题名 不同几何形状环形槽对高速诱导轮空化性能的影响
被引量：1
1
作者
王晓娜 符丽 路兴港 程效锐
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 甘肃省流体机械及系统重点实验室
出处
《排灌机械工程学报》
CSCD
北大核心
2024年第2期124-132,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51469013)。
文摘
为进一步探究提升航空航天用高速离心泵空化性能的方法,研究环形槽几何形状对高速诱导轮空化性能的影响,设计了矩形、单曲率、双曲率3种不同几何形状的环形槽.使用原模型泵的外特性和空化性能试验验证了数值模拟方法的有效性,对不同方案进行数值模拟,分析不同几何形状环形槽对高速诱导轮离心泵空化性能、流道内能量分布以及诱导轮入口流态的影响.结果发现:在高速诱导轮上游设置环形槽可以降低泵的必需汽蚀余量,其中单曲率槽可以使离心泵的必需汽蚀余量降低得更多,为27.0%,双曲率槽和矩形槽分别使必需汽蚀余量降低14.7%和5.4%;环形槽可以减小叶顶间隙回流对上游主流的影响,诱导轮叶片上湍动能分布更加均匀,诱导轮流道内的压力明显提升;回流在单曲率槽中的过渡更为平滑而对周向旋涡的抑制作用较弱,矩形槽和双曲率槽吸收壁面旋涡的能力更强,可以削弱上游不对称涡向诱导轮流道的发展和影响.
关键词
高速离心泵 诱导轮 环形槽 空化 回流
Keywords
high-speed centrifugal pump inducer annular groove cavitation backflow
分类号
S277.9
[农业科学—农业水土工程]
TH311
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 背叶片对固液两相螺旋离心泵轴向力与流场的影响
被引量：16
2
作者
程效锐 李仁年 郭伟丽 韩伟 高杨 申立新
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 中国重汽集团济南动力部
出处
《兰州理工大学学报》
CAS
北大核心
2013年第2期29-34,共6页
基金
国家自然科学基金(5107906) 甘肃省自然科学基金(0916RJZA022) 甘肃省财政厅基金(1201ZTC003)
文摘
基于相对坐标系下的雷诺时均N-S方程和RNG湍流模型,采用非结构化混合网格技术和SIMPLEC算法,对带有叶轮背叶片的螺旋离心泵进行全三维数值模拟.通过改变叶轮背叶片数目和宽度设计出5种不同螺旋离心泵叶轮方案,并分别以清水和固液为介质,对各种方案下泵内流动进行全三维数值模拟,获得螺旋离心泵叶轮无背叶片和不同背叶片数目及宽度下流场及轴向力变化趋势和规律.结果表明:清水介质以及不同固相颗粒体积分数下轴向力具有几乎一致的变化规律,且轴向力大小随固相颗粒体积分数的增大而增大.背叶片对叶轮轴向力大小和方向均有影响,背叶片数目、宽度对于平衡轴向力均存在最优值且对后腔及蜗壳内部流动有较大影响.背叶片对后腔间隙及蜗壳内固相颗粒体积分数分布及压力分布影响较大.背叶片消耗一定的轴功率,其宽度变化对轴功率影响较大,数目对轴功率的影响有最优值.
