测试泵作透平的水力性能提供可靠试验依据.研制的自动测试试验台设计更合理、便于操作、测试范围广,对泵作透平的研究有重要的意义.
- 孔繁余陈凯杨孙圣汪家琼袁昕
- 关键词：试验台设计优化设计
- 叶片安放角变化规律对液力透平性能的影响被引量：17
- 2015年
- 基于ANSYS Bladegen软件,针对不同叶片安放角变化规律分别设计3种前弯叶片液力透平专用叶轮。通过与试验结果对比,确定了合理的数值模拟方案,分别完成了3台透平全流场数值计算。分析了叶片安放角变化规律对透平外特性、压力分布和水力损失分布的影响。结果表明:最优工况时,3个叶轮的效率、压力分布和水力损失分布均相差不大。在非最优工况,安放角采用线性变化规律设计时,透平性能更好,效率曲线更平坦;叶轮出口处低压区域范围较其他2种方案大。水力损失分布显示在叶片进出口安放角及包角相同的情况下,安放角变化规律对蜗壳及尾水管内的流动影响不大,仅对叶轮内的流动产生较明显的影响,叶片安放角呈'S'形变化对透平性能的影响是负面的,线性分布规律相对较好。
- 王桃孔繁余杨孙圣陈凯许荣军
- 关键词：液力透平数值模拟性能分析
- 前弯叶片液力透平专用叶轮设计与实验被引量：14
- 2014年
- 应用蜗壳内速度矩守恒的假设,推导了螺旋形蜗壳常数的计算表达式,得到了叶轮进口处的速度矩。采用无撞击进口、法向出口的液流工况,确定了叶轮的进出口安放角,设计了一前弯型叶片液力透平专用叶轮。设计了叶轮模型,进行了外特性实验。结果表明：对比原型泵作透平的实验结果,新设计的前弯型叶片液力透平专用叶轮显著提高了透平效率,最高效率由原来的59.98%提高到67.91%,最高效率提高了13.22%。采用专用叶轮的效率曲线较原型泵作透平的效率曲线平坦,在0.9-1.2倍最优工况运行区间,效率变化值在1.5%以内,高效区较宽。
- 王桃孔繁余袁寿其杨孙圣陈凯
- 关键词：速度矩
- 梯形断面蜗壳式离心泵作透平叶轮的设计与试验被引量：3
- 2018年
- 为提高非圆形断面蜗壳式离心泵作透平的效率,以一比转速为193的梯形断面螺旋形蜗壳式离心泵为原型,设计了适应此类泵作透平运行的透平专用叶轮。根据原型泵梯形断面蜗壳几何参数,依据面积相等的原则,推导梯形断面几何参数与当量圆断面半径的换算关系式;依据等速度矩定律确定叶轮进口速度矩,推导出叶片进口安放角与设计流量的关系表达式;对于叶片进口较宽的情况,在轴面投影图中划分三条流线,分别计算三条流线与叶片出口边交点处的出口安放角;基于ANSYS BladeGen与NX软件建立新叶轮的三维模型,制作试验叶轮,开展外特性试验,并进行数值模拟分析。结果表明:新叶轮将透平最高效率由71.9%提高到了77.3%,较原型叶轮透平最高效率提高了7.5%,且新叶轮在75~130 m^3/h的流量区间均能高于72%的效率运行,效率曲线较平坦,高效区运行范围宽。数值计算结果分析表明新叶轮进口能较好地适应螺旋形蜗壳的出流;从叶片进口到叶片出口,液体压能得以较均匀地转换,叶轮内的水力损失较原型泵叶轮内部显著减小。透平试验高效点与给定的设计流量一致,验证了该文提出的透平叶轮设计理论和方法是合理可行的。
- 王桃孔繁余杨孙圣陈凯刘莹莹
- 关键词：叶轮数值模拟
- 泵作透平专用叶轮直径的确定及其对透平性能的影响被引量：5
- 2016年
