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BPX型排水泵内流分析及降噪方案

排灌机械工程学报 2011年第5期29卷 401-405页

作者：高波杨敏官吴承福谌志伟江苏大学能源与动力工程学院江苏镇江212013 常州雷利电机科技有限公司江苏常州213000

为了研究泵内流动诱导噪声源分布规律,从内部流动角度,运用计算流体动力学方法对一台典型的BPX型排水泵的内流场进行了数值计算,得到了在不同工况下泵内的速度、压力及涡量场分布特征.计算结果表明:泵过滤室内液流呈低速缓流状,异物过... 详细信息

为了研究泵内流动诱导噪声源分布规律,从内部流动角度,运用计算流体动力学方法对一台典型的BPX型排水泵的内流场进行了数值计算,得到了在不同工况下泵内的速度、压力及涡量场分布特征.计算结果表明:泵过滤室内液流呈低速缓流状,异物过滤装置后盖板附近有环状非对称切向旋涡产生;过流通道面积突变使得叶轮吸入口入流条件较差;出液管内部流动出现明显的流动分离,由贯通流和低速回流区域组成;叶轮流道内部,特别是在叶轮轮毂周边及流道内靠近叶片背面附近,涡量分布密集,在叶尖附近也存在较强的涡量分布,出液管内有涡条带形成.同时,对模型泵进行了空气噪声测试,根据测试结果将泵运行过程划分为启动初期、正常运转期和空排期3个阶段,分析了各阶段的噪声特性,并提出了3种具有代表性的降噪方案,认为开设回流孔方案可行性较大.

关键词：排水泵内流分析噪声测试计算流体动力学降噪

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对旋风机内流分析与数值模拟研究

矿山机械 2010年第19期38卷 35-38页

作者：孙婉李意民雷蕾曹雷中国矿业大学电力工程学院江苏徐州221008

应用RNGκ-ε湍流方程计算对旋风机内部流动的稳态特性,利用CFD仿真软件FLUENT对对旋风机气动性能进行仿真,从风机速度流线图、流道内速度矢量图及二级叶片全压云图中分析得出随着流量的减小,风机内流场逐渐恶化,泄漏涡、尾迹涡逐渐增大... 详细信息

应用RNGκ-ε湍流方程计算对旋风机内部流动的稳态特性,利用CFD仿真软件FLUENT对对旋风机气动性能进行仿真,从风机速度流线图、流道内速度矢量图及二级叶片全压云图中分析得出随着流量的减小,风机内流场逐渐恶化,泄漏涡、尾迹涡逐渐增大,影响区域逐渐增大。

关键词：对旋风机内流分析数值模拟

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斜流风机后置导叶设计及其内流分析

斜流风机后置导叶设计及其内流分析

作者：栾勇华中科技大学

学位级别：硕士

轴向延长设计斜流风机出口动能较大,一般在叶轮后方设置导叶以将旋绕动能转化为静压能。后置导叶对斜流风机性能有重要影响,导叶不匹配会恶化流场、增大流动损失,但目前后置导叶对斜流风机性能影响及内流分析的研究尚不多见。论文采用... 详细信息

轴向延长设计斜流风机出口动能较大,一般在叶轮后方设置导叶以将旋绕动能转化为静压能。后置导叶对斜流风机性能有重要影响,导叶不匹配会恶化流场、增大流动损失,但目前后置导叶对斜流风机性能影响及内流分析的研究尚不多见。论文采用数值模拟、内流分析和实验相结合的方法,围绕导叶对斜流风机气动特性、内流机理、压力脉动等内容的影响展开研究,主要研究内容如下:(1)通过数值模拟方法对某斜流风机气动性能进行评估,并与实验测试数据进行对比,结果表明风机各工况下的全压及全压效率的模拟误差在6%以内,验证了本文所采用数值模拟方法的可靠性。(2)在设计工况下存在性能最优的导叶数,计算结果表明大流量工况下减少导叶数及小流量工况下增加导叶数有利于风机性能的提升,但小流量工况下导叶数目对性能影响较弱;对静压转换能力的影响同上述一致。压力脉动分析结果表明叶片高度越大,压力脉动越强;导叶数目增多会使压力脉动幅值增加,而导叶与动叶互质则可以减小压力脉动。综合分析,斜流风机导叶数取动叶数±1片较为合适。(3)动静叶之间的最优轴向距离为80mm,此时叶片压力面压力分布较小,尾缘回流也随之减小,导叶压力面静压值升高,吸力面流动分离减弱;轴向距离进一步增大将使沿程损失增加、风机性能下降;而当轴向距离小于40mm,动静叶互相干涉恶化彼此流动条件,风机性能明显下降。轴向距离对小流量工况风机性能影响较小。(4)调节导叶半径可以改变其压力面压力分布以及吸力面流动分离强度;在设计工况及大流量工况下,半径为300mm的导叶能最大限度将周向动能转化为静压;若导叶半径进一步加长,将会增大导叶段沿程损失,造成全压效率下降。此外,半径长度增大可以提升风机小流量工况下的静压效率。(5)加装进口防护网给风机带来额外流动阻力,一定程度上降低了风机全压效率;相同通流面积下,对平面网施加凸起结构可以减小进口流动阻力。

