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振动混合器内上浮颗粒悬浮特性数值模拟 被引量：1
1
作者 李良超 赵国柱 +2 位作者 马国鹭 张磊 徐斌 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第2期147-154,162,共9页
对振动混合器内颗粒悬浮特性的深入了解,可为该类混合器的结构设计和优化提供依据.借助计算流体力学技术(computational fluid dynamics,CFD),应用欧拉-欧拉双流体模型对上浮颗粒在振动混合器内的悬浮特性进行了数值模拟研究.振动盘的... 对振动混合器内颗粒悬浮特性的深入了解,可为该类混合器的结构设计和优化提供依据.借助计算流体力学技术(computational fluid dynamics,CFD),应用欧拉-欧拉双流体模型对上浮颗粒在振动混合器内的悬浮特性进行了数值模拟研究.振动盘的往复运动采用动网格技术进行处理.通过模拟得到了混合器内的流场和颗粒的动态悬浮特性,并将模拟结果与文献试验数据对比验证模型准确性.结果表明,振动混合器内流场的典型特征为在振动盘的上方和下方各形成一循环涡流,涡流强弱随振动盘往复运动周期变化,但涡流方向保持不变,颗粒在混合器内悬浮分别经历均匀性快速变好、略微变好和动态稳定悬浮3个阶段.提高频率和增大振幅均可以使颗粒更快达到稳定悬浮,且悬浮的均匀性更好,但增大振幅会使悬浮的均匀波动性有所变大.增大固含量可使颗粒悬浮的均匀性增加,波动性减小. 展开更多
关键词 振动混合器 上浮颗粒 固液悬浮 两相流动 数值模拟
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混杂纤维风积沙混凝土抗冻性研究及寿命预测 被引量：2
2
作者 李昊 周一 +3 位作者 张园 郭皓隆 郭汝阳 韩秋硕 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第3期275-283,共9页
为探究内蒙古盐碱区建构筑物遭受冻融循环的侵蚀特点,以风积沙混凝土(ASC)作为基准组,以复掺一定比例碳酸钙晶须和聚丙烯纤维的风积沙混凝土(HF4)作为试验组,采用不同质量浓度的氯盐溶液作为侵蚀溶液,利用快冻法模拟野外服役环境,借助... 为探究内蒙古盐碱区建构筑物遭受冻融循环的侵蚀特点,以风积沙混凝土(ASC)作为基准组,以复掺一定比例碳酸钙晶须和聚丙烯纤维的风积沙混凝土(HF4)作为试验组,采用不同质量浓度的氯盐溶液作为侵蚀溶液,利用快冻法模拟野外服役环境,借助扫描电子显微镜(SEM)对冻融后试件的微观形貌进行观测,运用核磁共振(NMR)探究孔隙结构变化,最后采用Weibull函数建立耐久性退化模型预测试件寿命.结果表明:随着冻融循环的持续进行,混凝土表面浆体逐渐剥落,质量和相对动弹性模量损失严重,无害孔和少害孔演变为有害孔和多害孔,加速混凝土的冻胀破坏.混掺纤维有助于改善混凝土内部微观结构,显著提高ASC抗冻性.通过Weibull函数建立混凝土在冻融作用下寿命预测模型,计算得出HF4在同种环境下安全服役期较ASC最大可提高36.8%. 展开更多
关键词 碳酸钙晶须 聚丙烯纤维 风积沙混凝土 冻融循环 Weibull函数
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自走式喷杆喷雾机喷雾沉积特性试验研究 被引量：1
3
作者 朱兴业 赵莹 +2 位作者 李向阳 钱兆 刘俊萍 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第1期94-100,共7页
为了探究各因素对喷杆喷雾机喷雾沉积的影响规律,进一步提高自走式喷杆喷雾机的作业效率,使用Box-Behnken响应面法,分析并得到前进速度v、工作高度h和喷雾压力p等影响因素与喷雾沉积特性的数学模型,根据回归分析结果得出各影响因素对喷... 为了探究各因素对喷杆喷雾机喷雾沉积的影响规律,进一步提高自走式喷杆喷雾机的作业效率,使用Box-Behnken响应面法,分析并得到前进速度v、工作高度h和喷雾压力p等影响因素与喷雾沉积特性的数学模型,根据回归分析结果得出各影响因素对喷雾沉积特性的影响程度以及喷雾机最佳工作参数.结果表明:前进速度、工作高度和喷雾压力均对喷雾沉积特性有显著影响,影响程度按因素排序由大到小为喷雾压力,工作高度,前进速度.单位面积雾滴沉积量均值与前进速度和喷头工作高度成负相关,与喷雾压力成正相关.沉积量变异系数与喷雾压力成负相关,与前进速度成正相关,与工作高度的增加呈先减小后增大的趋势,这说明在工作高度一定的情况下,增大喷雾压力或者减小前进速度可以有效提高喷雾机的雾滴沉积均匀性. 展开更多
