带加强盘的交错叶片型风机结构及流动特性

为提高大流量离心风机的气动性能,运用计算流体动力学研究了加强盘位置及叶轮型式对叶轮结构强度、风机性能及压力脉动的影响。结果表明:加强盘居中时风机设计点效率与原型机相比提升3.9%,叶轮最大总变形量减小56.5%,蜗壳流域压力脉动降低5.4%;表面加强盘居中有利于增强叶轮结构强度,提升风机气动性能并降低蜗壳流域压力脉动;采用交错叶片能降低70%以上蜗壳流域压力脉动,有利于风机离散噪声控制;受高低能流体掺混产生的湍动能耗散影响,交错叶片型风机气动损失增加,且叶道内压力脉动幅值增大。加强盘居中和采用交错叶片是提高大流量离心风机气动性能和降低离散噪声的有效方法,但需注意其对气动损失的影响。研究结果可为大流量风机加强盘设计提供理论依据。

高扬程双吸泵交错叶片的压力脉动及流固耦合数值模拟

为探究高扬程双吸离心泵交错叶片的压力脉动规律和流固耦合作用,基于DFES4-350型中开式双吸泵,分别对其原始叶轮和两侧叶片呈0°,30°交错分布叶轮进行研究.通过试验测试得到泵的外特性数据;利用ANSYS CFX对3种叶轮的流场进行定常计算,预测双吸泵的性能;通过非定常计算分析蜗壳流道内静压分布;采用ANSYS Workbench进行流固耦合计算,分析不同叶片布置结构对叶轮的变形与应力影响.结果表明:数值模拟结果和试验结果之间的误差在可接受范围内,验证了数值模拟的准确性;在各个工况下,采用原始叶轮和0°交错叶片叶轮蜗壳内压力脉动较大,采用30°交错叶片叶轮蜗壳内压力脉动大幅度降低,同时脉动主频向2倍叶频转移;当叶片交错0°时,叶轮加装了中间盖板,降低了叶轮的集中应力值,同时变形量较原始叶轮也有所减小;当叶片交错30°时,应力进一步降低,但由于两侧叶片不对称,使得叶轮变形较原始叶轮略有增大.

交错叶片对双吸离心泵性能影响的数值分析

为减小压力脉动对双吸离心泵性能的影响,设计常规双吸叶轮的ES350-585型双吸离心泵进行外特性试验和数值模拟,再将原双吸叶轮两侧叶片交错布置进行数值模拟,交错角度分别为0°,10°,20°,30°.采用Gridpro软件划分结构网格,应用ANSYS CFX软件对5种方案的双吸离心泵模型进行不同工况下三维非定常数值计算,得到泵内部流场静压分布和压力脉动特性.计算结果表明:采用两侧叶片交错布置的双吸叶轮可以有效降低离心泵内压力脉动;随着交错角度的增大,压力脉动幅值呈递减趋势;当交错角度为30°时,压水室内压力脉动幅值最小,此时压水室内静压分布最均匀.

长短交错叶片对离心泵空蚀特性的影响

为了改善离心泵的抗空蚀性能,本文建立3种不同叶片进口形状的叶轮模型。利用数值模拟方法对不同工况下的3种叶轮叶片形状下的离心泵在不同空化余量时内部流动规律进行了研究,分析不同工况下离心泵内部流场特性及空化特性、以及不同空化余量下3种叶片叶轮内的空蚀特性。结果表明:长叶片离心泵最容易发生空化产生空蚀损伤;短叶片和长短交错叶片离心泵较宽的叶轮进口喉部面积改善了泵在叶轮进口处的吸入性能,具有最佳的抗空蚀性能,空蚀损伤区域面积和空蚀强度有显著的减小。由于叶型的不同,短叶片叶轮的扬程与效率有明显的下降,往往达不到设计所需求的扬程和效率。综合比较下,长短交错叶片在不影响离心泵扬程和效率的前提下具有最佳的抗空化效果,有效地改善了离心泵的空蚀性能。

