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基于流固耦合的灯泡贯流泵叶轮强度分析

排灌机械工程学报 2014年第11期32卷 921-926页

作者：唐学林王秀叶贾玉霞中国农业大学水利与土木工程学院北京100083

采用RNG k-ε湍流模型及SIMPLEC算法,对灯泡贯流泵装置内部三维流场进行全流道湍流数值模拟.采用顺序耦合方法,应用ANSYS Workbench软件,对叶轮进行结构静应力数值分析,并通过试验进行对比验证.结果表明:通过数值模拟与原型泵试验得到... 详细信息

采用RNG k-ε湍流模型及SIMPLEC算法,对灯泡贯流泵装置内部三维流场进行全流道湍流数值模拟.采用顺序耦合方法,应用ANSYS Workbench软件,对叶轮进行结构静应力数值分析,并通过试验进行对比验证.结果表明:通过数值模拟与原型泵试验得到两者外特性曲线的变化趋势大致相同;工作面静压整体上较背面高,叶片背面进水边靠近轮缘位置出现局部低压,易发生空化;叶轮强度主要受离心力和流体压力的影响,且两者共同作用下的最大等效应力和最大总位移远小于两者单独作用的值;叶轮最大等效应力随流量的增大而增大,最大总位移随流量增大呈先减小后增大的趋势,最大等效应力出现在叶片出水边与轮毂交接处,叶轮变形的总位移随叶轮半径的增大而增大,最大变形量出现在叶片出水边靠近轮缘位置;强度校核结果表明,叶轮强度符合要求.计算结果可为灯泡贯流泵的应力特性分析提供参考.

关键词：灯泡贯流泵数值模拟顺序流固耦合结构应力外特性

基于颗粒轨道模型的离心泵叶轮泥沙磨损数值预测

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农业机械学报 2016年第8期47卷 35-41页

作者：黄先北杨硕刘竹青杨魏黎耀军中国农业大学北京市供水管网系统安全与节能工程技术研究中心北京100083

基于两相流颗粒轨道模型和Tabakoff磨损模型,对某型号单吸泵进行数值模拟得到不同泥沙条件和不同入口条件下颗粒运动轨迹和磨损规律。不同泥沙条件共设定7组方案,即颗粒质量分数为10%时,颗粒粒径分别为0.01、0.05、0.1、0.5 mm,以及颗... 详细信息

基于两相流颗粒轨道模型和Tabakoff磨损模型,对某型号单吸泵进行数值模拟得到不同泥沙条件和不同入口条件下颗粒运动轨迹和磨损规律。不同泥沙条件共设定7组方案,即颗粒质量分数为10%时,颗粒粒径分别为0.01、0.05、0.1、0.5 mm,以及颗粒粒径为0.5 mm时,颗粒入口质量分数分别为2%、5%、8%、10%。结果表明,离心泵叶轮的磨损主要分布在叶片工作面和后盖板;粒径增大,颗粒向叶片工作面进口边的运动速度增加,形成点状的冲击式磨损;粒径减小时,在叶片工作面靠近出口边处逐渐形成条状的擦伤式磨损;颗粒质量分数对磨损率影响十分显著,而对磨损形态和位置没有影响;颗粒在入口分布的均匀度越大,叶轮内磨损形态的分散程度及磨损位置的轴对称性越明显。

关键词：离心泵叶轮磨损颗粒轨迹 CFX

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压力波动预止阀对泵站水锤的影响

排灌机械工程学报 2013年第5期31卷 413-417页

作者：王玲王福军张嘉辰李雪楠中国农业大学水利与土木工程学院北京100083

运用水锤理论及特征线法,结合某高扬程泵站工程,对压力波动预止阀在泵站水锤防护过程中的作用和有关工作参数设定方法进行了研究.通过计算压力波动预止阀在13种开启方式和10种关闭方式下的水力瞬变过程,发现压力波动预止阀能够有效防护... 详细信息

运用水锤理论及特征线法,结合某高扬程泵站工程,对压力波动预止阀在泵站水锤防护过程中的作用和有关工作参数设定方法进行了研究.通过计算压力波动预止阀在13种开启方式和10种关闭方式下的水力瞬变过程,发现压力波动预止阀能够有效防护系统最高压力,但在某些情况下也可能使系统最低压力进一步降低.压力波动预止阀低压开启时间、维持开启时间和关闭时间是影响水锤防护效果的关键参数,3个参数之间存在最佳组合,能够使输水管线最高压力控制在最低水平,最低压力下降程度最小.对于压力波动预止阀的开启过程,要求在事故停泵后第1个压力波峰到来之前完全开启;为了防止因外泄量过多导致系统最低压力进一步降低,建议维持开启时间要短.随着压力波动预止阀关闭时间的增长,系统最高压力不断降低,越有利于高压水锤的防护.研究结果对新建及现有的带有压力波动预止阀的高扬程泵站水锤防护,具有重要参考价值.

