基于Flowmaster的不同阀门开度对供水管网优化

为了进一步提高供水管网的优化性能,利用Flowmaster仿真软件,给出了管道、闸阀、阀门开度控制器等原件的建模过程,研究了阀门在不同程度下开启度对优化供水管网系统的影响,并建立多组对比模型参数进行仿真且着重分析了在阀门不同开启度下系统中管道阻力系数的变化.首先以流体管路系统为研究对象,对系统整体进行建模,其次对闸阀、管道的阻力损失规律进行优化分析,最后针对不同供水工况分别探究了阀门开启度对管道阻力损失的影响,得出最佳阀门开启度.结果表明,当供水管网系统分别处于大、小流量运行工况时,此时应根据用户实际用水需求量、阀门阻力系数、管道损失系数等方面因素综合调节各阀门开度,从而可以适当降低管网中的水力阻力损失,优化供水管网系统.

中开多级离心泵效率优化计算方法

对离心泵水力效率及高效区相对宽度的优化计算方法进行研究,在水力损失模型的基础上提出基于近似模型的多目标优化计算方法.以中开多级离心泵的优化设计为例,基于水力损失模型进行设计变量灵敏度分析,选出关键设计变量.分别利用水力损失、完全二次响应面(RSF)、径向基高斯响应面(RBF)和克里金响应面(KRG)4种近模型优化离心泵的关键设计变量,分析4种效率优化计算方法的精确性和有效性.结果表明:基于理论公式计算的第1种优化方法耗时少,但结果误差较大;后3种优化方法基于计算流体动力学(CFD)数值仿真分析,结果准确,其中RSF模型的结果最精确且计算时间较短.比较3种不同近似模型的计算精度,RSF的计算结果最精确, RBF结果次之, KRG结果最差.在设计流量下,基于RSF的Pareto最优解的扬程为83.77 m,效率为77.26%,基于RBF的Pareto最优解的扬程为83.09 m,效率为76.63%.

某长输管线离心压缩机模型级开发

基于商业流动分析软件NUMECA,采用Apalart-Allmaras湍流模型以及多重网格方法,对某管线压缩机内部的三维粘性流动进行模拟。根据模拟结果,对叶轮、无叶扩压器、弯道、回流器等部件的结构进行优化,从而实现了这些部件流动涡的控制,大大降低了这些部件的流动损失,最终完成了某管线压缩机基本级的气动开发。对该管线压缩机模型级进行了性能试验,试验结果表明:在设计马赫数下,该管线压缩机模型级性能曲线CFD预测值与实验值吻合良好。在设计点流量系数下,管线压缩机模型级的多变效率实验值比预测值低0.2%,能头系数实验值比预测值高4.5%。性能曲线形状达到设计预期。

马赫数对离心压缩机模型级性能的影响研究

采用数值研究方法并结合实验数据系统地研究了马赫数对离心压缩机小流量系数基本级性能的影响,对基本级内的流动损失机理及马赫数对静止部件性能进行分析。研究结果表明由于小流量系数基本级具有较窄的轴向通道宽度,边界层堵塞效应在小流量系数基本级损失机理中起到关键作用。在马赫数比较小时随马赫数的增加级性能显著提高,达到一定的马赫数后基本级性能又随着马赫数增加而下降。无叶扩压器和回流器的性能受各自进口绝对马赫数的影响很小,静止部件的性能主要受各个部件的进口气流角以及相对宽度的影响。

叶片载荷分布对小流量离心叶轮性能影响研究

应用五次Bezier多项式来控制环量沿离心叶轮叶片的子午流线的分布方法,分别设计了将载荷集中于叶片前部、中部及尾部三种载荷分布方式的叶轮,并应用三维数值模拟研究了不同载荷分布方式对小流量系数离心叶轮性能的影响。研究结果表明:叶片载荷集中在前部的叶轮性能优于集中在中部及尾部的叶轮,其内部流动损失最小;当将载荷集中在前部时,叶轮效率曲线朝大流量区域移动,将载荷集中在叶片尾部时,叶轮效率曲线会朝小流量区域移动,且载荷集中在叶片前部的叶轮压比高于载荷集中在叶片中部及尾部的叶轮。载荷集中在叶片前部的叶轮熵增最低,其叶轮出口速度比载荷集中于叶片尾部和载荷集中于叶片中部的叶轮出口速度分布更均匀,流动损失更小。

基于NSGA-Ⅲ算法的低比转速离心泵多目标优化设计

为提高IJ125-100-400-00型低比转速离心泵的水力性能,采用基于参考点的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)结合近似模型、数值模拟等方法对叶片进行了多目标优化。根据水力损失模型和灵敏度分析结果,选取叶轮出口宽度、叶轮出口直径以及叶轮出口角度3个参数作为设计变量;使用拉丁超立方抽样随机生成了60组设计方案,针对非简化模型进行了数值模拟,得到了对应的外特性值,并建立了高效的BP神经网络近似模型;最终采用NSGA-Ⅲ算法对近似模型进行了多目标寻优,得到了最优设计变量组合。研究结果表明:初始模型的数值模拟结果与实验值具有很好的一致性,两者在额定工况下扬程的绝对误差小于2.14%;BP神经网络拟合预测效果良好;优化后的离心泵水力效率提高了6.86%,扬程满足设计需求,泵内部流场明显改善。

大型并联立式屏蔽泵的轴系动力学分析

立式屏蔽泵的轴系振动是影响屏蔽泵使用寿命的关键因素。以立式屏蔽泵为研究对象,在考虑了间隙环流、高温高压等影响因素后,建立了立式屏蔽泵轴系的三维模型,并通过有限单元法对其进行预应力分析和模态分析,得出了立式屏蔽泵在不同的轴向力作用下的最大变形点和最大受力点,并提取了模态分析的前6阶分析结果,计算了立式屏蔽泵的前6阶三维模态振型;以及通过立式屏蔽泵的前6阶三维模态振型,得出了前6阶振动时可能对立式屏蔽泵轴系的影响。以上的研究结果对立式屏蔽泵的设计和研究具有指导作用。

大型并联立式屏蔽泵的轴系动力响应分析

针对当前对立式屏蔽泵的转子-水润滑轴承的动力学特性研究相对薄弱等问题,以大型并联立式屏蔽泵为研究对象,通过合理的简化,建立了其轴系的三维模型,通过有限单元法对其进行预应力模态分析,并在预应力模态分析的基础上,分别对其进行了谐响应分析、瞬态动力学分析,分析得出了立式屏蔽泵轴系系统的不平衡响应曲线和立式屏蔽泵的轴系系统在不同刚度和阻尼下受到突加激励时的瞬态响应曲线。分析结果表明,虽然立式屏蔽泵轴系系统在受到突加激励力后会出现较大的振动,但是很快都趋于稳定,说明该立式屏蔽泵的轴系系统拥有着较好的动力稳定性。以上的研究结果对立式屏蔽泵的设计和研究具有指导作用。

机械制造工艺中的合理化机械设计策略

科技的发展带动了机械制造业的不断进步,使我国机械制造水平大幅度提升,与此同时,机械制造行业的范围也处于不断扩大的过程当中,并推动了我国经济水平的提升。在开展机械制造工作的过程中,对其实施合理化的设计十分重要,所以本文主要针对机械制造工艺中的合理化机械设计策略进行分析。