关键词 自走式喷杆喷雾机 前进速度 工作高度 喷雾压力 雾滴沉积
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河西走廊典型绿洲灌区多目标水土资源优化配置--以丰乐河灌区为例 被引量：1
4
作者 邓建伟 张新民 +1 位作者 侯健哲 降亚楠 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第4期414-426,共13页
以农业灌溉用水量最小、粮食作物产量最大、作物经济效益最大和区域分水差异最小为目标,根据灌区未来不同节水措施程度,在支渠尺度上分别构建现状水平、渠道防渗、管道输水、节水灌溉4种灌溉情景的农业水土资源多目标优化配置模型,采用N... 以农业灌溉用水量最小、粮食作物产量最大、作物经济效益最大和区域分水差异最小为目标,根据灌区未来不同节水措施程度,在支渠尺度上分别构建现状水平、渠道防渗、管道输水、节水灌溉4种灌溉情景的农业水土资源多目标优化配置模型,采用NSGA-Ⅲ算法对河西走廊典型绿洲灌区-丰乐河灌区的作物种植面积和灌溉水量进行联合优化配置.研究结果表明:支渠层次上的农业水土资源优化配置包含更多的地域特征和时空约束,可以为决策过程提供基于Pareto解集不同偏好的精细化配水和种植结构调整方案;农业灌溉用水量与粮食作物产量和作物经济效益呈正相关关系,灌溉水量每增加10000 m^(3),优化筛选过程中倾向于粮食产量平均增加6954 kg或经济收益平均提高27400元;随着不同程度节水措施的实行,管道输水和节水灌溉分别节省7.8×106 m^(3)和1.1×107 m^(3)的农业灌溉用水,每年节水收益分别可达135元/hm 2和190元/hm 2,同时在粮食作物产量目标上均呈现约8.1%的增长,区域分水差异减少了1500 m^(3)/hm 2以上.研究结果可为优化干旱绿洲灌区种植结构、提高水土资源利用效率和效益等提供理论依据和技术支撑. 展开更多
关键词 丰乐河灌区 水土资源优化配置 多目标优化 NSGA-Ⅲ算法
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不同叶顶间隙下进口含气率对混输泵做功性能的影响 被引量：1
5
作者 肖业祥 刘洁 +2 位作者 李海军 陶思佳 史广泰 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第3期217-223,共7页
为研究不同叶顶间隙下进口含气率对多相混输泵流道内能量转换规律的影响,应用ANSYS CFX软件对多相混输泵内气液两相流动进行数值模拟,并分析混输泵内动扬程、静扬程、功率变化以及各截面能量密度的分布规律,揭示同时考虑叶顶间隙和含气... 为研究不同叶顶间隙下进口含气率对多相混输泵流道内能量转换规律的影响,应用ANSYS CFX软件对多相混输泵内气液两相流动进行数值模拟,并分析混输泵内动扬程、静扬程、功率变化以及各截面能量密度的分布规律,揭示同时考虑叶顶间隙和含气率下多相混输泵内的能量转换特性.研究结果表明:叶顶间隙的增大对混输泵叶轮做功性能影响极大,当轴向系数为0.4时,混输泵在叶顶间隙为1.0,1.5 mm下分别呈现出动扬程极大值约为5,6 m;含气率的增大使得叶轮后半段静扬程逐渐减小,叶轮增压性能降低,其中在叶轮出口静扬程降低最明显,最大下降幅度高达10.02%;随着含气率的增大,叶轮流道内的静功率和总功率均有一定提升,叶顶间隙及含气率的增大都使得流道中部功率密度较大的区域面积产生明显的增大.研究结果可为精确预测混输泵的做功性能提供一定参考. 展开更多
关键词 多相混输泵 叶顶间隙 进口含气率 做功性能 扬程