关键词：泵站高扬程压力波动预止阀水锤水力过渡过程

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潜水轴流泵内部流场压力脉动的数值模拟

排灌机械工程学报 2014年第4期32卷 302-307页

作者：张玉新王秀叶丁鹏唐学林上海瑞晨环保科技有限公司上海201800 中国农业大学水利与土木工程学院北京100083

流场压力脉动对轴流泵的运行稳定性具有重要影响,为了准确分析潜水轴流泵的压力脉动特性,采用RNG k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对ZQA系列潜水轴流泵进行了全流道三维流动数值模拟和压力脉动分析.计算结果表明:轴流泵的扬程、功率、效率... 详细信息

流场压力脉动对轴流泵的运行稳定性具有重要影响,为了准确分析潜水轴流泵的压力脉动特性,采用RNG k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对ZQA系列潜水轴流泵进行了全流道三维流动数值模拟和压力脉动分析.计算结果表明:轴流泵的扬程、功率、效率等外特性计算结果与试验结果基本吻合;轴流泵内部叶轮进口截面压力脉动幅值最大,泵内的压力脉动的主要频率与叶片通过频率相同,导叶后的脉动以低频为主,叶片表面从轮毂到轮缘压力脉动低频成分逐渐减少;在叶片工作面,压力脉动的幅值从轮缘到轮毂逐渐减小,从叶轮进口到出口逐渐增大.叶片进水边轮缘处压力脉动的幅值是轮毂处的1.22倍.在叶片背面,叶片进水边轮缘处压力脉动的幅值是轮毂处的1.77倍,出水边轮缘处压力脉动的幅值是轮毂处的0.92倍,叶片背面的压力脉动幅值明显小于工作面;叶轮进口截面,在0.8Q工况流量下压力脉动最大,为设计工况的2倍.计算结果为进一步分析轴流泵压力脉动提供了参考.

关键词：潜水轴流泵数值模拟压力脉动外特性时频特性

再生水水质与滴灌灌水技术参数对番茄产量和品质的影响

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灌溉排水学报 2014年第4期33卷 204-208页

作者：栗岩峰温江丽李久生中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

通过日光温室内的再生水滴灌试验,研究了再生水滴灌下水质、灌水周期和滴灌带埋深对番茄产量、品质和灌溉水分生产率的影响。结果表明,再生水灌溉增加了番茄产量,提高了灌溉水分生产率,一定程度改善了果实的可溶性糖和可滴定酸度等口感... 详细信息

通过日光温室内的再生水滴灌试验,研究了再生水滴灌下水质、灌水周期和滴灌带埋深对番茄产量、品质和灌溉水分生产率的影响。结果表明,再生水灌溉增加了番茄产量,提高了灌溉水分生产率,一定程度改善了果实的可溶性糖和可滴定酸度等口感指标,对Vc和可溶性固形物等营养指标无明显不利影响。灌水周期的缩短和滴灌带埋深的增加都会促进番茄产量和灌溉水分生产率的增加。对日光温室番茄而言,以较短的灌水周期和较深的滴灌带埋深进行再生水滴灌能够获得较好的节水增产效果,且对果实品质无不利影响。

关键词：水质灌水周期滴灌带埋深产量番茄

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压力波动预止阀关闭特性对泵站水锤的影响

排灌机械工程学报 2014年第10期32卷 871-876页

作者：王玲王福军李雪楠邹志超中国农业大学水利与土木工程学院北京100083

为了获得压力波动预止阀在防护泵站水锤方面的水力性能,采用特征线法,通过构建水泵与压力波动预止阀的数学模型,以宁夏固原地区某高扬程泵站为例,详细分析了压力波动预止阀的5种关闭特性曲线对泵站水锤防护效果的影响.结果表明:压力波... 详细信息

为了获得压力波动预止阀在防护泵站水锤方面的水力性能,采用特征线法,通过构建水泵与压力波动预止阀的数学模型,以宁夏固原地区某高扬程泵站为例,详细分析了压力波动预止阀的5种关闭特性曲线对泵站水锤防护效果的影响.结果表明:压力波动预止阀在全开状态并选择针形阀曲线类型时达到最大外泄量;压力波动预止阀在关闭过程中,通过阀门流量的减少率接近于阀门开启面积的减少率.当压力波动预止阀选择为蝶阀类型的减速关闭曲线时,可使泵站出口压力波动最先达到稳定.同时,当压力波动预止阀的曲线类型由加速关闭曲线、常速关闭曲线至减速关闭曲线变化时,整个输水系统最高压力极值下降,而系统最低压力极值上升.因此,压力波动预止阀关闭特性选择为减速关闭曲线类型时,可防护的系统最高压力最小,最低压力最大,从而更有利于水锤防护.

