微型旋涡泵水力特性与轴向力计算

对新结构闭式叶轮旋涡泵进行数值模拟,采用RANS湍流模型求解三维不可压缩问题,计算了旋涡泵的水力特性,分析了旋涡泵工作时叶轮与泵壳间隙处油膜对叶轮的轴向承载机理,并进一步讨论了叶轮两侧的楔形槽对油膜承载能力的影响.结果表明:旋涡泵的水力特性与试验数据趋势吻合,数值相近,验证了仿真计算的可靠性.轴向力分析显示,旋涡泵工作时浮动叶轮的轴向支撑由在叶轮两侧形成的油膜实现,油膜因厚度不同,造成径向的压力降不同,油膜较薄则泄压慢,油膜较厚则压力更均匀,叶轮上下表面受力不等而产生支撑力,而楔形结构能够产生附加的支撑力,强化了支撑效果.研究结果对旋涡泵的设计和研究提供参考依据.

高压渐开线内啮合齿轮泵轴向泄漏分析

为研究高压渐开线内啮合齿轮泵的内泄漏,尤其是轴向泄漏问题,对齿圈与泵体间隙处的轴向泄漏通道进行分析,并建立相应的简化模型,应用Fluent软件计算得到通道内压力沿周向分布的规律,采用所得公式与参数对轴向泄漏进行计算分析,并通过试验进行验证.研究结果表明:高压渐开线内啮合齿轮泵在采用间隙补偿机构时,进出油方式由轴向变为径向,从而导致了轴向泄漏;轴向泄漏与其他途径的泄漏相比更大,是影响该结构泵容积效率的主要因素,轴向泄漏的大小主要取决于齿圈与泵体公差的选择,配合间隙越大,轴向泄漏越大;同时,轴向泄漏也受齿圈偏心率的影响,泄漏量随偏心率的增大而减小.经分析得知,为保证泵在高压下能够保持一定的容积效率,在设计时需要严格控制齿圈与泵体双边间隙的上限值.同时,通过合理的径向力平衡设计控制偏心方向,可以有效利用高压下偏心率的变化缓解一部分轴向泄漏.

核电厂超设计基准事故下热交换器的密封结构设计及分析方法

核电厂中,需要考虑正常运行工况、预计运行工况、设计基准事故以及超设计基准事故等。对于正常运行工况、预计运行工况以及设计基准事故,采用保守的方法进行工程设计,但对于超设计基准事故,其发生的概率很低,根据纵深防御原则,需要对相关设备进行适宜地设计和分析。超设计基准事故研究是个前沿的课题,缺乏相关设计经验和分析评定准则。以三代核电站中的余热排出热交换器为例,提出了该热交换器在超设计基准事故下的密封结构优化设计方案以及相应的密封性能及结构完整性分析评定方法,研究结果为超设计基准事故下的设计和分析提供了参考。

非等距叶片微型旋涡泵压力脉动特性研究

漩涡泵运转时,其自身压力脉动问题会引起流动噪声和振动,影响设备运行可靠度,因此,需要尽可能减少旋涡泵的压力脉动问题。本文采用数值模拟分析用于汽车燃油输送的微型旋涡泵压力脉动特征,并采用随机叶片分布的方法设计了两只新的涡轮,分别采用不同的叶片分布规律,通过数值仿真研究在非等距叶片分布下压力脉动的特征。结果显示,采用非等距叶片分布可以大幅分散峰值强度,降低压力脉动的振幅,有利于防止压力脉动频率与油箱频率发生共振,降低燃油泵运行中的噪声。因此,采用非等距叶片设计,有助于改善旋涡泵压力脉动,对旋涡泵的性能提升具有借鉴价值。