基于阿基米德螺旋转轮的自清洗泵前过滤器设计与试验

为提高泵前过滤器自清洗性能,解决过滤系统频繁中断问题,该研究将阿基米德螺旋转轮应用于泵前过滤器自清洗过程,通过数值仿真与物理试验,结合相关性分析和线性回归分析,探究叶片螺距、叶片角度、叶片数量对阿基米德螺旋转轮转速的影响规律。结果表明:转轮转速随螺距的增加逐渐下降,且降低幅度逐渐上升,随叶片角度和叶片数量的增加转轮转速的提升较小且提升幅度不断减小,对转轮转速影响程度由大到小为螺距、叶片角度和叶片数量。通过TOPSIS法(technique for order preference by similarity to an ideal solution)综合评价得到最佳结构参数组合为:螺距133 mm,叶片角度90°,叶片数量1。优化后水驱式自清洗泵前过滤器开展自清洗试验,结果显示流量经过最初下降阶段后稳定在294.9~296.6 m^(3)/h区间,流量降幅仅为1.13%~1.70%,利用水力驱动阿基米德螺旋转轮带动自清洗装置的滤网清洗效果良好。研究结果可为水驱式自清洗泵前过滤器的结构设计和优化提供参考。

立式自吸泵前口环几何参数对其自吸性能的影响

为探究立式自吸泵前口环几何参数对其自吸性能的影响,以350WFB-1200-50型外混式无密封立式自吸泵为研究对象,在保证自吸泵其他参数不变的情况下,通过改变前口环间隙δ和前口环长度l的数值大小,共设计20种方案.利用数值计算和试验验证相结合的研究方法,通过定常数值计算得到不同方案外特性曲线图及前口环进出口压差图;通过非定常数值计算得到不同方案不同时刻中间截面气体体积分布云图、不同方案自吸泵出口含气率变化图及不同方案自吸完成时间曲线图来研究立式自吸泵前口环几何参数与其自吸性能的关系.研究发现:前口环间隙δ和前口环长度l对自吸泵自吸性能均有影响,适当减小前口环间隙δ和增大前口环长度l均能提高自吸泵自吸性能,且当前口环间隙δ过大时,其对自吸泵自吸性能的影响大于前口环长度l对自吸泵自吸性能的影响.

复杂灌溉区悬浮自洁式泵前过滤器优化设计研究

针对灌溉区复杂的水质环境导致泵前滤网频繁堵塞需要耗费大量的人力财力等问题,设计一种自动清洗的泵前过滤器。通过滤网出水口压差∆P大于预设压差P作为自动清洗装置控制开启条件,对滤网工作流场进行数学分析,得到控制体体积Q和包围流体的表面积S等相关变量的数学关系,对悬浮箱进行每间隔150 mm采用50 mm的凸凹特征设计,提高悬浮箱的承载强度,对滤网关键参数进行设计,对水泵为滤网出水口提供的6种不同压强进行数值模拟,获得滤网出入口压差∆P,为预设压差P的设置提供参考。最后,对6种不同压强进行试验。结果表明,随滤网出水口压强降低,自动清洗装置启停周期和滤网清洗时间呈现增加的趋势。随着滤网出水口压强降低,滤网出入口压差不断减小,滤网内部叶轮受压力的驱动力减弱,滤网旋转速度变慢,导致滤网清洗需要更长的时间。通过测试试验与应用,过滤器能够有效地阻止砂石和菌藻类生物进入微灌系统,自清洗装置能有效地清洗黏附在滤网上面的砂石和菌藻类生物,完全实现滤网无人清洗,大幅度地降低劳动力。

秦淮河流域典型排涝泵站前池水质与降雨特征响应关系

为分析排涝泵站前池水质与降雨特征的响应关系,对南京市城区秦淮河沿线2个排涝泵站前池水质以及降水量开展高频在线自动监测,结合回归树方法分析了不同降雨强度、前期干旱时间条件下排涝泵站前池水质变化规律,探讨了不同类型排涝泵站前池水质的主要影响因素。结果表明:晴雨天均有生活污水汇入的A泵站前池氨氮质量浓度在大雨强下降低,中雨强下先升高后降低,小雨强下平缓上升,A泵站前池污染物质量浓度主要受降雨强度和次降水量影响;主要接收降雨径流,雨量大时有生活污水溢流汇入的B泵站,前池污染物质量浓度在大雨强下先升高后逐渐降低,中雨强下降低,小雨强下变化不大,B泵站前池水质主要受次降水量、前期干旱时间和降雨强度影响;2个泵站前池COD_(Mn)质量浓度变化与降雨的响应规律相似,但更多受到与前期干旱时间关联的地表径流冲刷作用影响;连续降雨均导致泵站前池氨氮质量浓度和COD_(Mn)质量浓度波动变化较大,而前期干旱时间越长,降雨发生后泵站前池水质越差。

