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M型截面流道对旋涡泵性能的影响分析

农业机械学报 2014年第3期45卷 77-82页

作者：王洋李亚成曹璞钰刘洋吕忠斌江苏大学流体机械工程技术研究中心

为了减少旋涡泵流道内部冲击损失，提升旋涡泵的性能，研究了基于面积不变理论改变旋涡泵流道截面形状的方法。采取流道形状贴合流动状态的策略，改变流道截面形状为M型，利用CFD技术对参考泵和M型截面流道的内部流动进行多工况三维数... 详细信息

为了减少旋涡泵流道内部冲击损失，提升旋涡泵的性能，研究了基于面积不变理论改变旋涡泵流道截面形状的方法。采取流道形状贴合流动状态的策略，改变流道截面形状为M型，利用CFD技术对参考泵和M型截面流道的内部流动进行多工况三维数值模拟分析，对比两者之间的扬程、效率曲线，并分析流道截面的流线图。结果表明，相比矩形流道，M型截面流道在扬程和效率上均有所提升，流道内叶片出口处的乱流有所改善，M型截面流道中液流更加平滑，但是过流面积增加，摩擦损失也随之增大。

关键词：旋涡泵流道冲击损失摩擦损失数值模拟

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斜流泵性能预测与叶轮进出口环量分析

农业机械学报 2011年第9期42卷 94-97页

作者：施卫东邹萍萍张德胜周岭江苏大学流体机械工程技术中心镇江212013

为了揭示大型高比转数斜流泵内部流动规律,采用商业软件FLUENT,对高比转数斜流泵进行数值模拟。通过计算得到的扬程和效率性能曲线与实验结果基本一致,有效地证明了该数值计算的准确性。同时,还分析了3个工况0.8Qopt、1.0Qopt和1.2Qopt... 详细信息

为了揭示大型高比转数斜流泵内部流动规律,采用商业软件FLUENT,对高比转数斜流泵进行数值模拟。通过计算得到的扬程和效率性能曲线与实验结果基本一致,有效地证明了该数值计算的准确性。同时,还分析了3个工况0.8Qopt、1.0Qopt和1.2Qopt稳态流动下叶轮进出口的轴向速度和环量分布规律。结果表明3个工况下斜流泵内部流动稳定,叶轮叶片背面存在明显的负压区;叶轮进口呈非线性环量流型,出口呈等环量流型,轴向速度均为抛物线分布。

关键词：斜流泵数值模拟性能预测内部流动

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近壁区尺寸相近双空泡溃灭动态特性数值分析

华中科技大学学报(自然科学版) 2024年第12期52卷 85-93页

作者：田中杰耿琳琳张成华张德胜江苏大学流体机械工程技术研究中心江苏镇江212013 江苏大学流体机械温岭研究院浙江温岭317525 亚太泵阀有限公司江苏泰州225403

基于可压缩流体体积(VOF)方法数值模拟了近壁区两个大小相近空泡上下排列时的动力学特性,通过网格、计算域无关性研究及对比单空泡实验结果验证了数值计算结果的准确性.通过对比分析不同近壁距离下单空泡与双空泡的动力学特征及瞬时形态... 详细信息

基于可压缩流体体积(VOF)方法数值模拟了近壁区两个大小相近空泡上下排列时的动力学特性,通过网格、计算域无关性研究及对比单空泡实验结果验证了数值计算结果的准确性.通过对比分析不同近壁距离下单空泡与双空泡的动力学特征及瞬时形态,发现在双空泡配置下,由于空泡彼此相互影响致使两个空泡的瞬时形态及溃灭时间均发生明显改变,近壁空泡溃灭前的微射流最大速度及溃灭压力明显增大,且增幅随着泡间距离的增大而逐渐缩小;此外,上下两空泡的生命周期均被不同程度延长,且当近壁空泡的无量纲距离≥2时,在同样的泡间距离下,上空泡对近壁空泡生命周期的影响规律趋于一致.

