叶片数对无轴泵喷推进器性能的影响

为丰富无轴泵喷推进器噪声性能优化理论,研究了叶片数对无轴泵喷推进器性能的影响,重点探究了不同叶片数下无轴泵喷推进器内的压力脉动变化规律。基于计算流体力学中的有限体积法离散RANS方程,应用RNG k-ε湍流模型封闭计算模型,采用SIMPLEC进行压力-速度耦合,对不同叶片数下的无轴泵喷推进器内部流场进行了非定常数值模拟计算,并对计算结果进行了详细的对比分析。研究结果表明:随叶片数的增加,无轴泵喷推进器模型的扬程、效率和推力均逐渐增大,叶片表面压力分布更加均匀,叶轮轮缘和中部的压力脉动均明显降低,叶轮进出口主频处的压力脉动幅值从轮缘向中心逐渐减小。

导叶叶片数对LNG四级潜液泵轴向力及首级叶轮流场的影响研究

应用CFD技术研究了导叶叶片数对LNG潜液泵首级叶轮压力和轴向力分布的影响,对一、三级导叶同时设计7、8、9三种叶片数,采用K-epsilon湍流模型进行了多工况数值模拟,并采用液氮工质进行了相关外特性试验验证,得到LNG泵内部首级叶轮压力分布以及轴向力特性。结果表明:潜液泵所受总轴向力在导叶数为8时最小,泵的整体效率最优。作用在首级叶轮上后盖板的轴向力大于前盖板。其中,导叶数为8时首级叶轮前后盖板轴向力最小,压力分布最均匀;而导叶数为9时,与叶轮叶片数9相同,运转时会有共同的倍频出现,在相同的倍频上振动累加,并诱发共振,导致前后盖板的轴向受力最大,叶轮前盖板所受轴向力相对于其他方案平均增加了3.45%;后盖板轴向受力绝对值平均增加1.88%。综上,导叶数为8时潜液泵的水力效率最优。

叶轮叶片数对低比转速离心式电泵性能影响的试验研究

为了探究不同叶片数对低比转速离心式电泵性能的影响,选取一比转速为37的低比转速离心式电泵为研究对象,在确保电泵其他主要几何参数不变的情况下,设计叶片数分别为3、4、5、6共4种不同方案的叶轮,并对此4种电泵进行外特性性能试验,得到扬程、电泵输入功率、转速和电泵效率与流量的关系曲线,对比分析得出了叶片数对电泵外特性的影响规律,以期为低比转速离心式电泵叶轮的叶片数选取提供参考。

叶片数对混流泵作透平特性的影响

为研究叶片数对混流泵作透平性能的影响,在叶轮其他主要几何参数不变的情况下,应用计算流体动力学软件ANSYS CFX对叶片数分别为6,7,8,9,10,11,12的泵作透平进行数值计算,得到不同叶片数时混流泵作透平的外特性曲线、内流压力场、速度流线场、湍动能分布等.通过对比分析,得到叶片数对混流泵作透平的影响规律.结果表明:叶片数对混流泵作透平的扬程、轴功率有一定影响,叶片数Z=8时透平效率最高;随着叶片数逐渐增大,叶片对流体的约束能力加强,叶轮进口处的旋涡区域逐渐变小,内部流动得到改善;叶片数越大,湍流集中现象越明显,叶片进口处的湍动能越小,湍流动能分布越均匀;叶片数过大不利于混流泵作透平性能的提升,即存在最佳叶片数Z=8使得透平的性能达到最佳.

旋涡泵进口含气量和叶片数对泵内流场和性能的影响分析

为分析旋涡泵气液混输时进口含气量和叶片数对泵内流场和外特性的影响机理,通过数值计算,对不同进口含气量(5%、10%、15%)和不同叶片数(20、22、24、28)时旋涡泵内流场和外特性进行对比分析.结果表明:旋涡泵的扬程和效率随着进口含气量的增大而减小,扬程从48.98 m减小到36.19 m,效率从34.8%减小到32.4%;在各纵向截面上侧流道内压力大于叶轮流道内压力,从叶轮进口到出口沿圆周方向,各纵向截面内叶轮与壳体的最大压差逐渐增大;纵向截面上气液分离现象越来越严重,叶轮内气体体积分数逐渐增大,而侧流道内气体体积分数逐渐减小,叶轮轮毂处气相聚集越来越严重;随着叶片数的增加,旋涡泵的扬程和效率均呈先增后减的趋势;随着进口含气量的增大,旋涡泵的性能随叶片数变化的敏感度先增后减.