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木质素磺酸钙对分散土水力-力学特性影响 被引量：1
6
作者 张晓飞 李佳超 +2 位作者 陈新炜 邓红艳 周红波 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第2期170-177,201,共9页
传统的土壤改性剂(如石灰、水泥、石膏和粉煤灰等)对土壤水力-力学特性有一定的改善,但对环境有一定的破坏作用.以一种生物环境友好型材料—木质素磺酸钙(以下简称木素)作为改性剂,开展了针孔试验、碎块试验、钠离子交换百分比试验、界... 传统的土壤改性剂(如石灰、水泥、石膏和粉煤灰等)对土壤水力-力学特性有一定的改善,但对环境有一定的破坏作用.以一种生物环境友好型材料—木质素磺酸钙(以下简称木素)作为改性剂,开展了针孔试验、碎块试验、钠离子交换百分比试验、界限含水率试验、无侧限抗压强度试验、直接剪切试验、渗透试验和核磁孔隙度试验,研究了木素掺量、干密度、含水率对天然分散土的分散性和水力-力学特性的影响.结果表明:木素掺量为3%和4%时,改性土样呈非分散性,且干密度越大,分散性越差;随着木素的掺入,土样的液限、塑限、塑性指数降低;木素掺量为2%,对土样的无侧限抗压强度、抗剪强度及渗透性改善效果最好,而木素掺量过大时,土样的水力-力学特性变差;T_(2)谱呈现双峰结构,随着木素掺量的增加,主峰逐渐向右移动,土样的小孔隙孔径变大,大孔径孔隙数量增多. 展开更多
关键词 分散性土 木质素磺酸钙 改性土 水力-力学特性 孔隙演化特征
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矿浆输送中隔膜泵动态特性及阀滞后性 被引量：1
7
作者 韩世昌 申哲 +1 位作者 李妍 解天华 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第6期558-564,共7页
为了分析隔膜泵的动态特性,在矿浆管道输送背景下,以GEHO TZPM 1600隔膜泵为研究对象,建立了隔膜泵机械-液压联合仿真模型,并分析了不同转速对隔膜泵动态特性的影响.同时,针对曲柄转速、曲柄长度和泵入口压力等参数对吸、排液阀启闭滞... 为了分析隔膜泵的动态特性,在矿浆管道输送背景下,以GEHO TZPM 1600隔膜泵为研究对象,建立了隔膜泵机械-液压联合仿真模型,并分析了不同转速对隔膜泵动态特性的影响.同时,针对曲柄转速、曲柄长度和泵入口压力等参数对吸、排液阀启闭滞后时间进行了分析.分析表明,排液阀动态特性受曲柄转速变化的影响更大,曲柄转速从10 r/min增加到30 r/min时,排液阀开启速度最大增加了9.449 m/s,关闭速度最大增加了0.945 m/s,阀口流量脉冲增加的最大值为17220.0 L/min,回流流量增加的最大值为1071.5 L/min.吸、排液阀启闭滞后时间主要与曲柄转速、曲柄长度和泵入口压力有关.吸液阀开启滞后时间受转速影响更大,增加转速后开启滞后时间降低了0.117 s,关闭滞后时间更易受曲柄长度和泵入口压力的影响,随曲柄长度增加滞后时间增加了0.261 s.曲柄转速、曲柄长度、泵入口压力改变主要影响排液阀开启滞后时间.研究结果为矿浆输送中隔膜泵的技术改进提供了方向. 展开更多
关键词 矿浆输送 隔膜泵 联合仿真 动态特性 滞后时间
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串列叶片结构对离心泵空化性能的影响 被引量：1
8
作者 赵伟国 杨良 +1 位作者 李家豪 石晓亮 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第1期1-8,共8页
