基于Kriging的多阶段加点策略及离心叶轮汽蚀优化

为了实现燃油离心泵汽蚀特性智能优化设计,提出一种基于Kriging的多阶段主动学习加点策略。重点是建立3个阶段的加点策略,并明确各阶段加点策略的切换判据。基于一维函数、多维函数等测试函数,与单加点策略对比以验证多阶段主动学习加点策略的有效性。进而,以某型燃油离心泵为例,完成所提出加点策略在其汽蚀特性的优化应用。测试函数算例结果表明:多阶段主动学习加点策略达到相同精度所需时间稍长于单MSE策略,优于单EI策略与单CV策略;但相比单MSE策略,全局最优解局部精度更高。离心泵汽蚀特性优化结果表明:优化泵进口处压力损失降低且进口处回流、旋涡等局部流动减弱,蜗壳内压力梯度增大且其出口处旋涡流动减弱;优化泵的汽蚀系数提高30.83%,汽蚀余量下降9.14%,汽蚀比转数下降7.17%,泵内气体含量下降17.27%,所提出的方法有效地提高了离心泵的抗汽蚀性能。

可调汽蚀文氏管调节精度影响因素的动态仿真

面向工程应用研究了可调汽蚀文氏管调节精度的影响因素,采用FLUENT中的Schnerr-Sauer混合流体空穴模型,对设计的可调汽蚀文氏管流量线性度、内部流动特性进行了动态条件下的数值模拟,并研究了偏心和反向运动对调节精度的影响。结果表明:可调汽蚀文氏管由于调节锥初始运动阶段并未进入喉部,导致汽蚀段长度增加从而降低精度;流量线性度在运动初期受节流面影响而降低,百分比流量在12%~70%范围内线性度最好,精度最高;流量变化速率对汽蚀文氏管调节精度影响在5%以内;调节锥偏心0.02 mm和0.05 mm时对汽蚀区长度调节精度影响在20%以内,而0.10 mm偏心时提高至40%,此时渐扩段汽蚀区产生偏移,压力分布不均,上侧增大而下侧降低,从而导致压力振荡;不同偏心值对喉部流量调节精度影响均在4%以内;调节锥反向运动会由于初始汽蚀段长度过短导致汽蚀特性减弱,汽蚀区变化速率减缓,流量调节精度影响在3%以内。

基于神经网络与遗传算法的离心泵汽蚀性能优化设计

为了研究离心泵发生汽蚀过程时其内部流动规律和对其汽蚀性能的优化设计,在结合传统优化方法的基础上,提出神经网络与遗传算法结合的智能优化方法。通过Plackett-Burman试验设计从离心泵的叶轮进出口直径、进出口安放角、叶片数、叶片包角等7个设计参数中筛选出显著影响的3个优化设计变量。叶片出口宽度、叶片包角和叶轮出口直径3个优化设计变量,其影响汽蚀性能的显著性由大到小。运用拉丁超立方抽样方法抽取30组设计方案,分别进行数值模拟计算,得出相应的汽蚀余量值。建立神经网络模型,结合遗传算法在规定范围内进行寻优,得到最优设计变量组合及最优汽蚀余量值。取优化后的参数进行数值模拟计算,优化后的离心泵在相同工况下汽蚀余量降低了43.1%,说明优化后的离心泵抗汽蚀性能显著提高。

摇摆条件下离心泵汽蚀特性分析

为准确描述摇摆等工况对海洋平台离心泵汽蚀特性及热力特性影响目标,采用动网格方法,综合考虑泵运行时绕中心轴自转以及绕摇摆中心公转运动,构建海洋条件下离心泵汽蚀仿真模型。研究针对不同摇摆幅值及频率下的离心泵汽蚀特性开展仿真计算。结果表明,在摇摆过程中离心泵的导轮叶片位置将出现局部空化,不同摇摆位置处的影响范围体现出了较大的差异。单个周期内,空化影响范围呈现出了先增大后减小的趋势,在约3/4周期时刻空化影响范围达到了最大,并以此提出了衡量海洋条件对离心泵特性影响极限波动系数,为海洋条件下离心泵抗汽蚀设计及海洋核动力平台动力系统安全稳定运行提供技术支撑。