海床砂土源热泵毛细管前端换热器换热性能研究

海床砂土源热泵是典型的清洁能源供能系统之一。为探究其毛细管前端换热器的换热性能,利用Matlab软件构建了换热器各个毛细管的数值传热模型,并基于该模型分析了管席不同位置处毛细管出口温度变化情况以及毛细管间距、埋深、管长对换热器换热性能的影响。模拟结果表明:当换热达到稳定时,管席顶部管和底部管的换热效果均优于中间各管的换热效果,并且毛细管间距、埋深和管长的增加有利于毛细管换热器换热性能的提升,毛细管间距从20 mm增大到60 mm时,冬夏季毛细管换热量分别增加了51.9%和17.8%,埋深从0.5 m增大到2.5 m时,冬夏季毛细管换热量分别增加了74.3%和53.9%,管长从0.5 m增大到3.0 m时,冬夏季换热量则均扩大了3.9倍。研究可为海床砂土源热泵前端换热器的设计提供理论支撑。

基于中间气压罐和罐前逆止阀的浮船泵站水锤防护

以云南省元谋县金沙江光伏提水工程的第一级浮船泵站供水系统为例,开展了浮船泵站水锤防护的研究。在参考相关设计规范的基础上,确定了停泵水锤防护标准;通过比较不同水源水位和停泵台数对过渡过程的影响,确定水锤防护的控制工况为水源水位最低、运行机组全部停泵的工况;根据管道沿线地形和浮船泵站的特点,在分析泵出口阀关闭程序、中间气压罐防护效果、罐前逆止阀作用的基础上,提出了“泵出口轴流式逆止阀+中间气压罐+罐前逆止阀”的水锤防护方案。该方案通过泵出口轴流式逆止阀完全防止机组倒转,通过中间气压罐控制管线中的正负水锤压力,通过罐前逆止阀防止倒泄水流对浮船和摇臂联络管的冲击。该防护措施对类似工程有较好的参考意义。

不同工况下主排水泵的性能研究

为进一步提升排水系统在实际生产中的运行效率,降低能耗,在对主排水泵排水方式简单概述的基础上,构建了实验平台,测定了主排水泵在负压吸水、正压给水以及前置泵正压给水3种工况下的性能参数,并对应绘制了性能曲线图。所得数据可指导主排水的实际生产。

某泵站工程双排桩前后排桩不等距的研究与应用

双排桩基坑围护结构是由前、后排桩通过桩顶的连系梁形成一个超静定刚架的结构。目前关于如何计算双排桩前后桩不等距的研究相对较少。为此,以某排涝泵站工程为例,利用有限元Midas GTS NX软件建立三维模型,进行整体分析,并对双排桩结构进行受力分析及其对周围环境的沉降分析。研究发现:双排桩的前后桩受力状态不一致,可以据此进行分段配筋以节约造价;围护结构的连梁节点是其能否发挥作用的关键。

文献聚类视角下的中国热泵研究进展

在使用文献计量法分析了超过15 000篇文献引文信息的基础上,通过对1994—2020年中国热泵研究方向进行聚类,从宏观上描述主要领域和总体发展趋势,并详细综述了当前最为活跃的4个领域:地源热泵、空气源热泵-结除霜、空气源热泵-供热和太阳能辅助热泵。地源热泵聚焦于换热器和热不平衡现象的研究;空气源热泵是近年来最热门的研究方向,结除霜的研究经历了从结霜/除霜机理研究、除霜方法、蓄热除霜到无霜运行的转变;复叠蒸气压缩式空气源热泵与制冷剂喷射技术是提高空气源热泵在严寒、寒冷地区适用性的主要方向。指出工业热泵可能是未来热泵研究的发力点;电动车热泵及热泵热水器产业化需求旺盛。

