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三代压水堆核主泵关键部件制造及工艺研究进展 被引量：1
1
作者 龙云 胡波 +4 位作者 朱荣生 付强 孙琪 杨雨 袁寿其 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第10期973-982,共10页
核主泵作为反应堆冷却剂系统中唯一高速旋转的设备,其正常运行对于整个核电站的安全至关重要.长期以来,核主泵制造的安全性与可靠性一直是中国核电技术发展的“卡脖子”难题.近年来,得益于国家对核电技术基础研究的大力投入,以及依托重... 核主泵作为反应堆冷却剂系统中唯一高速旋转的设备,其正常运行对于整个核电站的安全至关重要.长期以来,核主泵制造的安全性与可靠性一直是中国核电技术发展的“卡脖子”难题.近年来,得益于国家对核电技术基础研究的大力投入,以及依托重大课题项目的推进,中国三代压水堆核主泵国产化进程在各个方面都取得了重大成果.文中从核主泵制造及工艺的角度,深入剖析叶轮、泵壳、定子、转子、屏蔽套、密封、轴承等关键部件的发展历程,并针对各部件的材料选择、加工、装配工艺、检测方法及技术体系等进行详细分析,总结了中国核主泵的制造进度及难点.最后,结合当前核主泵制造的现状,提出中国核主泵制造发展的相关建议,这对中国核电事业的国产化进程具有重要意义. 展开更多
关键词 核主泵 叶轮 泵壳 定转子 屏蔽套 密封 轴承
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离心泵轴承疲劳寿命仿真分析及试验验证 被引量：1
2
作者 汪家琼 胡波 +2 位作者 黄倩 朱荣生 付强 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期865-871,共7页
针对工程中常出现的离心泵轴承实际寿命低于其设计寿命问题,以IS 100-80-160型离心泵为研究对象,对其进行数值仿真,将多个工况下的仿真结果与工程中校核泵轴承寿命的Steponff经验公式进行对比,发现Steponff公式计算出的径向力值偏小.为... 针对工程中常出现的离心泵轴承实际寿命低于其设计寿命问题,以IS 100-80-160型离心泵为研究对象,对其进行数值仿真,将多个工况下的仿真结果与工程中校核泵轴承寿命的Steponff经验公式进行对比,发现Steponff公式计算出的径向力值偏小.为分析Steponff公式计算的轴承寿命校核误差,将径向力加载至轴承内圈进行有限元疲劳寿命仿真分析,并搭建离心泵径向力及轴承寿命试验台进行试验验证.结果表明:径向力计算误差以及工况变化将产生较大的轴承寿命偏差,该偏差在额定工况下最大,且随着径向力变大而逐步减小;与ISO寿命计算结果对比,数值仿真疲劳寿命安全系数更高;Steponff公式的计算值不够准确,将导致轴承实际寿命与其设计寿命相差极大;在大型低比转数离心泵轴承选用中,需考量Steponff公式的适用范围,同时可应用数值仿真校核其额定寿命.研究结果可为大型泵轴承寿命校核提供一定的依据. 展开更多
关键词 离心泵 轴承 疲劳寿命 数值仿真 试验验证
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CAP1400核主泵叶轮动应力计算及疲劳寿命预测
3
作者 汪家琼 王瑞芝 +3 位作者 付强 朱荣生 徐伟 王耽耽 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期236-242,共7页