关键词
螺旋离心泵 背叶片 固液两相流 轴向力 流场
Keywords
screw centrifugal pump back-blade solid-liquid two-phase flow axial force flow-field
分类号
TH311
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 双吸泵输送含沙水流时蜗壳内压力脉动特性
被引量：9
3
作者
程效锐 张楠 赵伟国
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 甘肃省流体机械及系统重点实验室
出处
《排灌机械工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2015年第1期37-42,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(51269011) 甘肃省自然科学基金资助项目(2011GS04252)
文摘
为了研究含沙水流下单级双吸式离心泵蜗壳内压力脉动的变化规律,采用ASMM固液两相流模型和RNG k-ε湍流模型,并结合SIMPLEC算法,在固液两相流介质时对泵内流动进行了全流道三维非定常数值计算.分析不同固相体积分数和粒径时,泵蜗壳内压力脉动的变化规律,并将固相体积分数=12%、固相粒径d=0.050 mm时的计算结果与输送清水介质时计算结果进行了对比.结果表明:固液两相介质下的压力脉动远大于清水介质,且脉动波形滞后0.002s;随着固相体积分数的增大,蜗壳内压力脉动幅值逐渐增大;随着固相粒径的增大,压力脉动幅值有减小的趋势;蜗壳内压力脉动主要以叶片通过频率为主,且在1倍叶频处压力脉动最大.
关键词
单级双吸离心泵 固液两相流 非定常流动 压力脉动 数值模拟
Keywords
single-stage double-suction centrifugal pump solid-liquid two-phase flow unsteady flow pressure fluctuations numerical simulation
分类号
S277.9
[农业科学—农业水土工程]
TH311
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 基于颗粒摩擦和碰撞模型的离心泵叶片磨损预测
被引量：6
4
作者
程效锐 董富弟 杨从新 赵伟国 张楠
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 兰州理工大学甘肃省流体机械及系统重点实验室
出处
《兰州理工大学学报》
CAS
北大核心
2015年第2期55-60,共6页
基金
国家自然科学基金(51269011) 甘肃省自然科学基金(2011GS04252)
文摘
采用雷诺时均N-S方程、RNGk-ε模型和SIMPLE算法,以含沙水为介质,基于代数滑移混合物模型(algebraic slip mixture model,ASME)对一台单级双吸式离心泵内固液两相流动进行全三维不可压缩定常流动数值模拟,其中转子与定子之间耦合方式采用"冻结转子法"实现.通过对比清水及含沙水介质时泵外特性试验数据与数值模拟结果,验证了数值计算方法的可靠性.基于颗粒摩擦和碰撞模型对固相体积分数分别为5%、10%、15%时叶片工作面和背面摩擦磨损强度和碰撞磨损强度进行预测,结果表明:在同一固相体积分数时,从叶片进口至出口碰撞磨损强度逐渐增大,且工作面大于背面,摩擦磨损强度呈现先增大后减小,又逐渐增大的趋势;随着固相体积分数增大,叶片表面碰撞磨损强度和摩擦磨损强度逐渐增大,摩擦磨损强度沿着整个叶片均大于碰撞磨损强度.
关键词
离心泵 固液两相流 磨损预测 磨损模型 数值模拟
Keywords
centrifugal pump solid-liquid two-phase flow wear prediction wear model numerical simulation
分类号
TH31
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 螺旋离心泵叶片变螺距型线方程
被引量：4
5
作者
程效锐 李仁年 黎义斌 范赢 申立新
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院
出处
《排灌机械工程学报》
EI
北大核心
2012年第3期289-294,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(51079066)
文摘
根据螺旋离心泵的结构特点,基于叶片式流体机械内固液两相双流体模型的流速比理论,分析了螺旋离心泵叶片型线的螺距变化规律,推导出固液两相流螺旋离心泵叶片变螺距型线的参数方程.依据给定的设计参数和固相体积分数,采用推导出的叶片型线方程设计出叶片型线,并生成叶片三维模型,叶片表面光滑平整.对该叶片形成的水力模型进行了外特性清水试验,并用该三维模型对固相体积分数分别为5%,10%和15%时的固液两相流动进行了数值分析.结果表明:介质为固液两相流时泵的效率较输送清水介质时有所提高,特别是在设计工况,当固相体积分数等于设计给定值时,泵的效率可提高8.5%;当偏离给定的固相体积分数值时,效率有所降低;在输送固液两相流介质时泵的扬程较输送清水时的扬程有所降低,且随着固相体积分数的增大扬程逐渐降低.