动叶轮叶片数对多相混输泵水力性能的影响

为了探究动叶轮叶片数对多相混输泵外特性、做功性能和水力特性的影响规律,基于欧拉非均质流模型,利用CFX软件对不同动叶轮叶片数下的多相混输泵在多种流量工况、入口含气率10%的条件下进行数值计算。研究发现:流量在90 m^(3)/h及以下时,动叶轮叶片数对扬程和效率的变化趋势影响相对较小,而随着流量的增加,四叶片动叶轮会使混输泵扬程和效率的下降程度增大;当动叶轮叶片数为3时,多相混输泵的外特性、叶片表面静压分布、载荷分布和水力特性等均优于动叶轮叶片数为4时的性能。本文的研究结果可为多相混输泵动叶轮叶片数的选择提供参考。

烤烟品种韭菜坪2号叶片数的遗传分析

叶片数是烟草产量的重要构成因素,对提高烟农种烟收入和保证卷烟原料的供应有重要意义。低温易引起烤烟早花,导致叶片数减少,而韭菜坪2号可在高海拔地区种植,且叶片数不受影响。为揭示韭菜坪2号烤烟叶片数的遗传规律,本研究以叶片数较少的优质烤烟NC82和叶片数较多的烤烟品种韭菜坪2号为亲本,构建六世代(P_(1)、P_(2)、F_(1)、F_(2)、BC_(1)和BC_(2))遗传群体,采用“主基因+多基因”混合遗传模型对韭菜坪2号的叶片数进行遗传分析。结果表明,最优模型为2MG-ADI,即受2对加性-显性-上位性主基因控制,2对主基因中加性效应起主导作用,且存在互效作用;主基因在F_(2)、BC_(1)、BC_(2)世代的遗传率分别为62.72%、6.87%、45.51%,遗传率不高,可能受环境或其他因素的影响较大。本研究结果为韭菜坪2号叶片数基因的遗传和利用提供参考依据。

叶片数对轴流风机气动性能影响的数值研究

叶片数量是影响风机气动性能与经济性的重要因素。本文针对空调器室外机用轴流风机的性能要求,设计了二叶片、三叶片和四叶片轴流风机。采用数值计算方法,研究了叶片数量对轴流风机气动性能的影响。研究结果表明:叶片数量越少,湍流度越大,风机进出口气流扰动加剧,气动涡流噪声也随之增大;二叶片风机由于其叶片数最少,其出口风量相比四叶片风机减少了23.5%,三叶片风机相比四叶片风机其出口风量减少了4.7%。随着叶片数量的减少,尽管风机做功能力有所下降,但叶片用材减少,风机的加工制造成本也相应降低。

导叶叶片数和型式对低流阻混流泵水阻系数的影响

文章以某型低流阻混流泵样本水力模型为研究对象,基于ANSYS-CFX软件,建立相对坐标系下的时均连续方程及N-S方程,并采用RNG k-ε湍流模型、非结构的四面体网格和SIMPLEC算法,对低流阻混流泵内部三维流动进行数值模拟,通过改变导叶的叶片数和导叶的型式,模拟计算了不同运行工况下低流阻混流泵的水阻系数。总结分析得到:相同工况下,适当的导叶叶片数会使得泵水阻系数较小,同时,根据实际的情况改变导叶的型式,在一定程度上会减小水阻系数的波动幅值。

