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导叶式离心泵内部流动特性数值模拟

农业机械学报 2016年第6期47卷 34-41,46页

作者：朱相源江伟李国君孙光普西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室西安710049

采用SST k-ω湍流模型对导叶式单级离心泵内部流场与压力场进行非稳态数值模拟,并进行试验验证。根据数值计算结果分析导叶、蜗壳内非定常压力回收与总压损失、压力脉动等特性。结果表明,数值模拟性能预测结果与试验结果较吻合;由于动... 详细信息

采用SST k-ω湍流模型对导叶式单级离心泵内部流场与压力场进行非稳态数值模拟,并进行试验验证。根据数值计算结果分析导叶、蜗壳内非定常压力回收与总压损失、压力脉动等特性。结果表明,数值模拟性能预测结果与试验结果较吻合;由于动静干涉作用影响,导叶与蜗壳内总压损失、静压回收呈现周期性波动,且导叶内总压损失与静压回收都大于蜗壳;导叶内大量漩涡主要由导叶叶片前缘漩涡诱导产生,且逐渐向出口延伸,而蜗壳内漩涡主要由导叶叶片尾缘诱导产生。叶轮中最大压力脉动强度集中于叶轮出口处,导叶与蜗壳中压力脉动强度最大区域分别集中于导叶前缘附近、蜗壳出口。

关键词：离心泵导叶动静干涉数值模拟

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导叶扩散度对核主泵水力性能影响的数值分析

原子能科学技术 2017年第8期51卷 1400-1406页

作者：王秀勇黎义斌朱月龙刘万钧李正贵兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 西华大学流体及动力机械教育部重点实验室四川成都610039

CFD分析和试验表明,导叶对核主泵水力性能影响显著。为提高核主泵的整机效率,在最优比面积的基础上,提出了导叶扩散度的概念。选取控制扩散度大小的三因素及两水平,基于正交试验方法,获得了导叶几何参数的最佳匹配关系。研究表明:在叶轮... 详细信息

CFD分析和试验表明,导叶对核主泵水力性能影响显著。为提高核主泵的整机效率,在最优比面积的基础上,提出了导叶扩散度的概念。选取控制扩散度大小的三因素及两水平,基于正交试验方法,获得了导叶几何参数的最佳匹配关系。研究表明:在叶轮-导叶比面积恒定的条件下,导叶扩散度对上游叶轮性能的影响较小,对导叶及下游蜗壳的水力性能的影响较显著。当导叶扩散度从零开始逐渐增大时,泵的效率先增大后减小,扩散度为0.025时泵的效率最高,此时导叶和蜗壳内的水力损失最小,导叶叶片的载荷分布合理。通过调整导叶扩散度提高整机水力效率的方法,将为核主泵的水力设计提供理论参考。

关键词：核主泵导叶扩散度正交试验数值分析

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导叶对液力透平机组工作稳定性的影响

振动工程学报 2016年第4期29卷 609-615页

作者：史广泰杨军虎刘小兵刘洋西华大学能源与动力工程学院流体及动力机械教育部重点实验室四川成都610039 兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050

为了提高液力透平工作时的稳定性,降低机组的振动,在液力透平叶轮进口前添加不同数量的导叶,采用SSTk-ω湍流模型,利用FLUENT软件通过在各过流部件内设置监测点计算在不同导叶数下液力透平内的压力和压力脉动情况,然后通过快速傅里叶变... 详细信息

为了提高液力透平工作时的稳定性,降低机组的振动,在液力透平叶轮进口前添加不同数量的导叶,采用SSTk-ω湍流模型,利用FLUENT软件通过在各过流部件内设置监测点计算在不同导叶数下液力透平内的压力和压力脉动情况,然后通过快速傅里叶变换将压力脉动的计算结果进行处理,分析液力透平各过流部件内压力脉动的时域和频域分布,最后总结导叶数对液力透平机组工作时稳定性的影响规律。研究表明:当导叶数等于9时蜗壳内的压力脉动主频幅值最小;随着导叶数的增加,叶轮内的最大压力脉动幅值逐渐减小,而导叶数对尾水管内压力脉动幅值的影响较小;要提高液力透平机组的稳定性需降低液力透平内的压力脉动幅值,而通过叶轮进口前添加导叶的方法可以很好地降低液力透平内的压力脉动幅值,但导叶数不能太少也不能过多。

