检索结果-南通市图书馆

Numerical and Experimental Study on Flow-induced Noise at Blade-passing Frequency in Centrifugal Pumps

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

Chinese Journal of Mechanical Engineering 2014年第3期27卷 606-614页

作者： YANG Jun YUAN Shouqi YUAN Jianping si qiaorui PEI Ji Research Center of Fluid Machinery Engineering and Technology Jiangsu University

With the increasing noise pollution, low noise optimization of centrifugal pimps has become a hot topic. However, experimental study on this problem is unacceptable for industrial applications due to unsustainable cost. A hybrid method that couples computational fluid dynamics （CFD） with computational aeroacoustic software is used to predict the flow-induced noise of pumps in order to minimize the noise of centrifugal pumps in actual projects. Under Langthjem＇s assumption that the blade surface pressure is the main flow-induced acoustic source in centrifugal pumps, the blade surface pressure pulsation is considered in terms of the acoustical sources and simulated using CFX software. The pressure pulsation and noise distribution in the near-cutoff region are examined for the blade-passing frequency （BPF） noise, and the sound pressure level （SPL） reached peaks near the cutoff that corresponded with the pressure pulsation in this region. An experiment is performed to validate this prediction. Four hydrophones are fixed to the inlet and outlet ports of the test pump to measure the flow-induced noise from the four-port model. The simulation results for the noise are analyzed and compared with the experimental results. The variation in the calculated noise with changes in the flow agreed well with the experimental results. When the flow rate was increased, the SPL first decreased and reached the minimum near the best efficient point （BEP）; it then increased when the flow rate was further increased. The numerical and experimental results confirmed that the BPF noise generated by a blade-rotating dipole roughly reflects the acoustic features of centrifugal pumps. The noise simulation method in current study has a good feasibility and suitability, which could be adopted in engineering design to predict and optimize the hydroacoustic behavior of centrifugal pumps.

关键词： centrifugal pumps flow-induced noise prediction blade-passing noise blade surface pressure pulsations

应急供水多级泵意外停机水力过渡过程瞬态特性

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

农业工程学报 2024年第4期40卷 72-81页

作者：司乔瑞夏欣武凯鹏邓凡杰袁寿其江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013

应急供水多级泵的意外停机会引起系统性能参数的剧烈变化,严重威胁供水安全。为了探究多级泵停机水力过渡过程内部流场的瞬态效应,该研究建立了基于叶轮转动平衡方程的泵停机过程转速预测方法,数值模拟分析了意外停机过程中多级泵内部... 详细信息

应急供水多级泵的意外停机会引起系统性能参数的剧烈变化,严重威胁供水安全。为了探究多级泵停机水力过渡过程内部流场的瞬态效应,该研究建立了基于叶轮转动平衡方程的泵停机过程转速预测方法,数值模拟分析了意外停机过程中多级泵内部流动特性。研究结果表明:在意外停机过程中,多级泵分别经历水泵工况、制动工况、反转工况以及飞逸工况4个阶段,转速呈现先减小至0后沿负方向增大的趋势,最后稳定在飞逸转速-4210 r/min附近;流量呈现先减小至0后沿负方向增大的趋势,然后再沿正方向增大,最终稳定在飞逸流量-14.32 kg/s附近;扭矩呈现先减小再增加,最后减小并稳定在零点附近。泵内流量和转速的大小、方向不断变化引起叶轮流道内流体的流动分离和回流,伴随着涡的形成、发展和破碎等时空演变;熵产值的变化与多级泵内不稳定流动密切相关,由湍流耗散所带来的损失起主导作用,在达到飞逸工况后湍流耗散熵产占比约65.2%,能量损失主要发生在叶轮流道内,且制动工况中内流场的损失较大;多级泵首级流道内监测点压力变化最为剧烈,各级监测点的压力脉动系数波动幅值随着级数的增加呈减小趋势;压力脉动振幅主导频率与多级泵转速呈现正相关关系,主导分量对应于叶轮流道的叶片通过频率,且沿着流体流动方向压力脉动频率振幅逐渐增大,压力脉动的频率特性可以反应出意外停机过程中流量的不稳定变化。研究成果可为应急供水系统安全稳定运行提供理论指导。