液环泵叶轮叶片数对内流场及其性能的影响分析

为研究叶片数对液环泵内流场及其性能的影响,基于非稳态数值模拟方法,对液环泵在不同的叶轮叶片数设计下的内部气液两相流动进行数值模拟分析。分析结果表明:液环泵的进口真空度及效率均随叶片数增多呈先增大后降低的趋势,叶片数为20时液环泵的性能达到最优。随着叶片数增多,叶片对介质的控制能力增强,液环泵内气液分界面更加平滑,但叶片数过多会导致流道堵塞严重,泵的吸气性能下降。随着叶片数增多,吸气区叶轮外缘流出液体的动能逐渐增大,液体对气体的做功能力逐渐增强。由于叶轮偏心安装于泵壳内,叶轮各流道内液相体积分数各不相同,叶轮出口流动沿周向呈非对称分布,泵壳体内壁压力脉动幅值沿圆周方向呈3种不同的频域幅值特征。随着叶片数增多,壳体内壁压力脉动各阶频率分量的幅值明显下降。

叶片数对离心泵内流诱导振动噪声的影响

基于虚拟仪器数据采集系统和泵产品测试系统在离心泵闭式试验台上建立了泵空化诱导振动噪声试验测试系统,实现了泵能量性能参数和流动诱导振动噪声信号的同步采集.以一台比转数为93的5叶片单级单吸离心泵作为研究对象,在保证泵体和叶轮其他几何参数不变的情况下,将叶轮叶片数分别设计为4,6和7片.测量了不同叶片数下模型泵在全流量范围内的能量性能、振动强度和噪声信号,并对振动和噪声信号数据进行了处理.试验结果表明:模型泵内部流动诱导的振动对泵体的影响最大,5叶片时模型泵的振动强度最高;随着流量的增大各测点振动强度大致都呈现先基本不变后显著上升的趋势;泵的噪声信号主要集中在0～2 000 Hz的范围内;在小于设计流量时,随着叶片数的增大,轴频的峰值逐步增大.研究结果对于建立低振动低噪声离心泵水力设计方法具有重要的参考意义和指导作用.

核主泵叶轮与导叶叶片数匹配规律的数值优化

为了阐明核主泵叶轮和导叶叶片数匹配特性对水力性能的影响。以缩比系数为0.5的模型泵为研究对象,基于核主泵几何参数,建立叶轮叶片数Z1和导叶叶片数Z2的多种匹配方案,通过数值方法预测多种匹配方案下核主泵设计工况下的水力性能。结果分析表明:只改变叶轮叶片数时,随着叶轮叶片数的增加,叶轮与泵扬程的增加趋势逐渐变缓;只改变导叶叶片数时,导叶叶片数的选取对核主泵效率影响的最大差值为8.48%。导叶和压水室内漩涡区和水力损失主要集中在以泵出口为起点沿叶轮旋转方向的半球形区域,且环形压水室的水力损失在总损失中所占比重最小为36.4%,表明环形压水室是核主泵水力损失最大的过流部件。根据多种叶片数匹配方案的结果分析,表明设计工况下核主泵叶轮与导叶叶片数的最佳匹配值为(Z_1=4,Z_2=9)、(Z_1=5,Z_2=12)、(Z_1=6,Z_2=11)和(Z_1=3,Z_2=7),即导叶叶片数在叶轮叶片数的2倍附近且两者互质时,泵的水力性能达到最佳值。研究结果为核主泵叶轮和导叶叶片数的选取提供了理论依据。

斜流泵叶轮和导叶叶片数对压力脉动的影响

为了研究斜流泵叶轮和导叶由于动静相干作用(RSI)而引起的压力脉动规律,基于标准k-ε湍流模型、SIMPLEC算法和滑移网格技术,根据叶轮和导叶叶片数及其叶片厚度设计了多种计算方案,并对不同方案的斜流泵模型进行了非定常数值模拟.采用叶轮进口、叶轮出口和导叶内部布点监测压力的方法获得了压力脉动曲线,并基于时域图分析了叶轮叶片数、导叶叶片数及其厚度对斜流泵内部压力脉动特性的影响.数值计算结果表明:斜流泵叶轮叶片动静干涉对整个流场的压力脉动影响较大,叶轮叶片数越少,叶轮进、出口压力脉动幅值越大;在设计工况下,导叶内部的压力脉动波形主要受叶轮叶片数影响,而导叶厚度对导叶内部压力脉动影响较小.研究结论将为斜流泵的设计和稳定运行提供参考.