为实现核主泵叶轮疲劳寿命预测,考虑叶轮高温高压的恶劣运行工况建立流-热-固耦合计算模型,应用ANSYS CFX软件对核主泵叶轮内部流动的压力载荷和温度载荷进行非定常数值计算,在ANSYS Workbench中实现载荷向结构的传递,并对叶轮动力响应... 为实现核主泵叶轮疲劳寿命预测,考虑叶轮高温高压的恶劣运行工况建立流-热-固耦合计算模型,应用ANSYS CFX软件对核主泵叶轮内部流动的压力载荷和温度载荷进行非定常数值计算,在ANSYS Workbench中实现载荷向结构的传递,并对叶轮动力响应疲劳载荷开展研究.利用雨流计数法对叶片危险部位的载荷数据进行统计分析,进一步结合Palmgren-Miner理论对核主泵叶轮的最小疲劳寿命周期进行预测.研究结果表明:叶轮在旋转过程中承受周期性交变应力的作用;叶轮叶片进、出口边与前、后盖板交接处容易发生内部应力集中,最大应力出现在叶片出口边与前盖板交接处,为142.57 MPa;叶片各危险部位承受应力波峰和波谷的时间基本一致;叶轮产生的疲劳为应力疲劳,疲劳破坏首先发生在叶片进口边与后盖板交接处;计算得到叶轮的疲劳寿命为277.94 a.研究结果可为叶轮的动态强度优化和疲劳设计提供一定参考. 展开更多
关键词 核主泵 流-热-固耦合 叶轮 动应力 疲劳寿命
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1000 MW水轮机多工况运行水力损失及熵产特性分析 被引量：1
4
作者 张泽泉 卢永刚 +2 位作者 朱荣生 王正伟 李贤梁 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期1142-1149,共8页
为研究1000 MW混流式水轮机组多工况运行时产生的水力损失,使用SST k-ω湍流模型进行数值模拟计算.根据热力学第二定律,基于熵产理论对3种常见出力工况下的水轮机进行水力损失研究,主要是对流动过程中的熵产分布和流场进行分析,从而得... 为研究1000 MW混流式水轮机组多工况运行时产生的水力损失,使用SST k-ω湍流模型进行数值模拟计算.根据热力学第二定律,基于熵产理论对3种常见出力工况下的水轮机进行水力损失研究,主要是对流动过程中的熵产分布和流场进行分析,从而得到水力损失的具体空间分布情况.研究结果表明:湍流熵产和壁面熵产占水轮机系统总熵产的99%以上,时均速度引起的直接熵产几乎可以忽略不计.熵产主要集中在导叶、转轮和尾水管3个部件,导叶无叶区的高速流动造成较大速度梯度,使得高局部熵产(LEPR)出现在无叶区.转轮内的回流、流动分离等不稳定流动,使得高LEPR区出现在转轮叶片的前缘和尾缘处.尾水管在额定出力下流态最好,偏额定出力工况会在直锥段出现螺旋状涡带或直柱状涡带,且在靠近入口的直锥段中心出现局部回流,导致高LEPR区出现在此处.导叶和转轮在超出力工况产生较大的水力损失,尾水管则在低出力工况下的水力损失较大. 展开更多
关键词 1000 MW混流式水轮机 熵产理论 不稳定流动 水力损失
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核主泵电动机屏蔽套磁-热联合仿真
5
作者 刘奕新 焦峰 +3 位作者 张志军 袁寿其 朱荣生 龙云 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期1196-1202,共7页
为探究核主泵屏蔽电动机屏蔽套材料及厚度对涡流损耗的影响,以某功率为5.5 MW的AP1000屏蔽感应电动机为研究对象,应用低频电磁仿真软件Maxwell建立二维电磁仿真模型,对比3种材料(Hastelloy-C,Inconel,SUS316L)在不同尺寸下的屏蔽套涡流... 为探究核主泵屏蔽电动机屏蔽套材料及厚度对涡流损耗的影响,以某功率为5.5 MW的AP1000屏蔽感应电动机为研究对象,应用低频电磁仿真软件Maxwell建立二维电磁仿真模型,对比3种材料(Hastelloy-C,Inconel,SUS316L)在不同尺寸下的屏蔽套涡流损耗.基于电磁仿真结果,运用磁-热联合方法,将涡流损耗值作为热源输入到核主泵电动机屏蔽套冷却模型中,通过ANSYS Fluent软件进行温度场和流场仿真.结果表明:相同屏蔽套尺寸下,材料Hastelloy-C的涡流损耗最小;相同材料下,屏蔽套厚度越小,涡流损耗越低;屏蔽套间隙流冷却系统入口到屏蔽套间隙温度变化剧烈,定子屏蔽套温度整体高于转子屏蔽套温度,两者温差约为20℃;屏蔽套上的压力分布不均匀,且沿轴向来流方向压力逐渐降低,降幅约为16.0 kPa.研究结果可为核主泵电动机屏蔽套的材料及厚度选择提供一定参考. 展开更多