关键词：导叶液力透平稳定性压力脉动振动

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导叶闭合状态下立面间隙的接触分析

水力发电学报 1999年第3期18卷 71-79页

作者：吴玉良于亚军刘迎曦刘铁牛大连理工大学白山水电厂

本文基于三维带摩擦的接触分析理论，建立了水轮机导叶在闭紧状态下的力学模型、导叶立面接触力及接触间隙的分析方程、确定了计算方法、开发了专用软件。使水轮机导叶立面的研究水平得到明显提高。

关键词：水轮机导叶立面间隙接触问题

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CAP1400核主泵导叶和叶轮匹配数研究

原子能科学技术 2016年第1期50卷 143-150页

作者：付强曹梁朱荣生习毅王秀礼江苏大学流体机械工程技术研究中心江苏镇江212013

为研究导叶和叶轮之间匹配对核主泵性能的影响及作用在叶轮上的径向力分布情况,采用CFD技术对不同方案下的核主泵进行非定常数值模拟,并进行试验验证。研究结果表明:核主泵扬程和效率的计算曲线与试验曲线基本吻合,效率相对误差在2.5%左... 详细信息

为研究导叶和叶轮之间匹配对核主泵性能的影响及作用在叶轮上的径向力分布情况,采用CFD技术对不同方案下的核主泵进行非定常数值模拟,并进行试验验证。研究结果表明:核主泵扬程和效率的计算曲线与试验曲线基本吻合,效率相对误差在2.5%左右,扬程相对误差在4%左右;叶轮叶片数和导叶叶片数对核主泵性能影响较大,对其进行合理匹配能有效地提高泵性能;叶轮和导叶的不同匹配使叶轮径向力分布规律具有很大差别,作用在叶轮上的径向力呈周期波动,脉动频率以叶轮通过导叶频率为主;小流量工况下,随着流量的减小,叶轮的径向力及其脉动幅值增大,而变化速率减小;大流量工况下,随着流量的增加,叶轮的径向力及其脉动幅值增大。

关键词：核主泵叶轮导叶数值模拟径向力试验

可变翼波浪能发电装置导叶水动力性能试验研究

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太阳能学报 2020年第9期41卷 15-20页

作者：于通顺章誉天史仲煜张舒博中国海洋大学工程学院青岛266100 山东省海洋工程重点实验室青岛266100

针对可变翼装置导叶的简化模型设计试验;然后,分别考察波浪与旋转到叶轮不同位置处导叶的相互作用过程,明确波浪作用下导叶的摆动规律及不同位置处导叶对叶轮转动的贡献;最后,提出以导叶所受水平波浪荷载为目标的提高装置捕能效率的方法... 详细信息

针对可变翼装置导叶的简化模型设计试验;然后,分别考察波浪与旋转到叶轮不同位置处导叶的相互作用过程,明确波浪作用下导叶的摆动规律及不同位置处导叶对叶轮转动的贡献;最后,提出以导叶所受水平波浪荷载为目标的提高装置捕能效率的方法,并通过前期研究成果进行验证。通过试验研究发现,在波浪传播方向上转动到旋转轴位于导叶后方时的导叶对叶轮的转动起控制作用,此处的导叶在摆动过程中波谷时刻导叶所受水平波浪荷载由负向变为零,以导叶所受水平波浪荷载为目标的提高装置捕能效率的研究方法能较准确地给出装置捕能效率的改变效果。

关键词：波浪能水动力性能试验导叶

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多级离心泵圆周弯扭式导叶设计及性能试验

农业工程学报 2013年第5期29卷 37-43页

作者：张启华徐燕施卫东高雄发马栋棋陆伟刚江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013 福建省机械科学研究院福州350102

为开发一种紧凑式多级泵,研究配套的一种圆周弯扭式导叶,其设计思路源自扭曲离心叶轮设计方法。通过固定导叶顶端曲线,将导叶底端曲线沿圆周方向向前延伸,形成弯扭式曲面。该导叶结构具有2个优点。首先,导叶底端沿圆周向前延伸后保证了... 详细信息