电动汽车补气式热泵系统低温制热性能

为提高电动汽车热泵系统低温工况下的制热性能,设计并搭建了车用经济器补气增焓热泵系统实验台,基于无补气热泵,探究2种补气支路(经济器前分支与后分支补气)下热泵系统的低温制热性能。结果表明:在-18—0℃环境工况下,2种补气支路均有利于系统制热性能提升,且经济器后分支补气系统性能更佳;在环境温度-18℃,压缩机转速6000 r/min工况下,经济器后分支补气系统制热量与能效比分别比前分支补气高6.2%和2.2%,且环境温度越低,后分支补气系统制热优势越明显;在其他条件不变时,随着补气压力增加,两种补气支路制冷剂流量增加,压缩机排气温度下降,系统制热量先增加后减小,存在最佳补气压力使系统制热量达到最高,且后分支补气最佳补气压力高于前分支补气。

某发动机前端盖部异响质量改进探析

本文简单介绍了发动机前端盖的作用,主要分析了前端盖处异响的原因,采取的改进措施,以改善发动机的性能表现,提高客户满意度。其改进方向为其它机型的问题解决提供了可借鉴的思路,并可成为将来的产品设计与架构的有效输入。

不同给水工况下水泵的性能实验研究

为解决当前煤矿生产中排水分系统的离心水泵工作效率低、能耗大的问题,在对离心水泵基本结构和现状分析的基础上,通过建立水泵性能实验方案,对负压吸水、前置泵正压给水以及高水位正压给水三种工况下离心泵的流量、效率以及扬程之间的关系进行对比,实验所得的结论起到了指导实践生产的作用。

梯形底坎对凤凰颈新站前池流态的影响研究

凤凰颈新站属于正向进水大扩散角泵站,前池两侧岸墙处易发生大尺度脱壁回流,不能提供较好的进水条件,危害泵站安全稳定运行。因此,以凤凰颈新站引江侧前池为例,基于CFD数值软件,模拟研究了梯形底坎位置及高度对正向进水大扩散角泵站前池流态的改善效果,并借助物理模型试验对数值模拟结果进行了验证分析。结果表明,当梯形底坎位于前池入口10 m处且坎高为1.2 m时,可较好地改善凤凰颈新站的进水条件。研究成果可为本工程及类似工程提供技术支持和参考。

转向系统NVH研究综述

转向系统的NVH性能是影响整车NVH性能的重要因素之一,研究转向系统的NVH具有重要的意义。本文综述了转向系统NVH方面的研究,介绍了制动引起的方向盘抖动现象及其机理,阐述了制动力矩波动、制动压力波动以及制动盘端面跳动等对方向盘抖动产生影响的因素;对电动助力转向器助力电机产生的振动和液压动力转向器的振动导致转向系统的振动进行了回顾,重点介绍了液压助力转向泵引起的振动和噪声问题,以及改善其NVH性能的方法和途径;同时回顾了转向轮摆振现象及其机理,以及转向轮摆振的多体系统动力学研究方法,着重阐述了将转向轮摆振系统看成一个多输入多输出的复杂非线性系统的研究方法,并对其它原因引起的方向盘振动进行了介绍。最后,对未来的研究工作提出了一些展望。

压水板/导流墩组合导流装置的开发及其在上海污水治理二期工程SB泵站前池中的应用研究

前池是泵站的重要组成部分 ,上游来流经过前池被水泵送往下游。大城市土地资源十分宝贵 ,泵站的占地受到较大限制 ,因此前池往往不得不做成池长较短和扩散角较大 ,这样极易造成前池流态不佳、各水泵配水不均、泵站能耗增加及沉砂淤积。本文通过上海污水治理二期工程SB泵站的水力模型试验研究 ,针对该泵站前池池长短、池底陡、扩散角大的不利情况。提出了在前池增设压水板/导流墩组合导流装置的新技术 ,显著地改善了前池流态和多泵运行配水均匀性 ,从而提高了泵站效率 ,克服了沉砂淤积。