关键词
螺旋离心泵 固液两相流 叶片型线方程 变螺距 数值模拟
Keywords
screw centrifugal pump liquid-solid two-phase flow blade profile equation variablepitch numerical simulation
分类号
S277.9
[农业科学—农业水土工程]
TH313
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 粒径对离心泵叶片摩擦和碰撞磨损强度的影响
被引量：5
6
作者
程效锐 董富弟 杨从新 赵伟国 张楠
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 兰州理工大学甘肃省流体机械及系统重点实验室
出处
《兰州理工大学学报》
CAS
北大核心
2015年第5期44-49,共6页
基金
国家自然科学基金(51269011) 甘肃省自然科学基金(2011GS04252)
文摘
采用雷诺时均N-S方程、RNGk-ε模型和SIMPLE算法,以含沙水为介质,基于代数滑移混合物模型(algebraic slip mixture model,ASME)对一台单级双吸式离心泵内固液两相流动进行全三维不可压缩定常流动数值模拟,其中转子与定子之间耦合方式采用"冻结转子法"实现.通过对比清水及含沙水介质时泵外特性试验数据与数值模拟结果,验证了数值计算方法的可靠性.对固相颗粒直径分别为0.019、0.036、0.076mm时叶片工作面和背面摩擦磨损强度和碰撞磨损强度进行预测.结果表明:在同一粒径时,从叶片进口至出口碰撞磨损强度逐渐增大,且工作面大于背面,摩擦磨损强度呈现先增大后减小,又逐渐增大的趋势;随着粒径的增大,叶片表面碰撞磨损强度和摩擦磨损强度逐渐增大,摩擦磨损强度沿着整个叶片均大于碰撞磨损强度.
关键词
离心泵 固液两相流 数值模拟 磨损预测 磨损模型
Keywords
centrifugal pump solid-liquid two-phase flow numerical simulation energy loss prediction energy loss model
分类号
TH31
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 等螺距诱导轮的螺距变化对离心泵汽蚀性能的影响
被引量：8
7
作者
程效锐 符丽 包文瑞
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 兰州理工大学甘肃省流体机械及系统重点实验室
出处
《兰州理工大学学报》
CAS
北大核心
2018年第2期48-53,共6页
基金
国家自然科学基金(51469013)
文摘
为了研究等螺距诱导轮的螺距变化对离心泵扬程、效率及汽蚀性能的影响,基于连续性方程、雷诺时均N-S方程和RNGk-ε湍流模型,对一多级离心泵在设计工况下进行数值模拟.选择螺距为44.2、33.2、30.0、24.9mm四种诱导轮方案,分别进行数值模拟,得出螺距对诱导轮扬程、效率及泵外特性和汽蚀性能的影响规律及原因.结果表明:减小诱导轮螺距可以降低诱导轮和泵的扬程,但当螺距过小时,其沿程及入口冲击等流动损失大幅增加,导致诱导轮不产生扬程而仅仅成为阻力部件.增大螺距,诱导轮扬程增大,而过高诱导轮扬程会降低泵的效率.另外,在一定范围内增大诱导轮螺距,可降低泵的必需汽蚀余量,提高泵的抗汽蚀性能;44.2、33.2、30.0mm螺距诱导轮泵的必需汽蚀余量分别为0.87、1.05、1.33.与30.0mm螺距诱导轮方案相比,螺距增大10.7%,泵必需汽蚀余量降低21%;螺距增大47.3%,泵必需汽蚀余量降低35.6%.在一定范围内,减小螺距,可提高诱导轮自身的抗汽蚀性能.
