低比转数离心泵内部流动特性和外特性试验

为研究分流叶片对低比转数离心泵内部流动和性能的影响,在原型泵叶轮(具有4长4短叶片)基础上,设计了8长叶片的叶轮模型.基于雷诺时均Navier-Stokes方程和Spalart-Allmaras湍流模型对各模型泵内的流场进行三维定常数值模拟计算,得到了泵内部流动特性.同时对原型泵进行外特性试验,并将计算结果与试验结果进行对比验证.数值计算结果表明:离心泵蜗壳内的周向速度大于径向速度,流体呈周向流动;径向速度随着周向角度的增大缓缓变大;8长叶片的叶轮相对于4长4短叶片叶轮在设计流量工况下具有更高的扬程和效率,8长叶片的叶轮比4长4短叶轮具有更好的水力性能;8长叶轮的叶片进口处具有更大的相对低压区;叶轮内部都存在旋涡,相对于4长4短叶片的叶轮,8长叶片的叶轮具有更大的涡.试验结果验证了数值计算的正确性.

汽车减振器外特性试验曲线分析

本文根据汽车减振器的工作原理和其外特性试验原理，介绍了利用外特性试验曲线，分析减振器内在质量信息的方法。

流体机械外特性性能试验台内流研究

本文采用三维N-S方程和标准Κ-ε两方程模型对自行设计的30000m^3/h风量测试装置在两种送风方式(侧送/顶送)下多流量测量范围(喷嘴开数9/3/1)的内流特性进行了数值分析,结果表明设计能达到流量测量的精度要求;侧送风比顶送风方式有更好的测量精度;在同种送风方式下小流量范围测量精度更高;侧送风测量精度最高值在满量程的1/3到2/3之间.文中分析并指出了影响顶送风方式测量精度的原因在于转弯处分离流动对测量流道的堵塞.

西北750KV输变电工程高海拔外绝缘特性试验研究项目

2002年2月青海省电研科技有限责任公司承担了“西北750kV输变电工程高海拔外绝缘特性试验研究”项目。该项目的完成开创了我国在高海拔特高压输变电设备外绝缘试验研究工作的新领域。

转速对离心泵作透平性能影响的试验与分析

为揭示转速对泵作透平效率的影响规律,该文以一比转速为66,叶轮采用透平专用叶轮的离心泵反转作透平为对象,完成了900到2 100 r/min间隔300 r/min,共5个不同转速运行试验与数值模拟。结果表明:不同转速下,透平扬程与轴功率均随流量增大而增加,效率曲线先上升后下降。CFD计算值与运用比例定律理论计算值较吻合,但CFD不能完全客观反映变速对效率的影响。试验性能参数与运用比例定律理论计算值存在一定偏差,流量偏差最小,扬程偏差其次,轴功率偏差最大。额定转速运行时,试验最高效率为69.83%;降20%与40%转速运行时,效率较额定转速时分别下降了2.82%与6.34%。分析表明,降速对容积与机械效率呈负影响,而一定范围内升速对效率呈非线性正向影响。透平部分工况运行时,偏离额定工况越远,效率下降越明显,降速运行对提高效率效果越显著。在水力条件及强度均满足的前提下,透平尽量维持或略高于额定转速运行,有利于能源的高效利用。研究结果对透平高效经济运行具有参考价值。

汽车冷却水泵优化设计及试验研究

针对比转数为59的汽车冷却水泵,选择对性能影响较大的叶轮的6个水力参数β2,b2,D2,Z,D0,φ,并添加了1个附加的辅助因素e.根据叶轮原有参数值,设计2组不同的参数值,得到因素的2个水平.由此,设计了L8(27)七因素两水平的正交表,即8个叶轮设计方案.通过Ansys-CFX12.1软件分别对8个方案水泵的全流场进行定常数值模拟,以设计工况点的扬程和效率以及最高效率点的流量、扬程和效率为性能指标,通过极差分析以及内部流场对比分析,优化叶轮参数.将优化后的叶轮和原始叶轮分别进行数值模拟和外特性试验,分别比较得到的结果后得出,优化叶轮提高了水泵在额定点的效率,并且增大了高效区范围,同时也使扬程曲线更平缓.结果表明了正交法的可行性,说明了正交表结合CFD技术进行水泵设计,不仅可有效改善水泵产品的水力性能,并且能很大程度地缩短研究时间,从而提高工作的效率.

不同结构形式对串并联离心泵振动特性的影响

为了研究串并联离心泵不同结构形式对泵外特性及其振动特性的影响,选取叶轮匹配螺旋型压水室和叶轮匹配导叶匹配环形压水室2种结构形式,并参考优秀水力模型采用速度系数法对2种结构形式的串并联离心泵的叶轮进行水力设计,按照标准专门搭建了外特性与振动试验台,对串并联离心泵2种结构形式下的外特性及不同监测点的机脚加速度的1/3倍频程进行数据采集、测试与分析.研究结果表明:叶轮匹配螺旋型压水室的原始结构形式的效率比叶轮匹配导叶匹配环形压水室的新型结构形式的效率要高;串并联离心泵采用叶轮匹配导叶匹配环形压水室的结构形式对于泵组的减振降噪具有良好的作用,新型结构比原始结构在全频段各个监测点振动噪声减小3~4 d B;各个监测点的振动在各个频段的变化无规律可循,监测点的振动噪声也有所变化,监测考核时应布置多个监测点进行综合评价.