基于叶片负积叠的双吸泵汽蚀性能改进研究

双吸离心泵在设计点附近运行时存在汽蚀不稳定的问题,汽蚀对泵的使用周期和系统稳定性影响极大,提高双吸泵汽蚀稳定性是目前双吸泵设计研究的难点。为了解决这一问题,采用负积叠叶型和交错叶轮组合的改型设计方法对双吸泵的汽蚀性能进行改善。选用k-ε Realizable湍流模型结合Zwart-Gerbera-Belamri汽蚀模型对0.9Qd、1.0Qd、1.05Qd三种流量工况进行了汽蚀数值模拟计算,并对叶片表面空泡体积分数的分布进行了提取和分析。结果表明改型叶轮可有效降低双吸泵设计点附近尤其是偏小流量下的临界汽蚀余量,使空泡脱落更为稳定地控制在前缘叶顶附近。

开式燃油离心叶轮汽蚀特性非定常仿真及分析

为了明确开式燃油离心叶轮汽蚀特性的非定常演变规律,在不同进口压力下进行汽蚀非定常仿真,重点分析叶轮及蜗壳关键流动区域内非定常流动特点、气液两相分布特点及压力脉动时频特性。确定汽蚀非定常仿真边界,对不同仿真步长及汽蚀模型进行相关性检验。将数值仿真预测结果与其性能试验结果对比,结果表明扬程和效率最大误差均小于5%,即所采用的仿真方法有效。仿真结果表明:不同进口压力下,叶轮进口区域均会产生一定的空化区域,而低进口压力下该区域会发生扩张,从叶片吸力面延伸至相邻叶片压力面,并逐渐扩展至叶片出口区域。另外,叶轮流道内主频为转频f_n,汽蚀的产生影响了进口区域的压力脉动幅值,仍会存在一定的非定常强度;部分位置出现了其他倍频,而蜗壳流道内主频仍为叶频fb。

泵站水泵汽蚀损坏原因及措施

随着水利工程投资和建设水平的不断提高,水泵在水利工程中的应用越来越广泛。然而,在实践中泵站水泵汽蚀仍然是一种常见现象,这不仅对泵的使用寿命和生产率有很大影响,而且还增加了运行成本。在水泵安装和使用时,必须了解设备的性能,正确操作和维护,以使水泵正常运行,延长设备的使用寿命。景电工程为高水头多级引水工程,分多级泵站直接从黄河取水。供水过程中的所有泥沙都经过各级泵站。机组能耗增加,甚至报废,大大缩短水泵的使用寿命。针对这一问题,探讨了水泵汽蚀磨损的原因及消除方法。

水泵汽蚀故障在工程应用中的处理方法

本文根据文献资料中提出的预防及改善水泵抗汽蚀性能的各项措施,结合实际操作方法及试验数据分析,阐述在实际工程应用中,当水泵发生汽蚀时,怎样判断水泵是否发生汽蚀,以及如何快速有效地采取措施,解决汽蚀故障。

增压喷嘴轴向位置对诱导轮汽蚀性能的影响

为了提高诱导轮的汽蚀性能,以某型号离心泵为研究对象,设计了一种泵内循环增压装置,并确定原模型以及喷嘴与诱导轮轴向距离分别为-2 mm、0 mm、2 mm共四组设计方案,通过数值计算与试验验证相结合的方法研究了诱导轮在不同设计方案下的空泡体积分布、诱导轮表面静压分布、诱导轮流道轴面流线分布以及不同方案对离心泵扬程和效率的影响,并分析了该增压装置对诱导轮汽蚀的抑制机理。研究发现:诱导轮汽蚀最先出现在诱导轮叶片进口吸力面外缘处,随着汽蚀数的减小,空泡继续向轮毂前端以及上游流道扩散,最后充满上游流道呈柱状分布,该增压装置能改善诱导轮的汽蚀性能,但会使泵扬程和效率略有降低,增压喷嘴在不同轴向位置时对诱导轮汽蚀性能的改善程度不同,对泵扬程和效率的影响程度也不同。当增压喷嘴与诱导轮的轴向距离为0 mm时,该增压装置对诱导轮汽蚀性能改善效果最佳,临界汽蚀数较原模型提高了23.53%,且对泵扬程和效率影响最小,即当位径比α为0时增压喷嘴轴向位置最佳。