关键词 核主泵电动机 屏蔽套 涡流损耗 磁-热联合仿真
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不同通风策略下大规模鸭粪堆肥的腐熟和光谱特征
6
作者 Zubair Muhammad 柳夏艳 +2 位作者 李兆君 王建才 朱荣生 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期575-586,共12页
[目的]鉴于鸭粪处理的固有挑战,有效的通风措施是鸭粪工业堆肥过程成功的关键。这项开创性的研究旨在评估来自鸭粪和蘑菇废弃物堆肥的腐熟度和稳定性。本研究进一步探讨了各种通风策略在促进堆肥过程中有机物分解和转化方面的有效性和... [目的]鉴于鸭粪处理的固有挑战,有效的通风措施是鸭粪工业堆肥过程成功的关键。这项开创性的研究旨在评估来自鸭粪和蘑菇废弃物堆肥的腐熟度和稳定性。本研究进一步探讨了各种通风策略在促进堆肥过程中有机物分解和转化方面的有效性和效率。[方法]将鸭肥和蘑菇废弃物按干重比为2∶1(C/N约为21.15)混合进行堆肥试验。堆肥采用梯形桩,每桩体积5.6 m^(3),采用管道通风。堆肥试验包括4个通气时间处理,分别为10、20、30、60 min/d(分别记作C1、C2、C3和C4处理)。主要研究了堆肥过程中物理化学特性、紫外-可见光谱、X射线衍射(XRD)和红外光谱(IR)的变化特征。[结果]在堆肥第5天和第6天,堆肥进入嗜热期,持续17天,第15天达到50℃。在堆肥前5天,堆肥pH从8.5迅速上升到12.3,可能是由于鸭粪蛋白质的分解,然后在接下来的20天里逐渐下降,在28~30天急剧下降,之后逐渐下降。在高温期(第17天)后,堆肥C1、C2、C3和C4处理的含水量较堆肥初期分别减少了45.9%、46%、44.7%和43%。C3和C4处理的TC值远低于C1和C2。所有堆肥处理的紫外吸收均随波长的增加而降低。在X射线衍射图中存在部分纤维素特征峰(2θ=26.56°)。这些样品含有更多的结晶和“无定形”纤维素、木聚糖和其他多糖。在200~220 nm光谱范围内,硝酸盐和羧基类化学物质的吸收速度比芳香族或不饱和分子快。堆肥的吸收率随初始碳氮比和堆肥过程的持续时间而变化。相反,在460~480 nm处的吸光度表明有机材料的腐殖质化。Q2/6或Q4/6值越低,表明有机物腐殖化程度越高和越多的有机物缩合成芳香族化合物。在红外光谱中,整个堆肥过程中与有机或无机官能团相关的所有条带的强度都有明显的变化。红外光谱显示出一个宽峰,中心波数为3400 cm^(-1),表明存在与羟基(OH)基团和水分子相关的拉伸振动。在3000~2800 cm^(-1)的光谱范围内,可以观察到一个与有机化合物所表现出的疏水特性相关的现象。在2900~2850 cm^(-1)处存在的条带可以归因于C-H脂肪族基团和醛基基团(CHO)的伸缩振动。初始堆肥样品和C1、C2、C3、C4的红外光谱在堆肥过程中发生了显著变化。由于这些变化,红外光谱吸收带发生了显著的变化,表明相关的物质结构发生了变化。因此,C3和C4在堆肥过程中表现出较高程度的稳定性。[结论]65天的堆肥试验显示,在整个堆肥过程中,温度发生变化,通风60 min/d的堆肥最高温度高于通风10 min/d的堆肥。在堆肥过程中,随着通气量的增加,pH呈下降趋势,因此,日通风30~60 min的堆肥pH较低。堆肥过程中,堆料C/N逐渐降低,表明纤维素活性增加。XRD光谱显示峰值强度降低,反映了纤维素的分解。日通风30~60 min堆肥表现出较高的成熟度,突出了通风对成功堆肥的重要性。 展开更多
关键词 鸭粪 蘑菇废弃物 堆肥 通风 成熟度
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轴流式核主泵内部流动特性数值计算与试验
7