混流泵作透平的数值计算与试验

为探究混流泵作透平内部的流动特性,选取1台比转速为220的混流泵进行外特性试验,采用全流场和结构化网格技术对透平内部流动状况进行数值模拟,得到不同流量工况下透平内部的流场分布和压力分布,并用速度三角形对透平内部流场变化进行分析。结果表明,透平进口到出口压力逐渐降低,随着流量增加,透平进出口压差逐渐增加,叶轮内部涡漩位置和大小发生变化,尾水管内液流圆周分速度方向发生变化;透平总水力损失随流量的增加而增加,其中叶轮水力损失占比最高,因此混流泵作透平的优化应集中在叶轮部分。

基于阀系的减振器试验数据调用方法研究

由于筒式液阻减振器的阻尼力受多个参数的影响,特别是不同的阀片组合将导致减振器阻尼力发生不同程度的变化,因此,要想获得要求的阻尼力值,整个调试过程工作量较大。为了减少调试工作量,采用基于Excel软件的VBA程序对采用不同阀系的减振器阻力试验数据进行存储,并实现试验数据的快速调用,借助于所开发的可操作的人机界面,以利于同型号减振器采用不同阀系的调试、数学模型验证及阀系设计开发。

军用装备发动机最佳供油提前角的试验研究

讨论了供油提前角对发动机动力性、经济性和排放性能的重要性,利用外特性试验、负荷特性试验和转速稳定性试验,考察了供油提前角对发动机工况的影响。研究结果表明,对于12150ZLD发动机来讲,供油提前角对动力性影响较大,功率和扭矩的最大差距分别为7.6%和7.5%,油耗率最大相差6.6%。其中供油提前角为26°时,发动机运转正常,功率、扭矩最高,油耗率最低,气缸的最大爆发压力符合要求,为该型发动机的最佳供油提前角。为保证装备长期运行或更换燃料后仍发挥最优性能,应及时调整供油提前角。

新型串并联离心泵设计与试验

对船用串并联泵进行结构设计及加工工艺的改进,通过外特性试验数据和振动特性分析,得出了新型串并联泵满足设计参数要求,振动噪声较原始结构降低3~4d B,各个监测点的振动在各个频段的变化无规律可循,监测点的噪声也有所变化,监测考核时应布置多个监测点进行综合评价。

《双卷流燃烧系统(DSCS)在6V150柴油机上推广试验获明显效果》

DSCS于1988年9月通过了院鉴定,该课题组根据鉴定委员会的意见,积极进行了推广应用。吉林柴油机厂据北工提供的DS型活塞草图和有关技术资料,进行了试制加工,于1989年8月吉柴协同北工在该厂实验室对6V150柴油机开展了对比试验研究。首先进行了原机外特性试验,然后同机换装DS型活塞,其它未变,磨合后进行了外特性试验和2600、2200转/分的负荷特性试验。外特性对比结果:DSCS比原系统燃油消耗率g普降10～13克/马力小时,标定功率时下降13,达到177克/马力小时。

基于数值模拟的单叶片离心泵能量损失分析

为揭示单叶片离心泵效率偏低的主要原因,采用数值模拟的方法对单叶片泵的能量损失进行了详细分析,建立了单叶片离心泵水力损失模型.基于SIMPLEC算法和标准k-ε湍流模型,利用Ansys CFX软件求解三维N-S方程,分析单叶片离心泵在不同流量工况下的湍流耗散损失和壁面摩擦损失,并搭建单叶片离心泵的外特性试验台,验证了数值模拟的准确性.结果表明:单叶片离心泵的能量损失形式主要为耗散损失和摩擦损失,并且泵内的耗散损失明显大于叶片摩擦损失;效率偏低的主要原因是耗散损失较大,具体表现为单叶片离心泵叶轮流道内存在明显的低速区及流动分离区,且压力呈圆周非对称分布;单叶片离心泵从其叶片进口处到出口处的耗散损失、摩擦损失均不断增大;耗散功率、摩擦功率占总功率百分比及叶轮水力效率呈抛物线分布.