关键词
诱导轮 等螺距 汽蚀性能 外特性 数值模拟
Keywords
inducer equal pitch cavitation performance external characteristics numerical simulation
分类号
TH311
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 导叶轴向安放位置对核主泵性能的影响
被引量：3
8
作者
程效锐 叶小婷 包文瑞
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 甘肃省流体机械及系统重点实验室
出处
《排灌机械工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第6期472-480,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51469013)
文摘
基于Reynolds时均化N-S方程和RNG k-ε湍流模型,采用SIMPLE算法和多重坐标系法,对3种不同导叶轴向安放位置核主泵缩比模型的内部流动进行了全三维定常数值计算.通过对比分析外特性、压力场和速度场,研究了导叶轴向安放位置对模型泵叶轮、导叶和泵壳内部能量转换特性的影响.结果表明,减小导叶与泵出水管轴线在叶轮旋转轴线方向的距离,小流量工况下,泵的效率增加,其中叶轮效率增加,泵壳内的流动状态有所改善,回流现象有所抑制,从而减小了泵壳损失,但同时导叶损失也有所增加;设计及大流量工况下,泵的效率减小,其中叶轮效率有所降低,同时导叶和泵壳损失也相应增加.由于核主泵叶轮、导叶和泵壳的参数相互关联和影响,改变导叶轴向安放位置会影响各单元间耦合匹配特性,进而影响叶轮、导叶和泵壳内流动状态及能量转换效率.
关键词
核主泵 叶轮 导叶 泵壳 流动状态
Keywords
reactor coolant pump impeller guide vane pump casing flow state
分类号
S277.9
[农业科学—农业水土工程]
TH311
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 核主泵环形压水室内的能量转换特性
被引量：4
9
作者
程效锐 叶小婷 包文瑞
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 甘肃省流体机械及系统重点实验室
出处
《西华大学学报（自然科学版）》
CAS
2017年第1期69-75,共7页
基金
国家自然科学基金(51469013)
文摘
为揭示环形压水室内部流动及能量转换规律,提高核主泵的整体水力性能,基于Reynolds时均化NS方程和RNGk-ε湍流模型,对核主泵缩比模型内部流动进行全三维数值计算,对比分析不同工况下压水室内部流动特征、能量损失以及不同截面动静压能变化规律。结果表明:环形压水室内水力损失随着流量的增加近似呈线性增加,对于压水室损失占总损失的比重,在小流量及设计工况下,呈非线性成倍增加趋势,当流量增大至1.2Qd时,压水室损失比重变化平缓;在压水室环形流道内静压能比重明显高于动压能,且静压能比重沿流向近似线性减小,动压能比重沿流向线性增大;在不同工况下环形压水室内部流动呈现明显的非轴对称性,由于回流存在导致隔舌附近区域流动复杂,且偏设计工况下回流量要明显大于设计工况下回流量。
关键词
核主泵 环形压水室 能量转换 内部流动
Keywords
reactor coolant pump annular pumping chamber energy conversion internal flow
分类号
TH313
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 环形槽位置对高速诱导轮空化性能的影响
被引量：6
10
作者
程效锐 杨登峰 刘明建
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 甘肃省流体机械及系统重点实验室
出处
《排灌机械工程学报》
CSCD
北大核心
2021年第6期548-554,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51469013)。
文摘
为抑制由高速诱导轮叶顶间隙泄漏涡引起的空化,在高速诱导轮上游和下游设立能吸纳泄漏涡的结构(即环形槽),并设计了5种环形槽方案,通过试验及数值计算相结合的方法研究不同环形槽方案对空化的抑制机理.研究发现:空泡最先出现在诱导轮吸力面进口边与轮缘相交的位置,随着管道进口压力的不断降低,空泡会不断向诱导轮流道内发展,进而漫延至离心叶轮叶片背面;环形槽能有效抑制间隙泄漏涡空化、不对称涡空化和旋转涡空化现象的发生,并在几乎不影响离心泵扬程及效率的情况下,提高离心叶轮的入口压力和离心泵扬程,有效地改善其空化性能;但同时发现,当环形槽位于诱导轮下游即轴向距离L3=-10.0 mm和L4=-12.5 mm时,会干涉诱导轮流道内流体的流动状态,影响诱导轮做功和能量交换,即环形槽在与诱导轮匹配时,两者有最佳轴向位置,此时环形槽与诱导轮的轴向距离L1=2.5 mm.