作者 蔡龙 徐源 +3 位作者 龙云 周震 朱荣生 袁寿其 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期1189-1195,1210,共8页
以轴流式核主泵为研究对象,采用数值模拟和试验验证相结合的方法,计算模型为SST k-ω湍流模型,重点选取了0.9Q,1.0Q与1.1Q工况,对轴流式核主泵内部流动特性进行分析,结合性能试验台完成试验验证.在分析计算结果时,重点考察了泵出口中心... 以轴流式核主泵为研究对象,采用数值模拟和试验验证相结合的方法,计算模型为SST k-ω湍流模型,重点选取了0.9Q,1.0Q与1.1Q工况,对轴流式核主泵内部流动特性进行分析,结合性能试验台完成试验验证.在分析计算结果时,重点考察了泵出口中心截面的速度流线图和速度分布云图,以此来深入探讨泵在不同流量条件下内部流动模式的差异及其演变趋势;提取叶轮与导叶叶片通道回转面的压力速度云图、叶轮叶片与导叶叶片的压力载荷曲线,对比分析不同流量下泵内部流动结构及其变化规律,进一步揭示叶轮和导叶内的流动分布及能量转换机制.通过试验对数值计算开展了对比验证,计算结果与试验结果基本吻合,扬程模拟值比试验值低3.87%,效率模拟值比试验值低1.94%.本研究深入揭示了轴流式核主泵内部流动特性,对充分认识核主泵水力结构与内部流动关联性至关重要,为轴流式核主泵的设计和性能优化提供参考依据. 展开更多
关键词 轴流式核主泵 内部流动特性 数值计算与试验 湍流模型
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核电厂海水循环泵肘形进水流道优化设计
8
作者 张郭杨 智一凡 +2 位作者 朱荣生 林彬 付强 《西华大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第6期80-88,共9页
为提高核电厂海水循环泵运行的稳定性,基于CFD数值模拟对海水循环泵肘形进水流道进行优化设计。以国内某核电厂的进水流道为研究对象,建立全新坐标系,通过理论推导得出肘形流道控制参数之间的函数关系,根据流道性能评判指标等参数,通过... 为提高核电厂海水循环泵运行的稳定性,基于CFD数值模拟对海水循环泵肘形进水流道进行优化设计。以国内某核电厂的进水流道为研究对象,建立全新坐标系,通过理论推导得出肘形流道控制参数之间的函数关系,根据流道性能评判指标等参数,通过数值模拟研究肘形进水流道4个重要控制参数对流道水力性能的影响,优选出最佳方案并进行试验验证。结果表明,在设计流量下优化后的流道出口平均流速提高了0.026 m/s,流速分布均匀度降低0.13%,水流平均角度提高0.034°,水力损失降低11.2%。本文的研究结果显示提出的肘形流道优化设计方法快速、可靠,具有出口流态较好、水力损失较小等优点,可为工程建立提供一定的参考。 展开更多
关键词 核电厂海水循环泵 肘形进水流道 数值模拟 模型试验 水力性能
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核主泵小流量工况压力脉动特性 被引量：24
9
作者 朱荣生 龙云 +2 位作者 付强 袁寿其 王秀礼 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第17期143-149,共7页
为研究小流量工况下核主泵内部压力脉动的变化规律,基于雷诺时均N-S方程和标准k-ε两方程及SIMPLEC算法,应用CFX软件对核主泵小流量工况进行定常和非定常数值计算,得到泵内部流场和各工况监测点的压力脉动,并将时域信号进行快速傅里叶... 为研究小流量工况下核主泵内部压力脉动的变化规律,基于雷诺时均N-S方程和标准k-ε两方程及SIMPLEC算法,应用CFX软件对核主泵小流量工况进行定常和非定常数值计算,得到泵内部流场和各工况监测点的压力脉动,并将时域信号进行快速傅里叶变换为频域信号。结果表明:核主泵内压力脉动明显,叶频在由压力脉动诱发的振动中起主导作用,主要表现为叶轮和导叶间的动静干涉。叶轮导叶流道内的回流造成了小流量工况叶轮和导叶流道及其周向的不稳定压力脉动,回流主要存在于叶轮和导叶进出口位置,因此该区域的压力波动剧烈且周期性差。核主泵的振动,不利于核电站的安全稳定运行,通过对小流量工况的压力脉动分析,对预测核主泵在极端工况下的动态特性和推进核主泵国产化具有十分重要的意义。 展开更多