叶片数对高比转数轴流泵空化特性的影响

基于shear stress transport(SST)k-ω湍流模型和Zwart空化模型,针对某一高比转数轴流泵模型,对叶片数分别为3、4和5的3组叶轮方案,分别进行了空化流场模拟和实验,计算了不同叶片数下的流量-扬程曲线、流量-效率曲线和空化性能曲线,得到了3组叶轮的临界空化余量NPSHc分别为6.19 m、5.122 m和4.765 m。与叶片数为3的叶轮方案对比,另外2组叶片数方案的NPSH值分别降低了17.25%和23.02%。在空化充分发展的工况范围,发现叶片数多的叶轮的扬程对NPSH降低较敏感;针对轴流泵叶片背面的固定空化和叶顶间隙的旋涡空化,用空泡分布来表征空化的程度,分析了其在不同空化余量下空泡分布的变化规律。通过对比得到,相同NPSH下,叶片数Z=5的叶轮,叶片背面空泡分布体积较少,即空化的程度较低;但其空化严重区的空泡体积增幅较大,即空化发展的速度较快;叶顶区域的叶顶涡诱导的低压区随叶片数减少,范围逐渐向上游扩大,轮缘的空泡体积也随之增大,叶顶泄漏空化更加严重。即叶片数对不同类型空化情况,以及相同类型的不同程度的空化情况影响不同。

叶片数对喷水推进器性能影响的计算流体动力学分析

分析和界定了喷水推进器数值计算所需流场控制体。联用结构化网格和非结构化网格对该流场区域进行离散。选择切应力输运(Shear stress transport,SST)二方程紊流模型,采用稳态多参考系方法进行数值计算。根据实船试航时泵转速和航速,计算"船—泵"匹配特性线上六个工况点对应的功率和推力,并与设计单位提供的精确设计值进行比较,在分析网格无关性的基础上检验了数值计算方法的可信性。在此基础上从三个方面分析和比较了该喷水推进器:叶轮叶片数从5叶变化到7叶时对Stodola滑移系数和喷水推进器外特性的影响;导叶体叶片数从9叶变化到13叶时对叶轮出口流体整流结果的影响以及由此引起的流体动力性能的改变;叶轮和导叶体15种不同叶片数匹配时在给定工况下各自对应的流体动力性能数据。结果表明,在给定运动参数工况下,随着叶轮叶片数增加,Stodola滑移系数增加,喷水推进泵扬程增加,产生的轴向推力和消耗的轴功率也增大,效率下降;导叶叶片数增加时,喷口出流的旋转作用减弱,11叶后再增加已无明显改进,导叶为10叶和11叶时喷水推进器性能较接近,对应扬程和推力均较12叶和13叶时大;叶轮为5叶时与9叶导叶组合使整体性能最佳,而6叶和7叶叶轮均是与11叶导叶匹配时性能最佳。

叶片数对离心泵小流量工况空化特性的影响

为研究小流量下离心泵的空化特性,采用ANSYS CFX 14.5,基于k-ε湍流模型和Rayleigh-Plesset空化模型,以3种叶片数叶轮的IS50-65-160型离心泵为研究对象,对其内部空化流动分别进行了数值模拟。为了提高数值计算准确性,进行了网格无关性分析,且从泵空化性能、叶轮所受扭矩及轴向力分析了叶片数对泵小流量下空化特性的影响规律。研究结果表明:当叶片数从4增加至8时,离心泵扬程增加,但其效率变化较复杂。小流量工况下,随着空化系数降低,各叶片数叶轮扭矩与泵扬程均不同步地发生陡降,且出现相似地匍匐下降规律;当扬程下降3%后,各叶轮所受轴向力的大小几乎恒定;单个叶片流道的空泡体积出现突增,明显较其他叶片流道大,各叶片流道空泡分布极不对称。研究发现,离心泵扬程及扭矩匍匐下降特性很可能与不对称叶片空化相关。