水动冷却塔直驱混流式水轮机转轮数值模拟优化

针对比转数仅有54的水动冷却塔直驱混流式水轮机,选取影响水轮机转轮效率的6个重要水力参数β1,β2,b0/D1,Φ/D1,Z,a/D1,每个因素取2个水平,设计L8(27)正交表,生成8个设计方案.通过CFD软件分别对8个方案的水轮机进行全流道数值模拟,采用理论分析和CFD技术分析转轮水力损失特性,对比其结果、优化转轮参数,再将优化后方案进行数值模拟和外特性试验,对比得到的结果,表明使用正交化方法结合CFD技术可在较少的试验方案下有效地改进水轮机叶轮水力性能,达到水轮机优化设计的目的.在设计流量点Q为5 000 t/h处,优化后的模型转轮输出功率为156.57 kW,水轮机效率达到86.51%;数值模拟效率比试验效率低0.11%,实测结果的基本趋势与数值模拟结果相一致.

运用正反问题迭代法进行叶片式气液混输泵叶轮的水力设计

基于正反问题迭代,提出了叶片式气液混输泵叶轮水力设计的方法。叶轮叶片的初始几何形状根据给定的速度矩分布规律进行设计,通过叶轮内CFD三维流场分析结果,改进流道参数和速度矩分布规律以优化叶片几何参数和流场分布。外特性试验结果表明,设计叶轮可在较宽的流量范围及含气量范围下工作,最优工况效率可达44．0％,且能在短时间内输送100％的气体而不发生气堵现象,证明了该设计方法的有效性和可靠性。

两级自吸离心泵设计及实验测试

采用速度系数法对一两级自吸离心泵叶轮、径向导叶和蜗壳进行了水力设计。同时对该泵进行样机试制,并进行了水力性能试验和自吸试验。试验结果表明:设计工况下,该泵的试验效率达到了60.58%;高效区范围宽,在52~85 m3/h范围内,试验效率均高达58%;自吸高度为4 m时,该泵的自吸时间为154 s;达到了洒水车泵的设计要求。

启动加速度对核主泵叶轮内部流动的影响

针对研究不同启动加速度对核主泵启动过渡过程中叶轮内部流动的影响,以3组不同启动加速度瞬态外特性试验性能参数为依据,获得流量与时间和转速与时间的外特性曲线,将获得外特性曲线作为边界条件,代入CFX中进行数值模拟,分析启动过程中外特性曲线及叶轮流道内流线图和压力梯度云图.结果表明:启动加速度与核主泵启动时间有直接关系,但是与流量和转速到达稳定值之间的时间差无关;启动加速度对叶轮内部流动稳定性和压力变化幅度有较大的影响,在启动过渡过程中,较大启动加速度对应叶轮内部流动极不稳定,产生一定强度和面积的旋涡区且压力变化幅度有较大波动,而较小启动加速度对应叶轮内部流动稳定,压力变化幅度均匀.该结果在启动过渡过程中对控制核主泵的不稳定性有重要的价值.

万吨级海水淡化高压泵水力部件优化设计

为了研制高效区宽广的海水淡化高压泵,采用一种轴向吸入节段式的总体结构形式,分别设计了3组叶轮和导叶结构,组合成9种方案进行水力模型的筛选.在ANSYS CFX中对该9种方案进行数值计算,优选一组最佳水力模型加工实体泵进行外特性试验.试验结果表明:该实体模型泵高效区宽广,各工况性能均满足设计要求,数值计算和试验的扬程、效率的误差在额定工况点分别为2.52%和2.96%,均在工程允许范围内,验证了数值计算的正确性.对叶轮出口、导叶进口处流场的匹配衔接进行研究发现,增大导叶进口喉部面积,最高效率点将向大流量处偏移.对优选方案内部流动进行分析发现,高压泵在小流量工况下运行不稳定,导叶内出现较多的旋涡结构,造成较大的能量损失,但随着流量逐渐增大,旋涡有所减少,高压泵运行趋于稳定,因此高压泵应避免在小流量工况下运行.研究结果可为高压泵的优化设计提供一定的参考.

喷油器喷油速率对非道路用柴油机燃烧和性能的影响

在一台非道路用柴油机上进行台架外特性试验,对比研究了使用某新喷油器与原喷油器对该非道路用柴油机的燃烧过程、动力性和经济性的影响,并选择性能更好的喷油器进行了非道路稳态循环测试(NRSC),检验该柴油机排放水平。外特性试验结果表明:使用新喷油器后,喷油速率明显提高,喷油持续期缩短;燃料燃烧的最大放热量和最高放热速率增加,缸内最大爆发压力和最高气体温度相应增加;转矩增加,有效燃油消耗率下降。随后,该非道路用柴油机使用新喷油器进行了非道路稳态循环8工况测试,试验结果表明:非道路稳态循环测试的CO、HC、NOx以及PM加权总排放量均低于中国第四阶段非道路用柴油机排气污染物排放限值。

航天科工发动机塑料进气歧管研发成功

近日，中国航天科工航天汽车沈阳零部件公司与天津大学联合设计的4A9发动机塑料进气歧管（MA860257型进气歧管）快速成型样件通过了三菱发动机外特性试验及装配试验。该产品的成功研发标志着4A9发动机塑料进气歧管的设计进入锁定状态，即将提交工装样件生产阶段。