关键词：压力波动预止阀关闭特性泵站水锤数学模型

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水力机械研发平台的建设和应用

中国水利水电科学研究院学报 2019年第6期17卷 432-438,445页

作者：陆力潘罗平彭忠年徐洪泉孟晓超高忠信中国水利水电科学研究院机电所

中国水科院水力机械研发平台是以建设水力机械新模型试验台为核心,结合CFD数值模拟技术的开发和应用,利用现代计算机技术和测试技术搭建的研究开发平台。该平台的建设在同台对比试验、贯流式水轮机力矩测试、浑水浓度及水头测量、固液... 详细信息

中国水科院水力机械研发平台是以建设水力机械新模型试验台为核心,结合CFD数值模拟技术的开发和应用,利用现代计算机技术和测试技术搭建的研究开发平台。该平台的建设在同台对比试验、贯流式水轮机力矩测试、浑水浓度及水头测量、固液两相流CFD数值模拟及磨损预估等方面提出了创新的方法及技术,使试验台试验能力和测试精度均达国际领先水平。通过该平台,开发和设计出一大批优秀的水力机械模型转轮、抗磨材料和稳定性技术,广泛应用于水利、水电的建设与改造中,并进行了三峡右岸、溪洛渡、向家坝等巨型水电站的水轮机及江苏溧阳抽水蓄能电站、浙江仙居抽水蓄能电站的水泵水轮机同台对比试验,为锦屏一级水电站、土耳其OBRUK水电站、老挝南立水电站等国内外十几个大、中型水电站的水轮机和水泵水轮机进行了模型验收,推动了水轮机、水泵水轮机性能水平的提高和水力机械模型测试技术的进步。

关键词：水力机械研发平台固液两相流工程应用 CFD数值模拟

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某抽水蓄能电站一管双机切泵试验分析

人民长江 2017年第9期48卷 79-82页

作者：徐三敏张飞秦俊杨柳国网新源控股有限公司技术中心北京100161

在抽水蓄能机组调试过程中,水泵断电试验是验证机组电气与机械性能的重要试验。以某抽水蓄能电站1号引水系统内的1号和2号机组为例,进行了一管双机切泵试验,测试并记录了机组的各项参数变化曲线,分析了水泵在断电过渡过程中不同测点的... 详细信息

在抽水蓄能机组调试过程中,水泵断电试验是验证机组电气与机械性能的重要试验。以某抽水蓄能电站1号引水系统内的1号和2号机组为例,进行了一管双机切泵试验,测试并记录了机组的各项参数变化曲线,分析了水泵在断电过渡过程中不同测点的压力变化规律。通过对蜗壳进口压力和尾水管进口压力测值进行加窗傅里叶变换,确定了尾水管压力脉动的主要原因为管路共振。试验结果表明:各测点的压力均在调节保证值范围内,机组停机流程正确,各项电气与机械指标均符合设计要求。

关键词：双机切泵蜗壳压力尾水管压力加窗傅里叶变换抽水蓄能电站

基于经验模态分解的蓄能机组甩负荷压力数据处理

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水电能源科学 2017年第6期35卷 132-135页

作者：张飞宫让勤秦俊丁景焕国网新源控股有限公司技术中心北京100161 国家电网公司抽水蓄能技术实验室北京100161 水力发电设备国家重点实验室黑龙江哈尔滨150040

针对水电机组甩负荷过程中关键压力测点极值计算方法不能体现甩负荷过程压力测点变化趋势及脉动情况的缺点,采用经验模态分解方法对甩负荷过程数据进行处理,提出了趋势提取的准则,并以蜗壳进口压力为例成功提取了压力测点的趋势及脉动... 详细信息

针对水电机组甩负荷过程中关键压力测点极值计算方法不能体现甩负荷过程压力测点变化趋势及脉动情况的缺点,采用经验模态分解方法对甩负荷过程数据进行处理,提出了趋势提取的准则,并以蜗壳进口压力为例成功提取了压力测点的趋势及脉动情况。研究结果表明,采用经验模态分解方法对甩负荷过程中的压力测点数据进行处理,结合相关系数准则可有效获得压力测点的趋势项和脉动项;趋势项与调保计算结果具有一致性,因此可采用趋势项对调保计算模型的有效性进行验证;应加强对压力脉动项的研究,以修正调保计算结果,使结果更加准确。

关键词：经验模态分解蓄能机组甩负荷压力脉动调节保证计算