关键词
高速诱导轮 环形槽 轴向距离 空化性能
Keywords
high-speed inducer annular groove axial distance cavitation performance
分类号
S277.9
[农业科学—农业水土工程]
TH311
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 隔舌圆角对核主泵环形压水室流动特性的影响
被引量：4
11
作者
程效锐 包文瑞 符丽
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 甘肃省流体机械及系统重点实验室
出处
《排灌机械工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第9期737-743,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51469013)
文摘
为了研究核主泵隔舌圆角对环形压水室流动特性的影响,以缩比系数为0.4的核主泵模型泵为研究对象,通过改变隔舌圆角大小设计出11种方案,同时在压水室内建立10个截面,并以此表达压水室流场变化规律,通过数值方法对设计工况下不同方案泵内流场进行数值模拟.对模拟结果分析表明:压水室内压力沿主流流动方向先增大后减小,在以出口扩散管中心为起点沿主流流动方向旋转180°处压力最大;在设计工况下,环形压水室水力损失主要产生于以出口扩散管中心为起点沿主流流体流动方向的1/4环形流域内;隔舌圆角对泵性能有一定影响,在设计工况下隔舌圆角大小只对环形压水室性能有影响,对叶轮性能、导叶性能几乎没有影响;随着隔舌圆角增大,环形压水室水力损失先减小后增大,存在极小值使得环形压水室性能最优;R=50 mm时,环形压水室水力损失最小,泵性能最优.研究结果可为环形压水室隔舌圆角的设计提供一定的理论依据.
关键词
核主泵 隔舌圆角 环形压水室 流动特性
Keywords
reactor coolant pump tongue blend annular casing flow characteristic
分类号
S277.9
[农业科学—农业水土工程]
TH311
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 导叶周向位置对核主泵叶轮径向力的影响
被引量：2
12
作者
程效锐 许彪 叶小婷 刘贺
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 兰州理工大学甘肃省流体机械及系统重点实验室
出处
《兰州理工大学学报》
CAS
北大核心
2018年第4期52-59,共8页
基金
国家自然科学基金(51469013)
文摘
基于多重参考系下的雷诺时均N-S方程和RNGk-ε湍流模型,对核主泵导叶在不同周向位置缩比模型的内部流动进行全三维非定常数值计算.分析导叶周向位置对核主泵叶轮径向力的影响,基于数值计算结果表明:导叶位置变化对核主泵能量性能有明显的影响,扬程、效率的最大变化率分别为2.47%、1.52%,扬程和效率的最大值均出现在导叶周向位置角为5°时,说明此时核主泵性能最优;在设计工况下随着导叶周向位置的变化作用在叶轮上的径向力随时间呈周期波动,径向力脉动频率以叶片通过频率为主,其中导叶周向位置在5°时径向力分布比较集中,有利于核主泵的安全运行;导叶处于最佳周向位置时随着流量的变化作用在叶轮上的径向力先减小后增大.在非设计工况下,作用在叶轮上的径向力分布随机性较强,故在设计工况下可以降低核主泵在运行过程中的振动.