关键词：离心泵瞬态效应内部流动意外停机熵产分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

明渠模型预测控制快速优化计算方法

排灌机械工程学报 2024年第5期42卷 484-490页

作者：李汉元张召雷晓辉王浩司乔瑞江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013 中国水利水电科学研究院北京100038

针对基于圣维南方程使用启发式算法进行渠道预测控制时,现有优化计算方法生成调控方案时间过长、无法满足实时控制需求的问题,提出了一种基于多目标优化算法的快速优化方法.以一处试验渠道的数值模型作为控制对象,应用此方法构建了预测... 详细信息

针对基于圣维南方程使用启发式算法进行渠道预测控制时,现有优化计算方法生成调控方案时间过长、无法满足实时控制需求的问题,提出了一种基于多目标优化算法的快速优化方法.以一处试验渠道的数值模型作为控制对象,应用此方法构建了预测控制模型以生成调控方案,并构建了一维水动力模型对调控方案进行验证.研究发现在闸门控制系统中,超出水位控制范围的最大值最小、超出水位控制范围的平均值最小、闸门动作次数最少、闸门开度总变化量最小4个目标间能够相互诱导,加速优化计算过程4倍以上.在该试验渠道的流量计划调整工况中,验证了此种方法的有效性,将单次计算时间缩短至1 s内.验证效果表明,该方法在提高了水位控制效果的同时,能够减少由单独设置超出水位控制范围的最大值最小目标导致的非必要闸门调控,总计减少69%的闸门调控次数.

关键词：渠道水位控制预测控制多目标优化圣维南方程闸门自动控制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

泵站-水库原水调水系统经济运行方式优化

排灌机械工程学报 2024年第2期42卷 201-208页

作者：高中阳张召司乔瑞薛萍雷晓辉李月强杜梦盈江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013 中国水利水电科学研究院北京100038 河海大学计算机与信息学院江苏南京210098 河海大学水利水电学院江苏南京210098

为提高泵站-水库原水调水系统中泵站的运行效益,最大限度降低输水系统的运行成本.通过分析该类输水系统特性以及供水方式,基于遗传算法构建泵站机组流量分配模型,优化分配泵站运行流量.在此基础上,考虑泵站时间维度上的运行方式,结合亳... 详细信息

为提高泵站-水库原水调水系统中泵站的运行效益,最大限度降低输水系统的运行成本.通过分析该类输水系统特性以及供水方式,基于遗传算法构建泵站机组流量分配模型,优化分配泵站运行流量.在此基础上,考虑泵站时间维度上的运行方式,结合亳州加压泵站的工程状况和区域分时电价,以单位提水费用最小为优化目标,构建经济运行模型.将该方法应用于亳州供水工程,结果表明模型效果显著,并对历史运行区间内周期输水量进行离散计算,拟合得出周期内单位提水费用最低工况,进而对拟合结果进行分析.结果表明:所构建经济运行模型具有较好的适用性,可降低工程运行费用,为工程优化调度提供指导;受到泵站运行效率和分时电价的影响,泵站单位提水费用随调水量增加先降低后升高.

关键词：优化调度周期性输水机组流量分配遗传算法

Blockage and distortion effects on a vane-island type diffuser performance of centrifugal pumps for various flow rates

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

排灌机械工程学报 2016年第12期34卷 1013-1021页

作者： si qiaorui DAZIN Antoine DUPONT Patrick ROUSSETTE Olivier BOIS Gérard National Research Center of Pumps Jiangsu University Laboratoire de Mécanique de Lille (UMR CNRS 8107) Arts et Métiers ParisTech Laboratoire de Mécanique de Lille(UMR CNRS 8107) Ecole Centrale de Lille