为开发一种紧凑式多级泵,研究配套的一种圆周弯扭式导叶,其设计思路源自扭曲离心叶轮设计方法。通过固定导叶顶端曲线,将导叶底端曲线沿圆周方向向前延伸,形成弯扭式曲面。该导叶结构具有2个优点。首先,导叶底端沿圆周向前延伸后保证了较大的喉部进水区域面积。其次,利用底端向前延伸的部分与下一个叶片的圆柱部分自然形成扩压器状的过流通道,增强了导叶的扩压能力。在二次开发技术的基础上开发出该结构的水力设计系统。利用该系统设计出多组方案,同时利用CFD计算分析,经过不同方案的比较,最终获得了优化的导叶模型,并通过样机试验验证该模型具有较好的水力性能。该设计方法将有利于多级泵的节能,同时该方法也为紧凑式多级泵开发提供了有益的参考。

关键词：离心泵设计 CFD 导叶弯扭

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微水头灯泡贯流式水轮机支撑及导叶联合设计

华中科技大学学报（自然科学版） 2014年第9期42卷 128-132页

作者：郑源李玲玉周大庆赵延楠河海大学能源与电气学院江苏南京211100

为了研究在1m左右的微水头的工况下,不同导流结构对灯泡贯流式水轮机内部流态及能量特性产生的影响,通过数值模拟方法,对无活动导叶的原方案进行优化,结合两种不同的支撑及两种不同宽度导叶下共六种不同方案的水轮机进行内部流场分析及... 详细信息

为了研究在1m左右的微水头的工况下,不同导流结构对灯泡贯流式水轮机内部流态及能量特性产生的影响,通过数值模拟方法,对无活动导叶的原方案进行优化,结合两种不同的支撑及两种不同宽度导叶下共六种不同方案的水轮机进行内部流场分析及性能研究.结果表明:水轮机增加导叶后,使水流在进入转轮前产生环量,但也增大了转轮前流道的水头损失;宽导叶导流后水流的切向速度及动量矩最大,但在圆周方向水流分布不均匀;窄导叶对水流的影响小于宽导叶;弯曲型支撑则将支撑和窄导叶结合起来,也结合了两者的优点,结构简单,转轮前水头损失较小,转轮进出口动量矩不是最大的,但水流对转轮的作用力矩最大,效率提高了5.8%,达82.7%,叶片表面压力变化梯度较小,空化性能良好.

关键词：微水头水轮机优化设计导叶支撑

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活动导叶开度对水泵水轮机泵工况的影响研究

水力发电学报 2012年第2期31卷 222-227页

作者：王乐勤刘锦涛张乐福覃大清焦磊浙江大学化工机械研究所杭州310027 哈尔滨大电机研究所哈尔滨150040

为了解水泵水轮机泵工况活动导叶启闭过程中的性能,参考某抽蓄电站的水泵水轮机建立数值计算模型,对导叶不同开度时的流动特征进行分析。采用SIMPLEC算法和SST k-ω模型详细分析了泵工况不同导叶开启角度下转轮、导叶附近的流场,结合实... 详细信息

为了解水泵水轮机泵工况活动导叶启闭过程中的性能,参考某抽蓄电站的水泵水轮机建立数值计算模型,对导叶不同开度时的流动特征进行分析。采用SIMPLEC算法和SST k-ω模型详细分析了泵工况不同导叶开启角度下转轮、导叶附近的流场,结合实验数据对各操作工况下的性能进行分析。结果表明,当活动导叶开启角度γ小于18°时,涡的强度大能量损失多,并且出现平面射流,扬程随着γ减小而迅速降低;当γ大于21°时,涡量分布均匀,涡结构产生的能量损失小,同一流量下不同γ的扬程和效率基本保持不变;操作工况下不同γ的扬程均与流量呈线性关系。结论为水泵水轮机的操作工况选择提供依据,也可以指导水泵水轮机的优化设计。

关键词：水泵水轮机导叶数值模拟性能泵工况