为改善低比转数离心泵的空化性能,设计了一种串列叶片结构的叶轮模型,采用修正的SST k-ω湍流模型和Z-G-B空化模型对离心泵进行瞬态的数值分析,并通过外特性试验和空化试验对算法进行验证,通过对比原模型与串列叶片叶轮模型的外特性与... 为改善低比转数离心泵的空化性能,设计了一种串列叶片结构的叶轮模型,采用修正的SST k-ω湍流模型和Z-G-B空化模型对离心泵进行瞬态的数值分析,并通过外特性试验和空化试验对算法进行验证,通过对比原模型与串列叶片叶轮模型的外特性与空化特性以及叶轮内的流场结构、压力分布、湍动能分布、空泡体积和压力脉动情况,分析串列叶片结构对离心泵空化性能的影响.结果表明:串列叶片结构对离心泵的外特性影响较小,但在空化发展和严重阶段抑制了空泡的产生,改善了泵的空化性能;同时抑制了空化初生阶段的高湍动能区域的扩张,削弱了空化发展和严重阶段叶轮出口湍动能强度,减少了旋转叶轮周围形成的低压区;降低了空化发展和严重阶段时蜗壳隔舌处的压力脉动主频幅值,对空化诱导产生的噪声和喘振起到抑制作用,可使泵的运行更加稳定. 展开更多
关键词 低比转数离心泵 串列叶片 空化抑制 数值模拟
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空化工况下喷水推进泵内涡结构的时空演化
9
作者 赵斌娟 宋英南 +2 位作者 黄忠富 付燕霞 陈汇龙 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第2期116-123,共8页
为揭示混流式喷水推进泵在空化工况下内部涡结构的演化情况,在空化数为0.142的工况下使用Ω涡识别方法对其内部涡结构进行识别和研究,在此基础上研究了空化对涡结构特征演化的影响,并分析了1个周期内涡量运输方程各项对涡结构演化的贡献... 为揭示混流式喷水推进泵在空化工况下内部涡结构的演化情况,在空化数为0.142的工况下使用Ω涡识别方法对其内部涡结构进行识别和研究,在此基础上研究了空化对涡结构特征演化的影响,并分析了1个周期内涡量运输方程各项对涡结构演化的贡献.结果表明:空化工况下,喷水推进泵内部流动复杂,极易产生旋涡,主要的涡结构有叶顶泄漏涡、次级泄漏涡、垂直空化涡和次级泄漏衍生涡;随着三角形空化的坍缩,进口附着涡的涡结构尺度增加,但叶顶泄漏涡因为空泡逐渐增大的缘故涡量逐渐减小;1个周期内,喷水推进泵内空泡尺度较大时,涡结构数量较多,但强度较小.空泡尺度较小时,涡结构尺度较小,强度较大;通过对涡量运输方程进行分解可以发现,拉伸扭曲项的分布与涡量分布具有极高的相似性,压缩膨胀项的量级最高,对垂直空化涡和脱落涡的变化较为敏感,斜压扭矩项在垂直空化涡的发生位置量级较高. 展开更多
关键词 喷水推进泵 空化工况 涡结构 Ω方法 涡量输运
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面向CFD计算的离心泵蜗壳模型优化方法
10
作者 谈明高 蒋振清 +2 位作者 刘厚林 吴贤芳 邵晨 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第3期231-237,共7页
由于离心泵蜗壳模型结构较为复杂,在进行三维建模的过程中会进行大量复杂的几何操作,导致在CAD模型表面会出现碎面,使后续CFD计算的网格划分环节难以进行.为了解决此问题,首先对蜗壳水力图和三维模型进行分析,结合蜗壳模型中的碎面特点... 由于离心泵蜗壳模型结构较为复杂,在进行三维建模的过程中会进行大量复杂的几何操作,导致在CAD模型表面会出现碎面,使后续CFD计算的网格划分环节难以进行.为了解决此问题,首先对蜗壳水力图和三维模型进行分析,结合蜗壳模型中的碎面特点,给出了碎面定义;然后通过构建蜗壳CAD模型的属性邻接图,并利用拓扑信息和几何信息的映射关系实现了碎面识别;最后基于几何面的优化方法,针对蜗壳模型中存在碎面较多的曲面类型,根据其几何参数进行相应的基面构造,并使用基面对存在碎面的曲面进行拟合,完成了碎面修复.基于Open CASCADE平台实现了蜗壳优化算法,结合不同类型蜗壳应用实例证明了方法的正确性和有效性.研究成果能够为离心泵CAD/CFD一体化设计提供良好的技术支撑. 展开更多
关键词 离心泵 蜗壳 CAD模型 碎面修复 碎面识别
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基于量纲分析下浮筒网式旋转过滤器的水头损失预测模型
11
作者 陶洪飞 靳桢 +5 位作者 喜炜 李巧 马合木江·艾合买提 姜有为 杨文新 魏建群 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第6期572-579,共8页