Experimental investigation of mean flow velocity and pressure inside the vane-island type diffuser passage of a test centrifugal pump model is presented.A directional three-hole probe was used to investigate hub-to-shroud flow properties at diffuser leading and trailing edge planes.In addition,the mid-section between suction and pressure sides along the diffuser passage was also studied.All these measurements were performed at five different flow conditions.The flow structures at the inlet section of the diffuser and along with the passage were analyzed in detail,with a focus on the flow distribution and the pressure recovery evolution of different diffuser parts.Blockage and distortion effects were analyzed by using existing published particle image velocimetry(PIV)measurements in the outer part of the impeller and around the diffuser throat in order to get a better understanding of the overall performances and local flow structures of such a diffuser design.The results show that back flows occur on the shroud region from impeller exit plane up to the semi-vaneless part of the diffuser at low flow rates.Aerodynamic blockage effects combining with blade thickness geometrical blockage tend to diminish the effects of theoretical high positive incidence.For high flow rates,negative incidence effects induce high local velocity on the pressure side of the diffuser just after the throat.Existing aerodynamic blockage associated with low flow distortions are found to have a beneficial effect on pressure recovery for low flow rates.On the contrary,high flow distortions are found for increased flow rates,resulting in a low pressure recovery inside the semi-vane less part of the diffuser and after the throat.

关键词： vane island diffuser flow structure pressure recovery three-hole probe particle image velocimetry

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于差异特性水泵机组的优选与调控

排灌机械工程学报 2024年第3期42卷 256-264页

作者：闫静张召位文涛司乔瑞李月强薛萍高中阳杜梦盈江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013 中国水利水电科学研究院北京100038 河北工程大学水利水电学院河北邯郸056038 河海大学水利水电学院江苏南京210098 河海大学计算机与信息学院江苏南京210098

为有效降低泵站因理论抽水装置效率偏离实际情况产生的方案误差,在聚类方法的基础上,利用历史监测数据对泵站内各抽水装置的特性曲线进行校正,同时将校正结果运用到泵站优化调度模型中,构建基于差异特性水泵机组的泵站优化调度模型,以... 详细信息

为有效降低泵站因理论抽水装置效率偏离实际情况产生的方案误差,在聚类方法的基础上,利用历史监测数据对泵站内各抽水装置的特性曲线进行校正,同时将校正结果运用到泵站优化调度模型中,构建基于差异特性水泵机组的泵站优化调度模型,以实现站内机组的智能优选与调控.研究结果表明:校正后曲线的理论抽水装置效率比校正前精度平均提高18.8%,更符合工程实际;相比于人工经验调度方案,基于校正后曲线的差异特性水泵机组优化方案能耗平均降低了9.08%,成本平均降低了3.59%,优于人工经验调度方案;对校正后的多台水泵机组性能曲线进行对比发现,因安装位置、累计运行台时及磨损程度不同,导致泵站内同型号水泵的抽水装置效率产生差异,最大偏差达14.63%,说明长时间运行时的泵站已无法直接通过均分流量完成最优分配,进一步证明了水泵机组差异特性研究的必要性.

关键词：水泵机组优化调度水泵特性曲线校正抽水装置差异特性遗传算法降耗节能

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于深度神经网络的多级高压提水泵故障辨识

农业工程学报 2022年第14期38卷 27-34页

作者：秦云张钊源袁寿其司乔瑞杨宁江苏大学电气信息工程学院镇江212000 江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心镇江212000

多级高压提水泵属于复杂旋转机械,受设备自身结构影响,其故障特征频率易被强噪声淹没,且叶轮、轴承、齿轮等转子部件的故障振动信号相似度极高,导致现有故障辨识方法无法快速准确辨识其故障模式。针对上述问题,该研究提出一种改进的一... 详细信息

多级高压提水泵属于复杂旋转机械,受设备自身结构影响,其故障特征频率易被强噪声淹没,且叶轮、轴承、齿轮等转子部件的故障振动信号相似度极高,导致现有故障辨识方法无法快速准确辨识其故障模式。针对上述问题,该研究提出一种改进的一维卷积长短期记忆神经网络(One-Dimensional Convolution and Long Short-Term Memory Neural Network,1D-CNN-LSTM)自适应故障辨识模型。首先通过贝叶斯优化算法获得给定模型超参数,再输入经互补集合经验模态分解降噪后的振动数据集,通过1D-CNN层自适应提取样本特征并作为LSTM层输入;利用LSTM层学习具有识别性的深层特征并训练模型,最后由输出层Softmax函数完成故障辨识与分类。多级高压提水泵试验台实测数据集对模型进行验证的结果表明:提出的1D-CNN-LSTM智慧故障辨识模型能够快速辨识关键转子部件的故障模式,且准确率可达97%,具有更好的抗噪能力和鲁棒性能,可为智慧应急供水与净水一体化系统的可靠运维技术研发奠定理论基础。