可调汽蚀管式调节阀的仿真与试验研究

可调汽蚀管式调节阀采用汽蚀文氏管原理,能有效实现推进剂流量的大范围调节,是液体火箭发动机推力调节的关键部件。本文针对不同锥度的两种阀杆,通过仿真和试验对其调节性能进行了分析研究,获得了阀杆不同行程下的有效流通面积和相对压力损失。结果表明:两种阀杆的仿真结果和试验数据吻合较好,均能满足流量线性调节的要求,阀杆B的流量可调范围更大,但在满足流量调节范围的要求下,阀杆A的调节精度会更高。两种阀杆的相对压力损失试验结果相差不大,但阀杆A仿真得到的相对压力损失更大。通过仿真结果和试验数据的对比,验证了仿真模型的正确性,为相关设计提供重要参考。

叶轮前盖板曲率半径对某离心泵汽蚀性能影响

为提升某离心泵汽蚀性能,保持原型样机其他几何参数不变,叶轮前盖板进口部分曲率半径分别增大5 mm、10 mm、15 mm,构造出模型泵G、H、I。基于RNG k-ε湍流模型、Zwart–Gerber–Belamri和Schnerr&Sauer汽蚀模型,对各模型泵进行全三维全流场定常水力、汽蚀数值模拟,计算结果显示:各模型泵水力性能牺牲量均在工程可接受的范围内,不同工况,各模型泵临界汽蚀余量均小于原型样机临界汽蚀余量,其中,模型泵H汽蚀性能最优;叶轮前盖板进口部分曲率半径增大,削弱了叶轮进口汽蚀强度。

水轮机转轮汽蚀在线监测系统的研究与运用

文章目的在于设计综合平台,集成传感器技术、数据采集与处理技术以及智能诊断算法,实现对水轮机内部压力、振动、温度等关键参数的实时监测和分析。结果表明,所设计的系统能够高效准确地捕捉和分析汽蚀特征,及时预警可能的问题,并为操作人员和管理者提供实时的诊断报告和建议,从而有效提升水轮机设备的安全性和可靠性。可为水力发电行业的技术进步和运维管理提供实质性的支持和保障。

超临界双抽背压供热机组甩负荷时汽动给水泵汽蚀分析

甩负荷试验是检验火力发电机组调节系统动态特性的重要试验,也是防止发生超速事故的措施,能够考核发电机组调节系统的动态特性,检验各配套辅机及相关系统设计对甩负荷工况的适应性。通过某电厂大型超临界双抽背压供热机组甩负荷试验过程及试验时出现的问题进行分析,采取对应的措施对此类机型进行事故预防,并提出运行建议,以保证在甩负荷后能够在设备安全的前提下持续提供稳定供热。

液态CO_(2)泵内汽蚀特性及流动规律研究

液态CO_(2)的增压运输是CO_(2)捕集封存技术的重要一环,液态CO_(2)在泵内可能发生汽蚀而形成气液两相流,影响泵的增压输送性能。基于Zwart-Gerber-Belamri汽蚀模型以及VOF多相流模型对液态CO_(2)泵内汽蚀及两相流动进行数值模拟,分析了汽蚀产生的位置及其发展规律。结果表明,在泵内局部低压区析出气态CO_(2),形成了气液两相流使得泵增压性能下降;汽蚀初生位置位于叶轮进口处,从叶轮吸力面向压力面延伸;在大流量工况下,蜗壳隔舌处发生了大面积汽蚀堵塞流道,严重降低了液态CO_(2)泵的增压性能。

