叶片包角对泵作透平水力径向力的影响

为研究叶片包角对离心泵作透平瞬态水力径向力的影响,以一台蜗壳式离心泵反转作透平为研究对象,保持叶轮和蜗壳其他几何参数不变,应用计算流体力学软件CFX对泵作透平全流道内多工况瞬态流动特性进行数值计算,并对预测性能进行了试验验证。结果表明,作用在叶轮上的径向力,当叶片包角增加超过一定值时小流量工况下减小不明显,而大流量下减小显著。随包角增加,作用于蜗壳上的径向力减小并向第四象限偏移。叶片包角存在一个合适的取值范围,使得泵作透平运行在大流量工况下时径向力较小。

泵作透平振动噪声机理分析与试验

为了深入了解泵作透平不同流量不同转速下的振动噪声情况,在离心泵作透平开式试验台上,基于INV3020C数据采集系统和透平测试系统建立了泵作透平振动噪声试验测试系统,实现了性能参数和振动噪声信号的同步采集。为研究泵反转作透平振动和水动力激励诱发的进出口噪声特性,以一台单级单吸离心泵作透平为研究对象,利用加速度传感器和水听器测量了泵作透平在不同转速及流量下的振动和噪声。试验结果表明:随着转速的增加,泵作透平的扬程增大,高效区范围增加,效率有所提高且最高效率点向大流量偏移,同时,泵体加速度的总有效值和进出口噪声总声压级也随转速的增加而增加;随流量的增加,各测点的振动加速度和声压级逐渐升高;泵体的振动强度高于其他测点,各测点的振动强度主要反映于水平向;相同流量下出口噪声的声压级高于进口。该研究可为泵作透平减振降噪提供参考。

对旋轴流式喷水推进泵空化流动数值模拟

基于ANSYS CFX软件,利用Rayleigh-Plesset空化模型和SST湍流模型,在设计工况下,分别对首、次级叶轮单独以及对旋轴流式喷水推进泵整体进行了空化定常模拟,得到了各自的空化特性曲线.选择空化开始发生、临界空化点以及空化严重时3个工况比较分析首、次级叶轮内空化流动的发展情况.计算获得了不同净正吸头下叶片工作面、背面静压、背面空泡体积组分分布.计算结果表明,空化最初发生在首级叶轮叶片背面进口靠近轮缘的局部低压区,随着NPSH的减小,该空泡区域从轮缘向轮毂方向延伸.首、次级叶轮空化发展不同步,由于次级叶轮处于首级叶轮的预压下,首级叶轮发生空化时,次级叶轮并没有发生空化.计算结果从理论上较好地揭示了对旋轴流式推进泵空化性能的特点及其内部空化流动的特征.

泵作透平尾水管压力脉动特性分析与试验

为研究泵作透平尾水管压力脉动特性及内部流动机理,采用试验与雷诺时均非定常数值计算相结合的方法,对尾水管内部压力脉动及其上游过流部件对其内部流动特征的影响进行分析,得到不同位置监测点处的压力脉动特征。研究结果表明:蜗壳内压力脉动主频为叶片通过频率,动静干涉作用是引起透平蜗壳内压力脉动的主要原因;由于上游蜗壳内产生的压力脉动传播到叶轮导致叶轮流道内除主频轴频外还存在1个次主频叶频;小流量时尾水管中心区域出现回流现象,但是随着流量的继续增加回流现象逐渐消失;透平尾水管内压力脉动主要为上游蜗壳内压力脉动传播所致,动静干涉作用是其产生的主要原因;随着流量的增加,透平内部压力脉动主频幅值增加,且大流量工况下达到最大值。