以泵前网式过滤器—浮筒网式旋转过滤器为研究对象,开展了清水条件下15组流量(768~1068 L/h)和3种滤网孔径(0.180,0.150,0.125 mm)的物理模型试验,采用方差分析法、量纲分析法结合多元线性回归法对物理试验结果进行分析.结果表明:流量... 以泵前网式过滤器—浮筒网式旋转过滤器为研究对象,开展了清水条件下15组流量(768~1068 L/h)和3种滤网孔径(0.180,0.150,0.125 mm)的物理模型试验,采用方差分析法、量纲分析法结合多元线性回归法对物理试验结果进行分析.结果表明:流量对浮筒网式旋转过滤器的水头损失影响显著,其次是滤网孔径,且水头损失随流量的升高而升高;建立了浮筒网式旋转过滤器清水条件下的水头损失预测模型,决定系数R 2为0.978,均方根误差RMSE为0.0471.经验证,其预测值的最大相对误差为2.292%,最小相对误差为0.264%,平均相对误差为1.330%,表明该模型可对清水条件下浮筒网式旋转过滤器的水头损失进行准确的预测.研究成果可为浮筒网式旋转过滤器的进一步优化和应用提供参考,同时丰富了泵前过滤器的水力性能成果. 展开更多
关键词 微灌系统 泵前过滤器 水头损失 量纲分析 多元线性回归
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驼峰特性对抽水蓄能机组抽水断电过渡过程的影响
12
作者 黄伟 陈祥即 +2 位作者 李火坤 黄锦林 张建伟 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第8期812-818,825,共8页
为了评估水泵区的驼峰特性对抽水蓄能电站抽水断电过程的影响,指导抽水蓄能机组选型,提出了驼峰偏角指标,用于直观定量评定水泵水轮机驼峰特性的强弱程度.通过改变驼峰偏角调整水泵水轮机全特性曲线,利用特征线法模拟分析了不同驼峰偏... 为了评估水泵区的驼峰特性对抽水蓄能电站抽水断电过程的影响,指导抽水蓄能机组选型,提出了驼峰偏角指标,用于直观定量评定水泵水轮机驼峰特性的强弱程度.通过改变驼峰偏角调整水泵水轮机全特性曲线,利用特征线法模拟分析了不同驼峰偏角对蜗壳最大压力和尾水管进口最小压力的影响.结果表明:驼峰偏角越小,发生抽水断电事故时机组蜗壳最大压力越小,尾水管进口最小压力越大,调保参数极值指标越有利;而随着驼峰偏角的增大,驼峰区的斜率变陡,当单位转速发生较小变化时,亦会引起机组流量和力矩的快速变化,引发强烈的压力脉动.因此,在进行机组选型时应尽可能选择驼峰偏角较小的水泵水轮机,可有助于降低抽水断电过程中的压力脉动幅值,保障电站抽水工况的运行安全.研究成果可为抽水蓄能电站的机组选型和水泵水轮机优化设计提供参考. 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 水泵水轮机 驼峰特性 过渡过程 数值分析
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基于VOF模型的真空引水罐内流动特性
13
作者 王欢 赵睿杰 +2 位作者 李红 杨帆 潘绪伟 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第1期74-79,共6页
为解决真空引水罐出口气体流出问题,探究罐内气液两相流动机理,基于RNG k-ε湍流模型和VOF模型对真空引水罐进行计算,对不同初始状态下真空引水罐内的气液两相交界面形态、出口管气体流出量以及出口管内流动状态进行分析,讨论了真空引... 为解决真空引水罐出口气体流出问题,探究罐内气液两相流动机理,基于RNG k-ε湍流模型和VOF模型对真空引水罐进行计算,对不同初始状态下真空引水罐内的气液两相交界面形态、出口管气体流出量以及出口管内流动状态进行分析,讨论了真空引水罐内初始状态对罐内流场的影响,总结了罐内水位对内部流场及出口管的作用关系.结果显示:当初始水位远高于进水管时会大幅优化真空引水罐内流场;与原初始水位相比,罐内气液两相交界面的交互作用减少;气体流出量体积分数峰值从最初的6.916%降至0.106%,平均值从3.442%降至0.027%;出口管流态得到明显改善,顶部低压区域减少.研究结果表明初始水位的变化会影响真空引水罐内流场特性、气体流出量及出口管流态,为深入认识真空引水罐内部流动及真空引水罐的设计提供了数据支撑. 展开更多