离心式锅炉给水泵中诱导轮抗汽蚀性能提升技术研究

离心式锅炉给水泵作为火力发电等工业领域的关键设备,其运行稳定性直接关系到整个生产过程的连续性,但汽蚀现象作为离心泵常见的故障之一,严重威胁着泵的运行安全与性能发挥,诱导轮在离心泵中降低汽蚀余量及提高抗汽蚀性能方面发挥着积极影响,本文从多个角度入手,开展离心式锅炉给水泵中诱导轮抗汽蚀性能提升技术的研究,以此提升诱导轮抗汽蚀性能。

某船用柴油机污水泵汽蚀余量计算分析

针对某船用柴油机污水泵存在可靠性较低的问题,本文根据标准台架污水泵试验得到泵汽蚀余量NPSHr,再根据仿真与计算得到污水泵在船上时的装置汽蚀余量NPSHa,将两者进行对比判断泵安装在船上时是否会发生汽蚀故障。

不同工况下诱导轮对自吸离心泵汽蚀影响的研究

本文旨在研究不同工况下诱导轮对自吸离心泵汽蚀的影响。在低流量工况下,诱导轮的存在可以减少汽蚀的发生,其机理是通过增加进口压力来提高泵的吸入能力。在高流量工况下,诱导轮对汽蚀的影响较小,因为此时泵的吸入能力已经足够强大。在不同转速工况下,诱导轮的存在可以提高泵的吸入能力,从而减少汽蚀的发生。此外,诱导轮的结构参数也对汽蚀有一定影响,如叶片数目、形状和角度等。最后,总结了汽蚀控制方法与措施,以期为优化泵的设计和控制汽蚀提供重要参考。

诱导轮叶片参数对大流量离心泵汽蚀性能的影响

诱导轮作为离心泵的重要辅助部件之一,对水泵汽蚀性能的改善有重要作用。针对某大流量离心泵汽蚀性能不佳的问题,采用响应面分析和数值模拟的方式,对该离心泵的诱导轮叶片参数进行了优化,探究了诱导轮导程、叶片厚度和叶片数对大流量离心泵汽蚀性能的影响规律。首先,构建了大流量离心泵的仿真模型,对其进行了外特性计算,将计算结果与试验结果进行了对比,对仿真结果的可靠性进行了验证;然后,根据诱导轮扬程与泵汽蚀性能呈正相关的规律,以诱导轮的叶片参数(导程L、厚度T、叶片数Z)为变量因素,以诱导轮扬程最大为优化目标,对诱导轮进行了响应面计算分析,得到了响应面优化后的诱导轮叶片参数,并对比分析了优化前后诱导轮的扬程;最后,针对诱导轮优化前后的离心泵,在不同工况下进行了叶轮汽蚀情况和临界汽蚀余量对比分析。研究结果表明:叶片导程对诱导轮扬程的影响不大,而减小叶片厚度、增加叶片数可以大幅提高诱导轮扬程;额定工况下,经响应面优化后的诱导轮扬程提高了0.6 m,泵的临界汽蚀余量相比原型泵降低了0.15 m。该结果可以为大流量离心泵诱导轮的优化设计提供理论参考。

矿用离心泵的汽蚀及其预防

分析了汽蚀原理和影响汽蚀的相关因素 ,提出了减少汽蚀和防止汽蚀发生的措施。

离心泵汽蚀特性分析

根据离心泵汽蚀余量的计算公式来分析影响泵汽蚀特性的因素,主要包括泵体设计和叶轮进口设计.假设泵进口来流无预旋,将由流动变量表征的泵汽蚀比转速公式,改写为由几何参数也就是反应泵体设计和叶轮进口设计的两个系数以及进口叶片安放角和轮毂比表示的形式,并通过绘制汽蚀比转速的图谱来分析影响泵汽蚀比转速的设计因素.通过图谱发现,获得最高汽蚀比转速对应的最优进口叶片安放角在10°-30°之间,叶轮进口处的设计比泵体的设计对泵汽蚀比转速的影响大.另外,根据初生汽蚀比转速的计算公式认为,基本上所有的离心泵都在汽蚀状态下工作.划分了离心泵的容许汽蚀运行区域的边界,即扬程下降0.5%时对应的汽蚀比转速曲线.