关键词 核主泵 压力脉动 小流量 数值模拟 时域与频域分析
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1000MW级核主泵压水室出口压力脉动 被引量：16
10
作者 朱荣生 李小龙 +2 位作者 袁寿其 郑宝义 付强 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2012年第4期395-400,共6页
为了研究压力脉动在核主泵压水室出口处的变化规律及其影响因素,以国内某1 000 MW核电站主泵为研究对象,应用计算流体动力学软件Fluent进行定常与非定常三维数值模拟,得到压水室内部流场特性及计算点的压力脉动情况,并对其进行时域和频... 为了研究压力脉动在核主泵压水室出口处的变化规律及其影响因素,以国内某1 000 MW核电站主泵为研究对象,应用计算流体动力学软件Fluent进行定常与非定常三维数值模拟,得到压水室内部流场特性及计算点的压力脉动情况,并对其进行时域和频域分析.结果表明:回流是引起压水室与出口交接处压力脉动的原因之一;在不同工况下压水室出口及其前后区域内存在明显的压力脉动,偏离额定工况越大,压力脉动波动幅度越大;压水室出口及其前后区域内,上侧的脉动幅度比下侧小,上侧的平均脉动幅度CA在0.9Q时为11.15%,在1.0Q时为9.62%,在1.2Q时为13.78%,下侧的平均脉动幅度,在0.9Q时为13.62%,在1.0Q时为12.53%,在1.2Q时为15.79%;靠近导叶出口处,泵壳两侧处的脉动幅度要大于靠近出口轴线附近的脉动幅度,远离导叶出口处,泵壳内的脉动幅度从上侧到下侧,逐渐递增;在额定工况时转频是各监测点压力脉动的主要影响因素,在小流量和大流量时转频和叶频是各监测点压力脉动的主要影响因素. 展开更多
关键词 核主泵 压水室出口 压力脉动 数值模拟 时域分析 频域分析
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基于CFD技术的核电站上充泵全流场数值模拟 被引量：14
11
作者 朱荣生 王韬 +1 位作者 付强 陈景俊 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2012年第1期30-34,共5页
为研究核电站上充泵内部流动规律,基于计算流体动力学(CFD)技术,采用Reynolds时均N-S方程和标准k-ε湍流模型,压力、速度耦合使用SIMPLEC算法,对1 000 MW核电站离心式上充泵全流场的三维定常湍流进行数值模拟,得到上充泵各级叶轮-导叶... 为研究核电站上充泵内部流动规律,基于计算流体动力学(CFD)技术,采用Reynolds时均N-S方程和标准k-ε湍流模型,压力、速度耦合使用SIMPLEC算法,对1 000 MW核电站离心式上充泵全流场的三维定常湍流进行数值模拟,得到上充泵各级叶轮-导叶内部的速度、静压以及湍动能分布图,并对其内部流动状态进行分析.在数值模拟的基础之上,对4级上充泵样机进行了性能试验,并且换算成12级实型泵的性能,将性能试验结果和模拟性能预测结果进行对比.数值模拟结果表明:在叶轮、导叶间隙处出现局部低压区;叶轮出口和导叶进口交界区域速度分布不均匀,局部区域有逆流和旋涡,造成部分水力损失;叶轮出口和导叶进口处的湍动能较大,且分布极不规律,有较大的能量损失.从数值模拟的结果可以得到上充泵内部流动水力损失严重的区域,为进一步优化上充泵的设计提供参考.数值模拟和试验两者的结果吻合较好,验证了计算模型和换算结果的正确性. 展开更多
关键词 核电站 上充泵 计算流体动力学 流场 数值模拟
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螺旋轴流泵的固液两相流动数值模拟 被引量：12