关键词：双空泡尺寸相近微射流空泡溃灭动力空泡生命周期

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核电站冷凝泵首级叶轮与导流壳内流瞬态特性

原子能科学技术 2018年第4期52卷 627-633页

作者：付强陈铭刘刚李梦圆张国玉江苏大学流体机械工程技术研究中心江苏镇江212013

为研究核电站冷凝泵首级叶轮与导流壳内流瞬态特性,建立叶轮与导流壳的水体模型并进行了数值模拟,得到不同工况下扬程波动的曲线、叶轮受到的径向力矢量分布以及设计工况下叶轮与导流壳内压力脉动的时域和频域特性。计算结果表明:大流... 详细信息

为研究核电站冷凝泵首级叶轮与导流壳内流瞬态特性,建立叶轮与导流壳的水体模型并进行了数值模拟,得到不同工况下扬程波动的曲线、叶轮受到的径向力矢量分布以及设计工况下叶轮与导流壳内压力脉动的时域和频域特性。计算结果表明:大流量下的扬程振幅略高于小流量下的扬程振幅,当叶片出口掠经隔舌处时,扬程达到谷值,当叶片出口逐渐远离隔舌时,扬程达到峰值;从叶轮进口向叶轮出口压力脉动幅值递增;叶轮出口处,从叶片工作面向叶片背面压力脉动幅值递减,导流壳内部压力脉动主频接近叶频,导流壳隔舌附近的压力脉动振幅较大;叶轮在设计工况下径向力平均绝对值较小,且其指向大致与导流壳隔舌呈90°,当偏离设计工况时径向力产生明显的偏向。

关键词：核电站冷凝泵首级双吸叶轮导流壳压力脉动径向力

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基于大涡模拟的离心泵水动力噪声数值模拟

机械工程学报 2013年第18期49卷 177-183页

作者：刘厚林丁剑王勇谈明高徐欢江苏大学流体机械及工程技术研究中心镇江212013

运用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术及Lighthill声类比理论研究离心泵3个流量下由蜗壳及叶片表面偶极子声源产生的水动力噪声。离心泵内部瞬态流场由大涡模拟方法(Large-eddy simulation,LES)模拟得到,流场计算结... 详细信息

运用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术及Lighthill声类比理论研究离心泵3个流量下由蜗壳及叶片表面偶极子声源产生的水动力噪声。离心泵内部瞬态流场由大涡模拟方法(Large-eddy simulation,LES)模拟得到,流场计算结果显示,各流量下隔舌处压力脉动在叶片通过频率BPF处有明显峰值,说明叶轮和隔舌之间的相互作用是引起离心泵隔舌处压力脉动的主要原因。以离心泵内表面作为边界元模型,考虑蜗壳的散射效果。采用直接边界元法求解离心泵内声场,声场计算结果与试验结果吻合良好,验证基于LES和Lighthill理论的流动噪声数值模拟方法的可行性。结果表明,轴频点的声压峰值在设计工况下最小,叶频及其谐频处的声压峰值随流量的增加而升高;通过计算叶片偶极子声源噪声,可以定量预测叶频及其谐频点的噪声;蜗壳偶极子噪声的计算值与试验结果趋势一致,小流量工况下误差较大。

关键词：离心泵水动力噪声大涡模拟 Lighthill声类比偶极子

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全射流喷头的磨损试验

农业机械学报 2006年第12期37卷 105-108页

作者：李红任志远谢福祺袁建平朱兴业江苏大学流体机械工程技术研究中心

全射流喷头的接嘴插拔深度对喷头的正常运转及转动频率有着重要的影响,理论分析与试验结果有着相同的结论:接嘴插拔深度深时,转动快;接嘴插拔深度浅时,转动慢。试验表明,PXH10型全射流喷头接嘴h值最大移动范围为0.25mm。自行设计制作了... 详细信息

全射流喷头的接嘴插拔深度对喷头的正常运转及转动频率有着重要的影响,理论分析与试验结果有着相同的结论:接嘴插拔深度深时,转动快;接嘴插拔深度浅时,转动慢。试验表明,PXH10型全射流喷头接嘴h值最大移动范围为0.25mm。自行设计制作了自循环喷头耐磨损试验台,对喷头的耐磨性进行了测量。试验表明,喷头运行200h后,接嘴磨损0.13mm,出口盖板磨损0.15mm。此时转动频率变慢,喷头流量增大2.92%。

关键词：全射流喷头射流元件尺寸磨损试验

喷头导流器位置参数的计算及其对喷头性能影响

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农业工程学报 2014年第17期30卷 109-116页

作者：李红汤攀刘振超涂琴江苏大学流体机械及工程技术研究中心镇江212013

为了准确调节喷头导流器的位置,分析了垂直摇臂式喷头叶片式导流器在水射流中的运动过程,计算了导流器与摇臂转动轴间的距离、导流器中心线偏移射流中心的角度、导流器直叶片与射流中心线的夹角等3个参数各自的关系式。采用二次回归正... 详细信息