交错叶片对三通道蜗壳离心泵水动力性能的影响

为改善筒袋泵水动力性能,基于SST k-ω湍流模型,对立式筒袋泵首级叶轮进行三维非定常数值模拟,采用时-频域数据处理法,对各个监测点的压力脉动进行分析,主要研究了同一叶轮模型下蜗壳不同截面的压力脉动情况及不同交错角对离心泵内压力脉动和径向力的影响。结果表明:在三隔舌三通道蜗壳内,每隔120°压力脉动情况相似;随着交错角度的增加,距离隔舌较近且顺着叶片旋转方向的监测点压力脉动下降最多,压力脉动标准差下降了85%以上;叶轮所受径向力最多下降了60%;叶片交错后液体在轴向方向上会更容易产生流动,导致流动损失但有助于平稳蜗壳内的压力。综上所述,采用交错叶片有助于提高筒袋泵水动力性能。该研究为交错叶片结构在筒袋泵中的应用提供了参考。

交错叶片叶轮对双吸离心泵蜗壳内压力脉动的影响研究

双吸离心泵压力脉动是影响水泵机组运行稳定性的关键因素之一。为研究交错叶片叶轮对双吸离心泵蜗壳内压力脉动的影响,基于RNGk-ε模型,采用SIMPLE算法和滑移网格技术对3种方案的叶轮进行三维非定常湍流流场数值计算,并对离心泵蜗壳内部监测点压力脉动进行时域和频域分析,得到双吸泵蜗壳内的压力脉动分布规律。结果表明:三种叶片布置形式的离心泵蜗壳内压力值均呈现明显的周期性,交错后的叶轮对改善蜗壳内压力脉动有明显的影响,方案3中叶轮蜗壳内压力脉动幅值降低最大,较方案1最大可降低81.86%,以及高频脉动成分最少,方案3的叶轮叶频为对称布置叶轮的两倍。

交错叶片对双吸离心泵蜗壳流道压力脉动影响数值分析

压力脉动是引起离心泵机组振动和噪声的关键因素之一,严重影响机组安全稳定运行。采用ANSYS Fluent软件分别模拟某大型双吸离心泵在叶片交错0°、15°和30°时的流态,分析了叶片交错角度对双吸泵水力特性和蜗壳流道压力脉动的影响规律。结果表明:叶片交错角度对双吸离心泵水力性能影响极小;采用两侧叶片交错布置的双吸叶轮能有效降低压力脉动;随着交错角度的增大,压力脉动幅值呈递减趋势;叶片交错布置时蜗壳流道叶频脉动显著减弱,脉动主频由叶频向叶轮转动频率转移。

交错叶片对双吸离心泵性能特性影响分析

为了积极响应及实现国产化要求,对原进口泵进行整机国产化研制,通过数值模拟分析了叶轮叶片交错角度为0°、15°、30°时离心泵内的流态和压力脉动。结果表明:随着叶片交错角度的增大,小流量工况下,扬程值逐渐降低,效率值无明显变化;大流量工况下,扬程值和效率值逐渐增大;额定工况下,随着叶片交错角度的增大,压出室对称分布的两个单独流道同一位置处静压值逐渐增大,相对速度值逐渐减小,而叶片处的相对速度值无明显变化。压出室内压力脉动幅值随着叶片交错角度的增大出现明显的减弱现象。同一叶片交错角度下,随着压出室过流断面的增加,压力脉动幅值逐渐减小,隔舌位置处压力脉动幅值受动静干涉作用最大。站场运行结果表明,叶片交错角度为30°的国产泵较原进口泵振动值减小、耗能降低、泵运行平稳且效率高。