关键词
核主泵 周向位置 径向力 数值模拟
Keywords
nuclear main pump circumferential position radial force numerical simulation
分类号
TH313
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 叶片进口几何形状对核主泵空化流动特性的影响
被引量：3
13
作者
程效锐 符丽 包文瑞
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 兰州理工大学甘肃省流体机械及系统重点实验室
出处
《兰州理工大学学报》
CAS
北大核心
2019年第2期51-57,共7页
基金
国家自然科学基金(51469013)
文摘
为研究叶片进口几何形状对核主泵水力性能以及空化性能的影响,基于连续性方程、雷诺时均N-S方程和RNG k-ε湍流模型,对4种不同叶片进口几何形状的核主泵模型泵进行全流场空化模拟,得出不同叶片进口几何形状对核主泵外特性以及空化性能的影响规律.结果表明:叶片进口边减薄,使叶片进口对流体的排挤作用减弱,改善了叶片对进口流动条件改变的适应性,减小了叶片进口处的流动损失,提高了效率.另外,增大叶片进口边圆角,进口减薄程度加剧,使进口处过流断面面积增大,流速降低,进而导致压力增大,且低压区逐渐向叶片出口移动,在发生空化时,气泡对叶片进口相对流动角影响逐渐变小.同时,随着叶片进口减薄程度的加剧,叶片进口更加接近流线型,液体绕流叶片头部时产生冲击减小,使叶片吸力面前盖板处最低压力有所增大.
关键词
核主泵 进口边 几何形状 空化流动 数值模拟
Keywords
nuclear main pump inlet edge geometry cavitation flow numerical simulation
分类号
TH311
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 核主泵空化流动对能量转换的影响
被引量：3
14
作者
程效锐 符丽 包文瑞
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 甘肃省流体机械及系统重点实验室
出处
《排灌机械工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第5期369-376,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51469013)
文摘
为研究核主泵内部空化流动对能量转换的影响,采用RNG k-ε湍流模型和Rayleigh-Plesset空化模型对设计工况下核主泵模型泵进行了全流场空化模拟,得到核主泵发生空化时叶轮内气泡分布规律.选取叶片吸力面的前盖板流线和后盖板流线,通过分析不同空化工况下这两条流线上的动扬程与静扬程变化规律,研究核主泵发生空化时,空化流动对叶轮内能量转换的影响.结果表明:核主泵内流体的能量主要由叶轮中后段提供,且从前盖板到后盖板,叶片做功能力逐渐减弱;空化干扰叶轮内流体流动,导致空化区域相对速度增大,压力减小,在气泡密集区域,叶片做功能力几乎为0;随着空化程度加剧,无空化区动扬程增大,静扬程减小,且静扬程减小幅度大于动扬程增大幅度,从而引起泵扬程和效率下降;随着空化程度加剧,动、静扬程突变程度加剧,增大了叶轮内的流动损失,进而导致泵扬程及效率进一步下降.
关键词
核主泵 空化流 能量转换 数值模拟
Keywords
nuclear main pump cavitation flow energy transfer numerical simulation
分类号
S277.9
[农业科学—农业水土工程]
TH311
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 核主泵前腔间隙对性能影响的数值计算
被引量：3
15
作者
程效锐 包文瑞
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 甘肃省流体机械及系统重点实验室
出处
《排灌机械工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2016年第9期748-754,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51469013)
文摘
基于相对坐标系下的雷诺时均N-S方程和RNG k-ε湍流模型,采用SIMPLE算法,以清水为介质,对AP1000核主泵模型进行数值模拟.通过改变压水室与前腔间隙设计出4种不同方案,并对各种方案下泵内流动进行全三维数值模拟,获得不同间隙下模型泵轴向力和前腔内流动变化趋势和规律.计算结果表明:在工作流量(0.8Qd^1.2Qd)下,间隙变化对泵扬程和效率都有一定影响;核主泵前腔间隙变化导致泵最高效率点位置相对于设计工况发生偏移,其偏移方向和偏移程度与间隙变化无明显对应关系;在设计工况(1.0Qd)下,泵效率在间隙为0.6 mm时高于其他间隙,相比间隙为1.8 mm时提高了1.66%;在1.2Qd工况下,间隙为1.8 mm时效率高于其他间隙,相比间隙为2.4 mm时泵效率提高了2.17%;从全工况看,间隙对轴向力影响较小,轴向力随着流量的增大呈单调递减趋势,其计算值明显低于试验值,但随着流量的增加,理论计算值的相对误差有减小趋势.