关键词：斜流风机后置导叶多工况内流分析

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新型贯流泵装置内流分析与性能预测

新型贯流泵装置内流分析与性能预测

作者：陈小航扬州大学

学位级别：硕士

新型贯流泵装置——竖井进水、虹吸式出水泵装置结合了竖井进水流道和虹吸式出水流道的优点,使得这种结构形式的水泵装置在近些年被广泛应用于实际工程建设中,这种结构形式的泵装置电机通风条件好,散热好,断流方式方便简单,并且在出水... 详细信息

新型贯流泵装置——竖井进水、虹吸式出水泵装置结合了竖井进水流道和虹吸式出水流道的优点,使得这种结构形式的水泵装置在近些年被广泛应用于实际工程建设中,这种结构形式的泵装置电机通风条件好,散热好,断流方式方便简单,并且在出水流道处无需安装两道闸门,在后期的维修保养都非常方便,节省了大量的费用。选取连续性方程和纳维一斯托克斯方程作为控制方程,标准k-ε紊流模型及SIMPLEC流场数值计算方法等科学准确的描述水泵装置的流场流动情况,使用TurboGrid建立叶轮和导叶的三维模型并对其通道进行网格划分,用UG软件建立各种进、出水流道的三维模型并使用ICEM CFD对其进行网格划分,最终使用ANSYS CFX软件对整个水泵装置的流动进行数值模拟研究。借助CFD技术通过计算机数值模拟主要研究的主要内容有三个方面:（1）研究竖井进水、虹吸式出水贯流泵装置在不同流量工况下的外特性和内部流动;（2）研究竖井进水、虹吸式出水贯流泵装置在不改变泵装置形式情况下,虹吸式出水流道驼峰位置对整个泵装置性能的影响;（3）对竖井进水、虹吸式出水,竖井进水、平直管出水及平直管进水、虹吸式出水这三种不同形式的贯流泵装置性能和内部流态做了对比分析,得出的主要结论如下:（1）本文所选取的三个驼峰水平方向不同位置在不同流量工况下对泵装置的扬程几乎没有影响,不同方案在设计流量时的效率变化不超过1%,对虹吸式出水流道水力损失影响较大,本文中,驼峰在水平方向上越靠近出水流道出口处,水力损失越小,总体而言三种方案中虹吸式出水流道的水力损失在设计流量时均未超过0.3m;（2）不同的驼峰高度在不同流量工况对竖井进水、虹吸式出水贯流泵装置的扬程影响不大,驼峰距离叶轮中心线的距离越大,对应的贯流泵装置扬程稍有增加,不同的驼峰高度在不同流量工况对竖井进水、虹吸式出水贯流泵装置的效率影响很明显,本文中,驼峰距离叶轮中心线的距离越大,其泵装置效率越高,在设计流量时不同方案之间最高效率相差3%左右;（3）对竖井进水、虹吸式出水,竖井进水、平直管出水及平直管进水、虹吸式出水这三种不同形式的贯流泵装置性能和内部流态做了对比分析,三种形式的贯流泵装置各有特点,就效率而言,竖井进水、平直管出水泵装置效率略高于其他两种形式的泵装置,但是考虑到平直管出水流道在实际工程中需要安装两道闸门以及后期维护和保养的费用,在施工条件允许的条件下可以首先竖井进水、虹吸式出水这种结构形式的泵装置,因为虹吸式出水流道的断流方式及后期的维修保养都要比有闸门的平直管出水流道简单,对于平直管进水、虹吸式出水这种结构形式的泵装置,虽然采用平直管进水,给叶轮提供了非常好的进水条件,但是由于要将虹吸式出水流道下方挖空来放置电机,增加了施工量和施工难度,并且将电机放置在虹吸式出水流道的下方,其通风防潮条件不如直接安置在竖井里面好,所以在泵装置结构形式选择时要慎重考虑。通过本文的研究,可对以后的虹吸式出水流道的设计及贯流泵装置形式的选择提供一定的参考和指导,对后续研究工作和贯流泵装置在实际工程中的选用都有着非常重要的意义。