基于VOF模型研究相邻叶片交错角对水车性能的影响

为了探究影响3叶片下击式水车性能的因素,利用流体体积(VOF)模型模拟明渠无压流动,基于SST k-ω湍流模型、PISO算法及滑移网格旋转模型对相邻叶片不同交错角度(0°、20°、40°、60°)的水车进行非定常模拟。计算结果表明:当相邻叶片交错角度为0°时,对应的水车高效区最为宽广且最优效率最高,叶轮前后区域压力基本呈对称分布;随着交错角度增加,前后压力分布差异逐渐变大。相同工况下,旋转一周水车转矩的平均值从小到大依次为60°、40°、20°、0°,但不稳定性也依次增大。此外,水车的效率随叶尖速比的增加呈现先增大后减小的趋势;转矩的波动幅度随叶尖速比的减小而降低。

叶片交错布置对双吸泵空化性能的影响分析

为研究叶片交错布置对双吸离心泵空化性能的影响,选用RNG k-ε湍流模型和基于Rayleigh-Plesset方程的空化模型,考虑泵腔和工艺圆角的影响,分别对叶片交错角为0°、10°、15°、20°、30°的5组角度在设计工况下进行了全流场空化流动模拟和性能试验。为突出研究结论的共性,引入交错度的定义,并分析了不同交错度下叶轮中间流面的空泡分布、扬程和叶轮扭矩变化,同时验证了所选数值计算模型的准确性;从数值分析中得到,选择合理的交错度可以有效提高双吸离心泵的抗空化性能。不同交错度下叶轮所受扭矩急剧下降时对应的有效空化余量均不同,当交错度为1时,叶轮所受扭矩在未空化时较为稳定且在空化时损失较少;当有效空化余量小于临界空化余量时,双吸离心泵叶轮流道内低于当地空化压力的区域,交错度为1时相对最少,即空泡占据流道过流面积最少,此时双吸叶轮的空化特性也相对较好。

交错叶片型定位格架对SCWR堆芯子通道流动及换热影响分析

数值模拟已经成为研究超临界水冷堆堆芯热工水力特性的重要22具。采用AnsysCFX模拟超临界水冷堆堆芯带交错叶片型定位格架子通道与无格架子通道的流动及换热。结果表明，堆芯子通道的流动及换热都存在周向不均性。交错叶片的导流作用在子通道内产生低压区形成涡，产生较强的二次流，这种流动会使包壳表面流体快速脱离壁面，同时会有其他位置处流体冲撞壁面，促进包壳表面热量的转移。从而有效地降低包壳温度，有利于功率的进一步提升。

交错布置叶片对双吸离心泵压力脉动特性的影响研究

双吸离心泵内部流场的非定常压力脉动是影响机组运行稳定性的关键因素之一。为研究叶片交错布置对双吸离心泵压力脉动的影响,采用RANS方程和修正后的RNG k-ε湍流模型,对对称布置和交错30°布置叶片的高转速双吸离心泵进行了三维非定常数值模拟。通过模拟分别获得了对称和交错布置叶片的双吸离心泵蜗壳出口以及蜗壳内部的压力脉动特性,并对其进行对比分析。结果表明蜗壳出口以及蜗壳内部压力脉动呈周期性变化,叶片交错后主频为720Hz。采用交错叶片后周期变为原模型周期的一半,蜗壳出口及蜗壳内部压力脉动幅值明显降低。研究结果表明叶片交错布置能有效改善离心泵内部压力脉动特性,对降低蜗壳中的振动和噪声、增强离心泵的运行稳定性有一定指导意义。

交错叶片式双吸泵流动特性分析

为探究交错叶片式双吸泵的内部流动特性,本文基于CFD性能预测方法,在0.19Q_0~1.54Q_0不同流量工况下对某型号交错叶片式双吸泵全流道进行了数值模拟,并研究了泵外特性变化规律,分析泵压力、流速、流线和湍动能分布情况。结果表明:交错叶片式双吸泵效率高,额定工况下效率达到86.2%,高效区范围广,在额定流量工况附近,效率保持在80%以上;泵内部流动稳定,无明显漩涡与回流;在小流量工况下,泵内部流动变得紊乱,在叶轮流道间、叶轮与压水室交界处和隔舌附近存在明显脱流与漩涡,湍动能耗散严重,导致泵效率急剧下降。通过本文研究能对这类双吸泵的高效使用提供一定指导,并为该泵的进一步优化提供一定的参考。