12
作者 朱荣生 林鹏 +2 位作者 龙云 王振伟 习毅 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第1期6-11,共6页
为研究螺旋轴流泵输送含有沙、油和水的固液两相时内部的流动情况,基于Ansys CFX软件,应用RNG k-ε湍流模型,采用固相颗粒直径为2 mm,初始体积分数分别为5%,10%,15%,以及液相油初始体积分数分别为5%,10%,15%时,对螺旋轴流泵叶轮流道内... 为研究螺旋轴流泵输送含有沙、油和水的固液两相时内部的流动情况,基于Ansys CFX软件,应用RNG k-ε湍流模型,采用固相颗粒直径为2 mm,初始体积分数分别为5%,10%,15%,以及液相油初始体积分数分别为5%,10%,15%时,对螺旋轴流泵叶轮流道内固液两相流场内部变化规律进行数值计算.结果表明:沙和油的分布规律相似,主要集中于叶轮进口边轮毂头部、叶轮外缘区域;当沙和油的初始体积分数改变时,其对应的过流部件内体积分数分布也发生了变化,分布区域也有所改变,说明沙和油两相互相影响对方的分布;当沙和油的初始体积分数一定时,各相的相对速度变化规律总体上趋于一致,其相对速度由大到小依次为沙、油和水;扬程和效率的计算曲线与试验曲线基本吻合,扬程误差值在3%左右,效率误差值在4%左右,说明试验方案的设计合理可行,数值模拟结果较为准确. 展开更多
关键词 螺旋轴流泵 固液两相流 流场 数值模拟
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气液两相条件下核主泵导叶出口边安放位置 被引量：9
13
作者 朱荣生 习毅 +2 位作者 袁寿其 付强 龙云 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2013年第6期484-489,共6页
为了研究气液两相条件下,不同导叶出口边安放位置对核主泵内部压力脉动、含气率脉动的影响,并最终找出最佳的导叶出口边安放位置,采用三维数值模拟软件CFX模拟泵内部的瞬态流场,在泵壳内壁面和出口不同位置设置监测点,以了解各模型内部... 为了研究气液两相条件下,不同导叶出口边安放位置对核主泵内部压力脉动、含气率脉动的影响,并最终找出最佳的导叶出口边安放位置,采用三维数值模拟软件CFX模拟泵内部的瞬态流场,在泵壳内壁面和出口不同位置设置监测点,以了解各模型内部不同时刻、不同位置的压力、含气率分布.对比不同模型相同点的压力脉动、含气率脉动的时域、频域图可以发现:导叶出口边在泵壳中心平面(C-C平面)时,泵壳壁面上各点所受压力较小且较平稳,即压力脉动引起的振动、噪声较小,从安全性方面考虑,此时导叶出口边安放位置最佳;泵壳壁面上的压力脉动主要受叶轮的转动影响;除了类似隔舌处外,叶轮的转动对泵壳壁面和出口含气率脉动的影响不大,沿着液体绕流方向泵壳内壁面上的含气率逐渐增大,到出口达到最大. 展开更多
关键词 导叶出口边 核主泵 气液两相 压力脉动 含气率脉动
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1000MW核主泵失水事故工况下气液两相流分析 被引量：10
14
作者 朱荣生 郑宝义 +2 位作者 袁寿其 付强 王秀礼 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1202-1206,共5页
针对1 000MW压水堆核电站主泵水力性能要求,在对核主泵进行水力设计和三维造型的基础上,采用CFD技术对失水事故工况核主泵气液两相流进行数值计算,并分析了失水事故工况下的核主泵气体分布,不同空泡份额工况下气体在流道内变化,以及空... 针对1 000MW压水堆核电站主泵水力性能要求,在对核主泵进行水力设计和三维造型的基础上,采用CFD技术对失水事故工况核主泵气液两相流进行数值计算,并分析了失水事故工况下的核主泵气体分布,不同空泡份额工况下气体在流道内变化,以及空泡份额、冷却剂温度对核主泵扬程、效率的影响。计算结果表明:事故工况核主泵叶轮内气体主要分布在叶轮轮毂附近区域;沿叶轮轴向方向含气量逐渐增高,而沿径向方向含气量逐渐降低;当空泡份额在15%范围内,随着空泡份额的增加,扬程由113m降低到85m,效率由75%下降到65%,但仍能正常工作;当空泡份额大于15%,泵性能急剧下降,扬程下降到48m,效率也降低到31%,泵丧失正常工作能力;冷却剂温度在270～350℃范围内,随着冷却剂温度增加,效率、扬程变化很小,但当温度超过350℃,主泵的性能急剧下降,致使主泵无法安全运行。 展开更多