关键词
核主泵 间隙 轴向力 数值计算
Keywords
reactor coolant pump gap axial force numerical calculation
分类号
S277.9
[农业科学—农业水土工程]
TH311
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 诱导轮进口轮毂比对离心泵空化性能的影响
被引量：11
16
作者
程效锐 涂艺萱 滕飞 刘贺
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 甘肃省流体机械及系统重点实验室
出处
《排灌机械工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第1期7-14,共8页
基金
国家发改委2015年海洋工程装备研发及产业化项目
文摘
以某型LNG电动超低温潜液泵作为模型泵,基于数值计算和试验,研究了诱导轮进口轮毂比对空化性能的影响规律.采用RNG k-ε湍流模型和Rayleigh-Plesset空化模型对模型泵进行全三维数值计算,试验验证了数值计算的准确性,并选取诱导轮进口轮毂比分别为0.260,0.274,0.289,0.303和0.318的5组离心泵设计方案,对比分析了诱导轮和叶轮内空化发展过程、静压分布规律及离心泵的空化特性曲线.结果表明:采用不同诱导轮进口轮毂比的离心泵,其诱导轮和叶轮流道内的空化发展过程基本一致,空化首先发生在诱导轮进口轮缘处的低压区;增大诱导轮进口轮毂比会提高诱导轮轮缘处液流的进口轴面速度,致使叶片进口冲角降低,在叶片吸力面产生脱流,并且低压分布区域的面积逐渐扩大,离心泵的空化性能下降.因此,在诱导轮的设计过程中,为了获得更高的离心泵空化性能,可在适当范围内降低诱导轮进口轮毂比.
关键词
电动超低温潜液泵 诱导轮 进口轮毂比 空化数 空化性能
Keywords
electric cryogenic submersible pump inducer inlet hub ratio cavitation number suction performance
分类号
S277.9
[农业科学—农业水土工程]
TH311
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 导叶径向位置对井用潜水泵性能的影响
被引量：6
17
作者
程效锐 张雪莲 吕博儒 刘贺
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 甘肃省流体机械及系统重点实验室
出处
《排灌机械工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第10期848-854,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51469013)
文摘
为研究导叶径向位置对潜水泵性能的影响,针对250QJ125型井用潜水泵,在其他参数一定的条件下,通过改变空间导叶入口径向位置,设计了9组潜水泵导叶方案.基于雷诺时均N-S方程、RNG k-ε模型,采用SIMPLE算法,对井用潜水泵空间导叶在不同径向位置模型的内部流动进行了全流道三维数值计算.对计算结果进行分析,获得了不同导叶方案时潜水泵的性能参数,对比了不同方案导叶损失及其过水断面面积变化规律,以及导叶内部的湍动能与静压分布.结果表明:导叶径向位置对潜水泵性能影响十分显著;当径向距离增大直到导叶位于适当位置时,导叶内部损失较小,具有较强的能量转换能力,导叶内部的湍动能波动程度减弱,大大降低了流动损失,泵效率提高;但当径向距离过大时,导叶过水断面面积变化规律出现明显差异,湍动能波动程度加剧,导叶流动损失增加,泵性能下降.