关键词：故障辨识卷积神经网络长短时记忆网络多级高压提水泵多尺度特征提取

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于正交试验的高压应急提水泵优化设计

排灌机械工程学报 2023年第6期41卷 630-637页

作者：郭勇胜陈红军司乔瑞白小榜王鹏袁寿其江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013 重庆水泵厂有限责任公司重庆400033

为了提高高压应急提水泵的水力性能,分析叶轮几何参数对泵效率的影响顺序,对BB4型多级离心泵首级叶轮和次级叶轮分别进行正交试验设计.首级叶轮需考虑抗汽蚀性能,故选取叶片前盖板流线进口安放角、中间流线进口安放角、后盖板流线进出... 详细信息

为了提高高压应急提水泵的水力性能,分析叶轮几何参数对泵效率的影响顺序,对BB4型多级离心泵首级叶轮和次级叶轮分别进行正交试验设计.首级叶轮需考虑抗汽蚀性能,故选取叶片前盖板流线进口安放角、中间流线进口安放角、后盖板流线进出口安放角、叶轮进口直径、叶轮外径和叶片包角等7个几何参数作为设计因素.次级叶轮选取叶轮前盖板流线进出口安放角、中间流线进出口安放角、后盖板流线进出口安放角和叶片包角等7个因素,每个因素取3个水平,共设计18组方案.采用STAR-CCM+软件对单级叶轮进行数值模拟,分析了叶轮内流场变化,并通过极差分析得到各几何参数对叶轮效率的影响显著.将优化后首级叶轮和次级叶轮替换成三级泵模型初始叶轮,通过数值模拟得到优化后多级泵外特性参数.结果表明:在一定范围内适当增大包角和叶片进口安放角、减小叶轮外径能提升叶轮效率,改善叶轮抗汽蚀性能;在叶轮基本尺寸不变时,适当减小叶轮进口安放角,增大包角能提高叶轮效率;分析对比优化前后外特性参数,验证了正交试验设计方法结合数值模拟能对高压应急提水泵进行优化设计.

关键词：高压应急提水泵正交试验优化设计叶轮数值模拟

山区和边远灾区应急供水系统提水装备发展现状

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

排灌机械工程学报 2023年第6期41卷 614-623,648页

作者：邓凡杰司乔瑞李方忠王鹏杨海龙袁寿其江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013 重庆水泵厂有限责任公司重庆401123

为提升中国山区和边远地区应急供水保障能力,针对山区和边远灾区应急供水中“提水”环节所需的各套装备的国内外发展历程进行了论述,介绍了目前应急装备供水体系和主要工作原理,总结了水泵、车载系统及二次加压泵站等具体救援装备的发... 详细信息

为提升中国山区和边远地区应急供水保障能力,针对山区和边远灾区应急供水中“提水”环节所需的各套装备的国内外发展历程进行了论述,介绍了目前应急装备供水体系和主要工作原理,总结了水泵、车载系统及二次加压泵站等具体救援装备的发展现状:应急提水装备涉及多个泵产品,性能与国外差距逐渐缩小,产品性价比高、型号丰富,但受限于加工制造精度和成本要求,可靠性还有待提升;基于柴油机驱动的“机-泵-管”平台针对提水泵的运行、驱动动力源的运行稳定性及高效的运行过程,不断提高车架的疲劳强度、可靠性和轻量化,但受限于繁多的零件与复杂的布置,整机的优化还有所欠缺,悬置系统从单一目标优化过渡到多目标优化,改善了乘坐体验、车厢的振动;管道水击和管道泄漏监测都依赖于更加周全的算法和更高的求解精度,数字孪生是应急提水管网控制的趋势,依靠物联网、5G、大数据和云计算等新技术,完成从基础数据到数字化模拟,再到指挥调度和决策支持,实现由自动化、信息化、数字化到智慧化的升级,将大大提高应急救援的效率.

关键词：应急供水系统提水装备高压提水泵车架应力悬置系统数字孪生