关键词 核主泵 失水事故 气液两相流
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搅拌器搅拌流场的三维数值模拟 被引量：10
15
作者 朱荣生 李维斌 +1 位作者 黄道见 潘中永 《农机化研究》 北大核心 2003年第4期75-77,共3页
将CFD技术应用于搅拌器搅拌流场的分析,基于Navier-Stokes方程和标准k-e紊流模型,求解搅拌器的湍流场,数值模拟的结果对搅拌器水力优化设计具有指导意义。
关键词 搅拌器 计算机 CFD技术 搅拌流场 三维 数值模拟 计算流体力学 Navier—Stokes方程 湍流场 水力
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小型气液射流泵内部流场数值模拟及优化选择 被引量：5
16
作者 朱荣生 燕浩 +2 位作者 李继忠 苏保稳 胡自强 《排灌机械工程学报》 EI 2010年第3期207-210,共4页
为深入研究采用空气作为工作流体的气液射流泵性能和特征,设计了不同结构的气液射流泵试验模型.应用VOF方法,结合k-ε湍流模型,根据试验所得数据确定边界条件,对相同工作气体压力和不同参数下的气液射流泵内部流动进行了数值模拟.模拟... 为深入研究采用空气作为工作流体的气液射流泵性能和特征,设计了不同结构的气液射流泵试验模型.应用VOF方法,结合k-ε湍流模型,根据试验所得数据确定边界条件,对相同工作气体压力和不同参数下的气液射流泵内部流动进行了数值模拟.模拟结果表明,带有扩张式喷嘴的气液射流泵流体的速度和静压分布情况比非扩张式喷嘴的气液射流泵的好;喉嘴距为5mm气液射流泵的速度分布情况较佳;混合室直径为6 mm的气液射流泵的速度分布情况较好.带有扩张式喷嘴喉嘴距为5 mm及混合室直径为6 mm的气液射流泵有较好的速度分布. 展开更多
关键词 气液射流泵 内部流场 数值模拟 喷嘴 混合室直径 喉嘴距
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双叶片泵内非定常流动的数值模拟 被引量：14
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作者 朱荣生 胡自强 杨爱玲 《排灌机械工程学报》 EI 2011年第1期26-30,共5页
为研究双叶片泵内非定常流动特性,采用RNGk-ε模型对由叶轮水体、蜗壳水体及叶轮进口延伸段水体组成的三维计算区域在设计工况下进行了非定常计算.比较了不同时刻泵内静压和相对速度的分布情况,同时分析了双叶片泵内压力脉动的时域图与... 为研究双叶片泵内非定常流动特性,采用RNGk-ε模型对由叶轮水体、蜗壳水体及叶轮进口延伸段水体组成的三维计算区域在设计工况下进行了非定常计算.比较了不同时刻泵内静压和相对速度的分布情况,同时分析了双叶片泵内压力脉动的时域图与频谱图以及瞬时扬程的变化.结果表明,在不同时刻同一流道的静压及相对速度分布并不相同,同一时刻不同流道的静压及相对速度分布也不相同,这主要和流道与隔舌的相对位置有关;双叶片泵内存在明显压力脉动,其中隔舌处的压力脉动最为剧烈.随着与隔舌距离增大,压力脉动强度逐渐减弱,压力脉动的主频等于叶轮转频与叶片数的乘积.该模拟对掌握双叶片泵内的流动规律、减少水力损失、提高泵效率提供了一定的理论依据. 展开更多
关键词 双叶片泵 非定常流动 压力脉动 数值模拟