关键词
井用潜水泵 空间导叶 径向位置 湍动能 导叶损失
Keywords
submersible well pump spatial guide vane radial position turbulent kinetic energy loss of guide vane
分类号
TH311
[机械工程—机械制造及自动化]
S277.9
[农业科学—农业水土工程]
题名 入口导流栅几何参数对高速泵诱导轮空化特性的影响
被引量：2
18
作者
程效锐 路兴港 杨登峰
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 兰州理工大学甘肃省流体机械及系统重点实验室
出处
《西华大学学报（自然科学版）》
CAS
2022年第6期17-25,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51469013)。
文摘
高速离心泵空化问题机理相对复杂,通常认为诱导轮间隙泄漏涡与回流漩涡是影响高速离心泵空化的主要原因。本文通过在诱导轮入口前增设导流栅来抑制旋转涡,达到提高离心泵空化性能的目的。采用RNG k-ε湍流模型,对带有矩形、椭圆形两种不同形状导流栅的离心泵进行全流场模拟,分析高速离心泵全流场数值计算结果,对比增置导流栅前后离心泵空化特性以及进口段流场。结果表明:带椭圆形导流栅的离心泵临界空化数有所降低,空化性能得到改善;增设导流栅后,诱导轮进口段旋转强度明显减弱,离心泵扬程均有明显提升,其中椭圆形导流栅方案较原方案提高了3%。
关键词
高速泵 数值计算 导流栅 空化抑制
Keywords
high-speed pump numerical calculation diversion grid cavitation suppression
分类号
TK72
[动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
题名 基于正交设计法的潜水泵空间导叶水力优化
被引量：7
19
作者
程效锐 张雪莲
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 兰州理工大学甘肃省流体机械及系统重点实验室
出处
《兰州理工大学学报》
CAS
北大核心
2020年第5期61-67,共7页
基金
国家自然科学基金(51469013)。
文摘
运用正交设计法,对井用潜水泵空间导叶进行优化设计,选取潜水泵空间导叶的进口宽度、导叶叶片轴向长度及导叶叶片出口边与导叶场域出口轴向距离,以扬程、效率及轴功率作为评价指标,基于正交设计法设计了9组方案.通过数值计算及极差分析结果表明:导叶叶片轴向长度对潜水泵扬程和轴功率影响显著,导叶进口宽度对潜水泵效率变化较为敏感,保证一定的导叶叶片与导叶场域出口距离能改善潜水泵性能.基于多目标优化设计,可以确定本次研究的最佳方案组合为空间导叶进口宽度25 mm、导叶叶片轴向长度101 mm及导叶叶片出口边与导叶场域出口轴向距离20 mm.通过分析前三级叶轮效率、导叶出口静压及流线分布图看出,优异的空间导叶设计使导叶内部流体状态较好,保证叶轮效率维持较高水平,同时泵内流体保持较好的流动稳定性.
关键词
井用潜水泵 空间导叶 正交设计 叶轮效率
Keywords
submersible well pump spatial guide vane orthogonal design impeller efficiency
分类号
TH311
[机械工程—机械制造及自动化]
题名 离心泵叶片缝隙对声场特性影响的研究
被引量：6
20
作者
程效锐 王鹏 张爱民 涂艺萱
机构
兰州理工大学能源与动力工程学院 兰州理工大学甘肃省流体机械及系统重点实验室
出处
《声学技术》
CSCD
北大核心
2020年第5期611-617,共7页
基金
国家自然科学基金(51469013)资助项目。
文摘
为进一步研究离心泵的声场特性,对离心泵叶轮叶片尾缘进行开缝测试。考虑开缝径向直径Dk和缝隙宽度B,设计了18组正交试验来探究叶片尾缘缝隙对声场的影响。针对离心泵噪声的发生机理,采用重整化群k-ε(Re Normalization Group,RNG k-ε)模型对离心泵进行全流场非定常数值模拟,并根据FW-H方程提取蜗壳壁面的湍流脉动作为偶极子声源,基于声学边界元法进行离心泵声场计算,将声学计算结果与流场压力脉动结果进行综合分析。研究结果表明:压力脉动可在一定程度上反映声压级的大小,隔舌区压力脉动波动剧烈,此处是噪声的主要发生源。开缝叶片可以有效改善叶轮出口的不均匀流动,对内外声场噪声的降低有一定的积极作用,且在径向开缝位置γ=0.90时降噪效果最佳。
关键词
离心泵 压力脉动 内声场噪声 叶片开缝
Keywords
centrifugal pump pressure pulsation internal sound field noise blade slitting
分类号
TB535
[理学—声学]