基于DOE及RSM的液力变矩器叶片数对性能的影响及优化

为解决一维束流理论难以有效地对液力变矩器叶片数进行优化的问题,建立液力变矩器三维流动设计分析平台,利用实验设计方法,研究了各叶片数对液力变矩器性能的影响,并在响应曲面基础上对叶片数进行了优化.结果表明,泵轮、涡轮叶片数对最高效率和起动转矩比有较大影响,泵轮、导轮叶片数对泵轮扭矩系数有较大影响.优化后,液力变矩器各性能指标均有提高.

叶片数对离心泵空化诱导振动噪声的影响

为研究叶片数对离心泵空化诱导振动噪声的影响,以一台5叶片单级端吸离心泵为研究对象,保持泵体和叶轮其他几何参数不变,将叶片数分别改为4、6和7.基于虚拟仪器数据采集系统和泵产品测试系统在离心泵闭式实验台上测量了不同叶片数模型泵在不同净正吸入水头(NPSH)时的振动、噪声和出口压力脉动信号,并对信号进行处理和分析.试验结果表明:模型泵空化诱导的振动对泵体的影响最大,综合比较各测点的振动强度,4叶片模型泵的振动最剧烈,5叶片模型泵的振动相对最小.在不同空化状态下,模型泵噪声信号随叶片数的增加叶频峰值基本不变,但轴频峰值变化规律复杂,在空化严重时,6叶片模型泵的轴频峰值最大.随着空化程度的加剧,各叶片数模型泵的轴频峰值呈下降趋势.

不同叶片数下管道泵内部流动及振动特性的数值与试验研究

为研究不同叶片数下管道泵内部的流动特性及振动特性,采用标准k-ε湍流模型和滑移网格技术,在CFX数值计算软件中,分别对6叶片和7叶片的管道泵内部全流场进行三维非定常数值模拟,计算得到不同流量下叶轮内部流动特性、蜗壳内部静压特性以及叶轮转矩波动特性。对比0.1qV工况下两种叶片数下的数值计算结果,发现6叶片下的'射流-尾迹'效应及静压变化梯度均大于7叶片,6叶片下的转矩波动强度大于7叶片;不同叶片数下,叶轮内部的相对速度变化规律、静压变化规律以及蜗舌附近低压区的发展变化规律与蜗舌和叶轮的相对位置有关。采用振动试验测量不同叶片数下管道泵的振动水平,分析振动试验结果和数值计算结果表明,在不同流量下,6叶片的振动水平高于7叶片,主要在于6叶片具有较强的压力脉动和不稳定流体力的作用;叶频及其倍频是管道泵产生振动的主要激励频率。因此,可以通过优化叶片设计参数(Z,β2,β1)来改善管道泵内部的不稳定流动状态,进而降低振动水平。

高丹草株高与叶片数主基因+多基因的遗传分析

于2005年采用主基因+多基因混合遗传模型,对高丹草(Sorghum×Sudan grass)2002 GZ-1和2002 GB-1杂交组合的5个世代(P1、P2、F1、F2、F2∶3)群体的株高和叶片数进行联合分析。结果表明:株高遗传受2对加性-显性主基因+加性-显性多基因(E-2)控制;叶片数遗传受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因(E-1)控制,两性状的遗传符合2对主基因+多基因混合遗传模型,主基因对株高、叶片数的表现起主要作用。株高中主基因加性和显性效应分别为26.98、10.02和2.36、1.61,而多基因分别为-6.95和-5.06,F2和F2∶3的主基因遗传率分别为77.94%和82.95%。叶片数主基因的加性和显性效应分别为6.11、1.04和0.63、-0.09,多基因分别为-0.16、-0.11,F2和F2∶3的主基因遗传率分别为89.30%和91.60%。表明2个性状是以主基因遗传为主,应在早期世代进行选择。该性状所属遗传模型的研究,旨在为高丹草的遗传改良和杂种优势利用提供理论依据。