叶片交错布置对双吸离心泵外特性的影响

基于RANS方程、修正后的RNG湍流模型和壁面函数法,采用CFX软件分别对交错布置和对称布置叶片的高转速低比转速双吸离心泵进行了流场为三维不可压缩湍流流场的数值模拟,计算得到了各自的性能曲线以及叶片和蜗壳内的压力和速度分布。通过对比分析可知,采用交错布置叶片能有效降低泵的轴功率,且在设计工况和大流量工况提高泵的效率,能明显改善蜗壳内部流动特性,有效减小泵内气蚀的严重程度,增强离心泵的运行稳定性。

涡流分级机转笼结构改进及内部流场数值模拟

引言随着科技的进步,各行各业对粉体粒径和粒径分布的要求向细而窄的方向发展,因此对分级设备提出了高效、高精度的性能要求。涡流空气分级机是20世纪70年代末日本发明的。

诱导轮形状对汽蚀特性的影响

作者通过对两个叶片的平板螺旋形诱导叶轮的汽蚀特性和叶轮内空泡发展进行了测试和可视化观察 ,发现随着吸入压力的降低 ,两个叶片上原来同样发展的空泡之间有时会失去平衡 ,出现一个叶片的空泡急剧缩小 ,而另一个叶片空泡随之增大 ,这种交错叶片空泡现象 ,并有可能导致扬程的急速下降。在此基础上 ,作者进一步对叶片数 ,叶片长度不同的 4种诱导叶轮进行了测试 ,弄清了叶轮几何形状对上述现象发生和汽蚀性能的影响 ,并对其原因作了初步的探讨。

错列导叶对反应堆冷却剂泵水力性能的影响

本文采用数值模拟对交错形式的导叶叶片对于三代核电站反应堆冷却剂泵性能的影响进行研究。通过数值模拟和试验结果的比较验证了数值模拟的有效性。数值研究获得了不同交错叶片导叶方案下核主泵性能的变化。得到了水力性能曲线,轴向力曲线和压力脉动频谱图。数值结果表明:在额定流量下交错叶片稍微减少了水力效率,但对扬程、轴向力和功率几乎没有影响。交错叶片导叶有利于压力脉动,降低了水力部件内部压力脉动的振幅幅值,交错角3/4的方案是一个比较好的选择。

一种多翼离心风机流场模拟与性能分析

综合多叶片离心风机噪音低以及长短叶离心风机气流稳定的优点,设计了一种具有大小叶片交错组合结构的多翼离心风机。采用计算流体力学方法,分别模拟了前向式和后向式2种不同叶轮形式的风机流场。通过对比发现,在相同转速和流量下,后向式风机进出口压差比前向式叶轮风机小11.8%,但功率消耗降低了24.5%,综合效率较前向式高;后向式风机消弱了涡舌出口处二次流现象,使能量损失降低,同时还减小了涡舌出口处气流的偏斜;但气流在后向式风机内的运动轨迹线较长,改进叶轮的弯曲度是这种后向式风机优化的方向。

离心式叶轮机匣处理的整周非定常数值分析

针对不带机匣、带周向机匣和带轴向机匣的三种类型的Krain叶轮进行了整周非定常数值计算,通过使用"交错叶片"和"下游变面积喷嘴"的方法来模拟小流量工况下叶轮的非稳定流场特性。数值计算结果表明,"交错叶片"和"下游变面积喷嘴"的方法并不一定能触发离心式叶轮中的旋转失速涡团,流场参数的非定常脉动频率主要是叶片扫掠频率的N次谐波。周向机匣处理可以有效的减小叶轮上游流场的脉动幅度,而轴向机匣的减小程度很微弱。机匣中的流体主要在前缘面附近返回到叶轮主流道,这是机匣处理扩大叶轮失速裕度的一个原因。