为了准确调节喷头导流器的位置,分析了垂直摇臂式喷头叶片式导流器在水射流中的运动过程,计算了导流器与摇臂转动轴间的距离、导流器中心线偏移射流中心的角度、导流器直叶片与射流中心线的夹角等3个参数各自的关系式。采用二次回归正交组合试验研究了导流器的位置参数对喷头的摇臂频率、步进角度和喷灌均匀度的影响规律。结果表明:影响摇臂频率的主次顺序依次为导流器偏移射流中心的角度、导流器直叶片与射流中心线的夹角和导流器与摇臂转轴之间的距离;影响步进角度主次顺序依次为导流器偏移射流中心的角度、导流器与摇臂转轴之间的距离和导流器直叶片与射流中心线的夹角。摇臂频率随着导流器与摇臂转轴之间的距离增大而减小,导流器偏移射流中心的角度和导流器直叶片与射流中心线夹角增大而增大;喷头的步进角度随着三者的增大而减小。优化之后导流器的位置参数分别为:导流器与摇臂转轴之间的距离为273 mm、导流器偏移射流中心的角度为4°、导流器直叶片与射流中心线的夹角为13°。导流器位置参数优化之后,喷头的水量分布更加合理;且随着组合间距的增加,优化之后的喷灌均匀度要大大高于优化之前。该研究可为垂直摇臂式喷头的设计及优化布置提供参考。

关键词：喷头参数优化试验导流器喷灌均匀度二次回归正交试验

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磁悬浮无轴离心泵叶轮转子动力学特性

浙江大学学报（工学版） 2023年第8期57卷 1680-1688页

作者：陈晓丹吴澳赵睿杰徐恩翔江苏大学流体机械工程技术研究中心江苏镇江212013

为了实现磁悬浮无轴离心泵在高速工况下的稳定悬浮,探究离心泵水力激振力对叶轮转子悬浮特性的影响.对于电机系统,采用虚位移方法构建电机处于转子偏心状态下的悬浮力数学模型并采用有限元法(FEM)进行验证;对于离心泵系统,应用计算流体... 详细信息

为了实现磁悬浮无轴离心泵在高速工况下的稳定悬浮,探究离心泵水力激振力对叶轮转子悬浮特性的影响.对于电机系统,采用虚位移方法构建电机处于转子偏心状态下的悬浮力数学模型并采用有限元法(FEM)进行验证;对于离心泵系统,应用计算流体力学(CFD)方法进行离心泵内部流场数值模拟,重点探究叶轮处于不同轴向、径向悬停位置下的水力激振力特性,同时探究叶轮在不同转速工况下的运行特性;结合现代控制理论中的矢量控制策略,在Matlab/Simulink环境下实现磁悬浮无轴离心泵叶轮转子的动态稳定悬浮.研究结果表明:在体积流量14 m3/h和扬程20 m的工况下,当电机在转速0~6000 r/min运行时,叶轮转子径向偏移小于250μm,远小于转子和定子间气隙4 mm,可见所建立的磁悬浮无轴离心泵系统能实现高可靠性的悬浮运行.

关键词：无轴离心泵磁悬浮有限元法(FEM) 计算流体力学(CFD) 水力激振矢量控制

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基于ANSYS的标准泵蜗壳强度分析

农业机械学报 2008年第10期39卷 85-89页

作者：王洋刘哲江苏大学流体机械工程技术研究中心

为解决国产标准泵蜗壳壁较厚问题,用传统公式计算S50-160/75型标准泵壁厚,并进行修正。采用Fluent模拟小流量与设计工况下蜗壳内沿液流方向的压力分布,分别为由大到小再变大及逐渐增大的趋势。采用ANSYS计算2种工况下蜗壳所受应力与应... 详细信息

为解决国产标准泵蜗壳壁较厚问题,用传统公式计算S50-160/75型标准泵壁厚,并进行修正。采用Fluent模拟小流量与设计工况下蜗壳内沿液流方向的压力分布,分别为由大到小再变大及逐渐增大的趋势。采用ANSYS计算2种工况下蜗壳所受应力与应变情况,得到易破坏部位分别为蜗壳隔舌与环形部分最大尺寸轴面处。对蜗壳强度进行校核及有限元分析,表明修正后的蜗壳壁厚满足强度要求。并通过水力性能试验,得到计算结果与试验数据相吻合。

关键词：离心泵蜗壳强度有限元分析数值模拟