- 为了以理论方法建立前弯叶片泵作透平专用叶轮直径与设计流量的关系,揭示叶轮直径对透平性能的影响,该文以比转速为66的离心泵为原型,推导叶轮直径与设计流量的关系表达式。在不改变原型泵其他过流部件的前提下,基于ANSYS Bladegen软件设计3个进口安放角均为90°,直径分别为235、245和255 mm的前弯叶片透平专用叶轮。在试验验证基础上,分别完成3台透平全流场数值计算。结果表明:叶轮直径对透平外特性有显著影响,高效点随叶轮直径增加向大流量偏移。最高效率点均出现在计算临界流量稍偏右侧,与理论推导结论基本相符。叶轮直径从235 mm增大到245和255 mm时,透平最高效率分别提高了1.73%和3.32%。随叶轮直径增大,小流量区效率下降且降速快,大流量区效率提高且高效区宽。该研究丰富了液力透平设计方法,可为前弯叶片透平专用叶轮设计提供参考。
- 王桃孔繁余杨孙圣陈凯苟秋琴
- 关键词：叶轮速度矩
- 转速对离心泵作透平性能影响的试验与分析被引量：7
- 2016年
- 为揭示转速对泵作透平效率的影响规律,该文以一比转速为66,叶轮采用透平专用叶轮的离心泵反转作透平为对象,完成了900到2 100 r/min间隔300 r/min,共5个不同转速运行试验与数值模拟。结果表明:不同转速下,透平扬程与轴功率均随流量增大而增加,效率曲线先上升后下降。CFD计算值与运用比例定律理论计算值较吻合,但CFD不能完全客观反映变速对效率的影响。试验性能参数与运用比例定律理论计算值存在一定偏差,流量偏差最小,扬程偏差其次,轴功率偏差最大。额定转速运行时,试验最高效率为69.83%;降20%与40%转速运行时,效率较额定转速时分别下降了2.82%与6.34%。分析表明,降速对容积与机械效率呈负影响,而一定范围内升速对效率呈非线性正向影响。透平部分工况运行时,偏离额定工况越远,效率下降越明显,降速运行对提高效率效果越显著。在水力条件及强度均满足的前提下,透平尽量维持或略高于额定转速运行,有利于能源的高效利用。研究结果对透平高效经济运行具有参考价值。
- 王桃孔繁余陈凯段小辉苟秋琴
- 关键词：离心泵透平计算机仿真转速经济运行
- 基于DYNAFORM叶轮前盖板拉伸成形的数值模拟研究
- 2015年
- 基于板料成形有限元分析软件DYNAFORM,对不同厚度的叶轮前盖板拉伸成形进行数值模拟,分析板料在不同厚度下的应力、厚度、压边力变化情况。结果表明:板料的相对厚度t/D越大,危险区域所受的应力越小,对拉伸有利;在板料拉伸过程中,压边力的平衡状态不随板料厚度变化而变化,基本保持一稳定的值。叶轮前盖板拉伸成形研究对冲压泵制造具有一定的指导意义。
- 袁昕孔繁余沈小凯陈凯
- 关键词：DYNAFORM数值模拟应力变化厚度变化
- 叶轮外径对前弯型液力透平性能的影响被引量：2
- 2016年
- 为研究前弯型叶轮外径对液力透平水力性能的影响,进行试验,获得了液力透平外特性数据,与计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)的结果进行对比分析,发现两者结果十分接近,验证了CFD模拟的准确性。利用CFD技术获得了215 mm、235 mm和255 mm叶轮外径液力透平的外特性曲线,发现随叶轮外径的增加,高效点向大流量区域偏移,在大流量区域,扬程大幅下降,轴功率小幅提升,效率有较明显提升,在小流量区域,扬程上升,轴功率略微下降,效率下降明显。对215 mm、235 mm和255 mm外径叶轮的速度场分析,发现随叶轮外径的增加,叶轮与蜗壳基圆之间的循环流量逐渐减小,流动状态得到明显改善,叶轮内水力损失也有较为明显的减小。利用理论公式推测改变了叶轮外径后的液力透平的高效点参数,发现普遍高于CFD模拟结果,分析产生差值的可能原因。对液力透平的轴功率、扬程进行理论分析,探讨其随叶轮外径增加的变化趋势。
- 陈凯杨孙圣王桃孔繁余袁昕
- 关键词：液力透平叶轮外径