关键词：贯流泵数值模拟内流分析

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清淤船用旋流式泥浆泵内流分析与优化设计

清淤船用旋流式泥浆泵内流分析与优化设计

作者：王晶晶扬州大学

学位级别：硕士

旋流式泥浆泵广泛应用在河道、鱼塘等清淤工程中,是旋挖式清淤船的关键部件。旋流式泥浆泵采用离心式叶轮,其区别在于叶轮不是安装在蜗壳中,而是退缩至压水室后面,即叶轮与前泵壳壁之间在轴向空间宽度较大,从而使得其有很好的通过性能... 详细信息

旋流式泥浆泵广泛应用在河道、鱼塘等清淤工程中,是旋挖式清淤船的关键部件。旋流式泥浆泵采用离心式叶轮,其区别在于叶轮不是安装在蜗壳中,而是退缩至压水室后面,即叶轮与前泵壳壁之间在轴向空间宽度较大,从而使得其有很好的通过性能。旋流泵叶轮设计与常规的离心泵叶轮设计基本相同,但其工作原理与传统的叶片泵(离心泵、混流泵、轴流泵和螺旋泵)并不完全相同。本文结合汇合江苏水利科技项目研究,采用计算流体力学方法,开展XLB260型旋流泵内部流动分析,探索旋流泵的无叶腔和叶轮内部流动规律,研究设计参数对泵性能的影响,为实现旋流式泥浆泵的性能预测和优化设计提供了参考依据。开展的主要工作和取得的成果如下：(1)对国内外旋流泵的理论研究、数值模拟和试验研究成果进行了分析和总结,提出了本文研究的主要方向和内容。(2)采用三维造型软件PRO/E进行XLB260型旋流泵三维实体造型;利用ANSYS自带的ICEM软件对三维实体模型完成网格划分,并对划分好的网格做了无关性分析,定量分析了旋流泵数值模拟计算结果和网格数量的关系;利用流场计算软件CFX,运用雷诺平均方程,并选择湍流模型中比较常用的标准k-e模型,对旋流泵在不同流量工况下进行了三维定常液相数值模拟计算,根据计算所得结果分析了旋流泵的内部特性和外部特性,得到了XLB260的旋流泵的流量、扬程、功率和效率的性能曲线。(3)采用正交试验方法,分析了XLB260型旋流式泥浆泵流道进口直径d1、叶片数Z、叶轮外径与壳体的间隙e对性能的影响,并根据数据结果和性能曲线图确定了三个参数对泵性能影响的主次顺序,然后利用直观分析法和综合平衡分析法找出了旋流泵的最优参数组合。(4)开展了XLB260型旋流式泥浆泵三维非定常计算,分析了非定常流场的内部特性,对不同工况下的定常和非定常计算结果进行了定量和定性的比较。(5)本文进行了XLB260型旋流式泥浆泵在不同泥浆深度和不同粒径下的固-液两相流计算,分析了旋流泵内部流速、压力在泥沙颗粒直径和浓度变化时的分布,计算了对应流量下的旋流泵扬程及效率,发现在泥沙颗粒直径和浓度变化的情况下,扬程和效率均随之发生相应变化。

关键词：旋流泵内流分析优化设计非定常流动固—液两相流

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液环式航空燃油离心泵内流动特性分析

工程机械 2024年第6期55卷 72-79+10页

作者：王晓宇杨兴王航王凯刘厚林空装驻新乡地区军事代表室新乡航空工业(集团)有限公司江苏大学流体机械工程技术研究中心

以液环式航空燃油离心泵为研究对象，对其内部流动特性进行数值分析，研究不同流量下航空燃油泵的熵产率、湍动能及涡核分布。结果表明：在不同流量下，液环泵熵产均占全部燃油泵熵产的50%以上，液环泵是整个燃油泵耗能的主要部位；设... 详细信息

以液环式航空燃油离心泵为研究对象，对其内部流动特性进行数值分析，研究不同流量下航空燃油泵的熵产率、湍动能及涡核分布。结果表明：在不同流量下，液环泵熵产均占全部燃油泵熵产的50%以上，液环泵是整个燃油泵耗能的主要部位；设计流量下，总熵产值最小；熵产从大到小依次为湍流耗散熵产、壁面附近熵产、直接耗散熵产；随着流量的增大，湍动能的大小和分布区域都是先减小后增大，与熵产率分布规律相似；设计流量下，燃油泵内能量损失最小。

