基于数值模拟的管道离心泵水力性能及能量耗散研究

采用雷诺时均的方法,基于SST k-ω湍流模型,开展了管道离心泵能量损失可视化的数值模拟研究。计算结果表明:叶轮内高压主要分布在叶片出口边,蜗壳内压力主要分布在隔舌和出口通道;管道离心泵的能量耗散中脉动熵产占主导地位,设计工况下管道离心泵的能量耗散最低,小流量工况的能量耗散是设计工况的3.4倍,大流量工况的能量耗散是设计工况的2.9倍;叶轮进口边、压力面、出口边以及间隙处能量耗散最大,蜗壳隔舌和出口通道内能量耗散最大。研究成果对同类水泵的低能耗设计提供了参考。

水工结构磨损防护的修补砂浆耐磨性能评价

为了探究不同修补砂浆作为混凝土表面修补层的适用性以及不同修补砂浆耐磨性,采用硅灰砂浆和聚合物改性砂浆作为修补砂浆,每种修补砂浆均浇注3个圆柱形混凝土试样和对照试样,共采用9个圆柱形混凝土试样,试验采用ASTM C 1138标准来测试修补砂浆的水下耐磨性。同时,为了量化磨损的影响,评估各种修复材料的功效,对磨损体积损失进行测量。结果表明,就水下耐磨性而言,聚合物改性砂浆的性能优于硅灰砂浆。研究结果可为防止水工结构磨损破坏提供理论与技术支持。

基于能量损失模型的轴流泵空化特性研究

以比转速为1500的轴流泵为研究对象,采用SST k-ω湍流模型和ZGB空化模型,基于熵产理论,开展了轴流泵空化特性及能量损失特性研究。数值模拟结果表明:基于ZGB空化模型,轴流泵的临界汽蚀余量为3.7 m;气泡均最先出现在叶片进口边的背面,空化越严重,空泡分布范围越大,严重时充满整个叶轮通道;深度空化的总熵产损失是无空化的1.22倍,叶轮内脉动熵产损失最大,时均熵产损失最小,高损失区域主要分布在叶片表面和尾迹附近。研究成果可为设计低能耗、空化性能优异的旋转机械提供参考。