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基于流热固耦合的高温熔盐泵转动系统结构应力分析 被引量：9
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作者 朱荣生 陈一鸣 +3 位作者 安策 康俊鋆 龙云 葛杰 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期238-243,324,共7页
基于ANSYS Workbench平台开展高温熔盐泵转动系统的结构应力分析,采用计算流体动力学软件CFX对泵内部全流场进行多工况定常数值计算,并通过试验对计算结果进行验证.综合考虑了高温熔盐泵的水动力载荷、离心力载荷、温度载荷等因素,建立... 基于ANSYS Workbench平台开展高温熔盐泵转动系统的结构应力分析,采用计算流体动力学软件CFX对泵内部全流场进行多工况定常数值计算,并通过试验对计算结果进行验证.综合考虑了高温熔盐泵的水动力载荷、离心力载荷、温度载荷等因素,建立了流、热、固耦合作用下动力学模型,研究不同温度下不同材料属性变化对高温熔盐泵结构性能的影响,并对高温熔盐泵转子部件进行应力分析.结果表明:在同一流量工况下,不同材料的叶轮叶片最大变形量均随温度的升高呈先增大后减小的趋势;同时,不同材料的叶轮形变程度基本趋于稳定,受流量影响不大;叶片工作面应力值大于叶片背面应力值,且不同温度工况下不同材料的叶轮背面应力值呈线性递减的趋势;叶轮等效应力最大位置主要集中在叶轮出口处叶片和前、后盖板接触的区域;经过变形及强度综合分析,表明3种不同的不锈钢材料中316L材质的叶轮力学性能最好.研究结果可为高温熔盐泵的结构设计提供一定参考. 展开更多
关键词 高温熔盐泵 转动系统 流热固耦合 强度分析 变形分析
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基于混合模型的离心泵叶轮内汽蚀两相流的CFD分析 被引量：11
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作者 朱荣生 付强 +2 位作者 李维斌 罗仁才 吴俊 《中国农村水利水电》 北大核心 2006年第8期51-53,共3页
为了分析离心泵发生汽蚀情况下叶轮内流场的分布以及汽泡相的体积分数,采用两相流混合模型对叶轮内三维湍流汽蚀流场进行数值计算。根据计算结果静压分布和汽泡相的流动特征,揭示叶轮内汽蚀两相流场的内在特性。
关键词 混合模型 离心泵 汽蚀 两相流 CFD
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低比转速半螺旋吸水室双吸泵流场的数值分析 被引量：8
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作者 朱荣生 欧鸣雄 +2 位作者 付强 管荣国 李继忠 《排灌机械》 2008年第4期39-42,共4页
在CFD软件Fluent中采用考虑了旋转与曲率影响的RNG湍流模型,对具有半螺旋形吸水室的单级双吸离心泵进行了全流道(包括吸水室流道在内)数值模拟计算.结果发现,在叶轮流道内流速沿叶轮进口到出口逐渐增大;在叶轮流道前半部,靠近压力面处... 在CFD软件Fluent中采用考虑了旋转与曲率影响的RNG湍流模型,对具有半螺旋形吸水室的单级双吸离心泵进行了全流道(包括吸水室流道在内)数值模拟计算.结果发现,在叶轮流道内流速沿叶轮进口到出口逐渐增大;在叶轮流道前半部,靠近压力面处的流速明显大于吸力面,叶轮流道内压力分布基本和设计相符.通过对半螺旋形吸水室流道内部流场数值模拟结果进行分析后发现,在设计流量点,半螺旋流道出口隔舌及密封体处出现漩涡,并随着流量的增大漩涡逐渐明显,对叶轮进口产生影响.该结果对双吸泵及其进水流道进一步的性能优化设计提供了依据. 展开更多
关键词 双吸离心泵 模拟 叶轮 半螺旋形吸水室 漩涡 优化
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