磁力泵磁性联轴器的三维模拟计算与分析

磁力泵磁性联轴器的结构参数和转矩对磁力泵的性能有重要影响。考虑到端部效应,在传统的二维磁场求解分析的基础上对磁性联轴器建立了三维计算模型,利用ANSYS软件进行模拟分析,得到了三维模型总磁感应强度分布,气隙处磁场强度分布等,并对磁性联轴器三维模拟的端部效应进行分析。通过比对表明,由于三维模型考虑端部效应,高温高压磁力泵磁性联轴器的磁转矩模拟计算值比二维的减少21.92%。应用传统经验公式计算的磁转矩损失百分比为14.52%,比三维模拟的损失计算值少7.4个百分点,表明传统经验公式对于端部漏磁所产生的损失考虑不够,设计的磁性联轴器可能因为端部效应而达不到所传递的扭矩。由数值模拟计算的结果,理论上推导出了由于端部漏磁而损失的转矩值,对磁性联轴器的设计和应用提供了参考。

基于SAMCEF Rotor的高速泵转子临界转速分析

为了提高高速泵的可靠性,利用专业的转子动力学特性分析软件SAMCEF Rotor对高速矿用抢险泵转子系统进行分析,研究转子的动力特性--临界转速及其振型,根据径向轴承参数建模,分别采用一维梁模型,二维傅里叶模型和三维实体模型进行计算比对,得到了各自的坎贝尔图和临界转速及振型。研究表明,三种模型吻合的状态基本一致,设计方案避免了工作转速达到临界转速产生共振现象。根据转子动力学分析软件SAMCEF Rotor分析研究,临界转速的计算方法比较完善,分析结果较为精确,且一维及二维模型求解法对计算机配置要求低,求解耗时短。

高速泵的研究现状

为了深入研究高速泵的结构优化、水力性能与运行稳定性,本文综述了高速泵的研究现状。高速泵的研究主要采用了试验研究、理论分析和数值模拟的方法。文内总结了高速泵的主要研究内容:高速泵结构的优化选型,高速泵内部流场的研究,汽蚀性能的研究以及高速泵工作稳定性的研究,并对高速泵的发展作了展望,提出了今后高速泵的主要研究趋势。

红壤坡地桔园不同抗旱措施的效应比较

湖南省红壤坡地桔园,多数无灌溉设施,或设施不配套。虽然年降雨量在1200毫米以上,远远超过柑桔需水量,但雨量分布不匀。不少桔园由于缺水,产量长期上不去,经济效益低。本试验着重以土壤供水、气象、柑桔树体本身需水及果实膨大等规律为依据,采用桔农容易办到的蓄水保墒措施,进行比较,为我省近100万亩无灌溉条件的红壤坡地桔园抗旱提供参考。

矿用高速抢险泵推力盘作辅助叶轮的试验

为了获得矿用高速抢险泵中推力盘作辅助叶轮的水力特性,搭建了多功能推力盘试验台,通过试验方法研究了推力盘作辅助叶轮不同转速、温度、出口情况下的水力性能和抗汽蚀性能.试验结果表明:区别于传统离心泵,转速变化定律对推力盘作辅助叶轮产生的扬程不适用,转速越高,扬程系数取值越小.推力盘作辅助叶轮的流量范围与自身结构特性相关,与转速没有明显关系.6种转速下,随着流量增大,扬程不断降低,最大和最小扬程分别为19.64 m和2.62 m;机组效率先增大再减小,最高机组效率为6.5%;功率曲线则缓慢降低.随着转速提高,推力盘作辅助叶轮流量覆盖范围有轻微增大;相同流量点下,扬程和功率数值都有提高.抗汽蚀性能方面,不同转速下,温度对推力盘作辅助叶轮汽蚀性能影响不同;不同流量下,小流量工况下推力盘作辅助叶轮抗汽蚀性能优于大流量工况.

泵作透平流动诱导噪声实验及数值研究

为了改善泵作透平的内部流动噪声,建立了透平测试系统和噪声实验测试系统,进行了内部流动噪声实验,并在此基础上分别运用边界元方法(BEM)和有限元/边界元方法(FEM/BEM)进行了泵作透平内外场噪声分析,验证了两种计算方法的有效性.研究结果表明:不同流量下泵作透平频谱不仅包含特征频率,还包含低频的宽带谱,小流量下该特征尤其明显;在叶频(150.2Hz)处FEM/BEM与实验值误差要小于BEM,且耦合计算结果趋势更为合理;不同流量情况下,叶频处最优工况流量下的辐射噪声最低,流动诱导噪声与效率之间有着紧密联系.