关键词：燃油离心泵内流分析熵产率涡核

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流体喷管对脉冲爆震发动机推进性能的影响

航空动力学报 2024年第2期39卷 47-56页

作者：门凯邱华严宇熊姹陈山山西北工业大学动力与能源学院西安710129 西安航天动力研究所热过程重点实验室西安710100

为了进一步提高脉冲爆震发动机(PDE)的推进性能,对PDE使用流体喷管模型进行了多循环数值模拟研究,并提出了主次流错相位喷注方案。结果表明:主次流错相位喷注方案不仅可以调节主流和二次流的有效流通面积,改善喷管的非设计点状态,而且... 详细信息

为了进一步提高脉冲爆震发动机(PDE)的推进性能,对PDE使用流体喷管模型进行了多循环数值模拟研究,并提出了主次流错相位喷注方案。结果表明:主次流错相位喷注方案不仅可以调节主流和二次流的有效流通面积,改善喷管的非设计点状态,而且可以提高爆震室内可燃气最终充填压力,增强爆震燃烧强度;在主次流错相位喷注方案下,喷管主流进口瞬时气流总压相对喷管设计点的离散程度明显下降,有效改善了喷管的非设计点状态;最佳的主次流相位差为反传压缩波恰好传播至爆震室头部这一工况,最佳的二次流喷注位置为喷管喉部;相比基准喷管的最大比冲性能,PDE使用流体喷管可以产生5.64%的比冲增益。

关键词：脉冲爆震发动机喷管二次流内流分析推进性能

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旋涡泵定常流动特征及外特性分析

绿色科技 2024年第4期26卷 244-248,253页

作者：陆胜李玉婷吴娟孙顾航尤保健上海凯泉泵业(集团)有限公司上海201800

旋涡泵具有高扬程、扬程曲线陡降等典型的外特性以及易于加工的结构特征,因而被广泛用于化工、医药等行业。为了探究旋涡泵内部复杂流动特性以及对其外特性分析,采用标准k-ε两方程模型对旋涡泵全流道全流量工况进行了数值模拟分析。结... 详细信息

旋涡泵具有高扬程、扬程曲线陡降等典型的外特性以及易于加工的结构特征,因而被广泛用于化工、医药等行业。为了探究旋涡泵内部复杂流动特性以及对其外特性分析,采用标准k-ε两方程模型对旋涡泵全流道全流量工况进行了数值模拟分析。结果表明:该旋涡泵最高效率约为35%,且外特性曲线中扬程具有陡降特征;内流场分析发现,压力分布均匀并呈现一定的压力梯度,叶轮流道内有明显的环流运动,存在明显的纵向、径向旋涡;大流量工况下,当环流区域长度约为叶轮周向2/3长度时,为旋涡泵工作的最优工况。

关键词：旋涡泵环流内流分析外特性

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管道泵作透平飞逸过渡过程内流特性分析

水动力学研究与进展（A辑） 2021年第6期36卷 830-834页

作者：张晨滢裴吉袁寿其王文杰甘星城江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013

相比与常规离心泵作透平,管道泵作透平时,尾水管采用了特殊的肘型弯管结构,使得内部流动产生畸变流。尤其在发生飞逸过渡过程时,因转速从额定转速迅速增大至飞逸转速,将产生巨大的离心力,造成危险的飞逸工况。为探究管道泵作透平时飞逸... 详细信息

相比与常规离心泵作透平,管道泵作透平时,尾水管采用了特殊的肘型弯管结构,使得内部流动产生畸变流。尤其在发生飞逸过渡过程时,因转速从额定转速迅速增大至飞逸转速,将产生巨大的离心力,造成危险的飞逸工况。为探究管道泵作透平时飞逸过渡过程中内部流动特性,应用了Fortran语言对CFX进行二次开发,基于RANS方程和SST k-ω模型,利用开发后的CFX软件对管道泵作透平进行了飞逸过渡过程的数值模拟,预测了管道泵作透平飞逸过渡过程中的转速、流量和扭矩变化。并结合涡量分布和Q准则方法,对管道泵作透平飞逸过度过程旋涡分布进行了研究。研究结果表明:具有特殊结构管道泵在透平工况飞逸过渡过程中最终达到的飞逸转速Nfea并不是固定不变的,而是在平均飞逸转速线上下波动,其中平均飞逸转速值Nave=3584 rev/min,为额定工况的1.23倍;流量Q先增大,后减小在Q_(ave)=14.7 kg/s上下波动;扭矩T一直下降至零,并在零线上下发生震荡;研究表明旋涡主要发生在工作面及尾缘部分。该研究揭示了管道泵作透平时飞逸过渡过程的内流特性,为管道泵的安全稳定运行提供了参考。

关键词：管道泵飞逸工况数值模拟内流分析涡结构