泵站正向进水前池流态的数值模拟

应用正交曲线坐标系下的二维水深平均数学模型对泵站的前池流态进行了数值模拟。采用Poisson变换生成正交网格,SIMPLEC方法求解离散方程。根据模拟出的流速场图和断面平均流速分析了泵站正向进水前池扩散角以及开机决策对前池流态的影响,结论与由试验经验所得的泵站设计理论完全一致。

串列式轴流泵首次级叶轮能量特性及相互作用

为了分析串列式轴流泵的能量特性以及首次级叶轮之间的相互作用及其对能量特性的影响,采用数值计算的方法,对一串列泵内不同流量工况下的内部流场进行计算.湍流模型采用了一种RANS/LES的混合模式的FBM模型,基于试验结果对数值方法进行了验证,结果显示该数值方法能够较为精确地预测轴流泵的能量特性,FBM湍流模型预测结果精度高于标准k-ε模型.串列泵具有和普通轴流泵不同的能量特性:扬程随流量增大单调减小,功率随着流量增大而缓慢增大,说明串列泵具有良好的调节特性;首级叶轮的能量特性随流量变化而改变,具有和普通轴流泵几乎相同的能量特性,次级叶轮的存在明显改善了首级叶轮在小流量工况下的特性;次级叶轮的能量特性和普通轴流泵相比,具有较大差别,这是由于首级叶轮的存在改善了次级叶轮的进口流动,使次级叶轮在较大流量范围内具有恒定的能量特性.

不同前导叶时序位置下离心泵内压力脉动特性研究

【目的】寻找前置导叶的最佳时序位置,提高离心泵的综合性能。【方法】以某低比转速单级离心泵为研究对象,采用RNGk-ε湍流模型,对设计工况下前置导叶相对径向导叶在4种不同时序(前置导叶相对周向旋转0°、15°、30°、45°)位置下离心泵内部流动进行了三维黏性非定常数值模拟。【结果】随着前置导叶时序位置的增大,时均扬程和时均效率均呈周期性波动,当时均扬程处于波峰时,时均效率处于波谷,当时均效率处于波峰时,时均扬程处于波谷,最大时均扬程比最小时均扬程高1%,最大时均效率比最小时均效率高1.43%;随着前置导叶时序位置的改变,离心泵的必需汽蚀余量先增大后减小,最大必需汽蚀余量比最小必需汽蚀余量高6%,前置导叶相对周向旋转45°时,必需汽蚀余量最小,空化性能最好;叶轮和径向导叶压力脉动的主频和幅值直接受时序效应的影响。【结论】前置导叶的时序位置对离心泵的外特性、空化特性、振动特性等都有影响,综合比较分析4种时序位置下离心泵的性能差异,以前置导叶相对周向旋转45°时离心泵的水力性能最好。

前置竖井贯流泵出水流道设计参数对其水力性能的影响

【目的】减小前置竖井式贯流泵装置出水流道水头损失、提高泵装置水力性能。【方法】采用经过模型试验验证的数值模拟方法,基于Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型,研究了出水流道设计参数对其水力性能的影响。在分析出水流道组成和水力设计参数的基础上,拟定了3种不同出口宽度的出水流道,采用单因素变化方法对不同平面扩散角、立面扩散角、过渡段长度时的出水流道水头损失及出水流态分别进行了三维湍流流动数值模拟。【结果】随着出水流道平面扩散角的增加,流道水头损失先减小再增大,当平面扩散角为17°左右时,出水流道水头损失最小;当出水立面扩散角小于7°时出水流道水头损失基本不变,但大于7°时出水流道水头损失突然增大;随着出水流道扩散段长度增加,出水流道水头损失先减小再增大,在过渡段相对长度在0.6~0.8时达到最小;在出水流道水力设计参数常用范围内,各方案出水流道均无不良流态。【结论】采用合适的设计参数可使前置竖井贯流泵出水流道水头损失最小,提高泵装置效率。

用于概念设计的离心泵叶轮多目标优化

用两种多目标优化方法对某型液体火箭发动机氧化剂泵叶轮进行多目标优化设计.在优化过程中,以泵的扬程、效率和泵质量为优化目标,对叶轮的主要几何参数进行优化.用NCGA(Neighborhood Culti-vation Genetic Algorithm)方法得到优化问题的Pareto前沿;用超传递近似法得到分目标的最佳权值,进而采用评价函数法求出优化问题的最佳设计值.并分析了主要结构参数对泵性能参数的影响.