关键词 引水罐 流体体积模型 罐内水位 罐内流场 出口流态
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多翼离心浴室暖风机气动声学特性分析和优化
14
作者 袁建平 高荃林 +1 位作者 王龙滟 王子路 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第8期795-802,共8页
通过结合计算流体力学(CFD)方法和FW-H方程建立了一种多翼离心浴室暖风机噪声的数值计算方法,并用该方法分析了多翼离心浴室暖风机的气动性能、压力脉动特性和气动噪声特性.以改善风机气动性能和降低噪声为目的优化了暖风机结构,在叶轮... 通过结合计算流体力学(CFD)方法和FW-H方程建立了一种多翼离心浴室暖风机噪声的数值计算方法,并用该方法分析了多翼离心浴室暖风机的气动性能、压力脉动特性和气动噪声特性.以改善风机气动性能和降低噪声为目的优化了暖风机结构,在叶轮方面通过改进叶轮叶片的进口角、出口角和叶片的总数目优化叶轮流道结构;在静止域方面消除了蜗壳及出口段的弯折段,增加了出口段内部隔板的长度,并增大了蜗舌间隙.研究结果表明,优化模型无论是流场特性还是叶轮做功范围都表现出更优异的性能,同时降低了全频段的噪声声压级.试验证实,优化模型相较原始模型在远场噪声的平均声压级降低了3.11 dB,这进一步证明了优化方案的可靠性. 展开更多
关键词 多翼离心风机 降低噪声 气动性能 气动噪声 数值计算
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轴流泵复杂空化流动研究进展与展望
15
作者 张德胜 唐睿 +2 位作者 叶晓琰 沈熙 常丞欣 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第8期757-771,共15页
轴流泵在诸多领域应用广泛,其内部复杂空化流动对泵的性能、稳定性及寿命影响显著.文中从试验研究与数值计算2个方面回顾了轴流泵内复杂空化流动的研究进展.在试验研究中,主要介绍了高速摄影试验、激光多普勒测速等试验方法取得的进展;... 轴流泵在诸多领域应用广泛,其内部复杂空化流动对泵的性能、稳定性及寿命影响显著.文中从试验研究与数值计算2个方面回顾了轴流泵内复杂空化流动的研究进展.在试验研究中,主要介绍了高速摄影试验、激光多普勒测速等试验方法取得的进展;在数值计算中,针对多种空化、湍流模型予以详尽列举与阐述,剖析数值模拟方法的应用现状与发展脉络.综合试验和数值模拟的研究工作,围绕轴流泵内复杂空化流动,如附着片状空化、叶顶泄漏涡空化、垂直空化涡等现象,对其各自的初生、发展和溃灭过程进行了阐述,重点梳理了不同空化数、不同流量工况下,叶顶泄漏涡及其诱导的非定常空化流动特性、垂直空化涡诱导流场失稳的机理.最后,基于轴流泵内的复杂空化流动已有的相关研究成果,对未来研究进行了探讨与展望. 展开更多
关键词 轴流泵 空化流动 试验研究 数值计算 非定常特性
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叶顶间隙对半开式卫生型离心泵能量损失的影响
16
作者 裴吉 王振涵 +3 位作者 陈佳 高晓飞 韩沛 王文杰 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第5期433-440,共8页
为研究半开式卫生型离心泵在不同叶顶间隙下的能量特性,采用非定常数值模拟方法,通过外特性试验验证数值模拟方法的正确性,基于熵产理论对不同叶顶间隙下半开式离心泵的能量损失进行定性和定量分析,并讨论离心泵内能量损失产生的原因.... 为研究半开式卫生型离心泵在不同叶顶间隙下的能量特性,采用非定常数值模拟方法,通过外特性试验验证数值模拟方法的正确性,基于熵产理论对不同叶顶间隙下半开式离心泵的能量损失进行定性和定量分析,并讨论离心泵内能量损失产生的原因.结果表明:随着叶顶间隙的增大,泵内流动损失增大,进而导致泵外特性呈下降趋势;在较大间隙下,叶片工作面高压流体通过叶顶间隙流向叶片背面产生大量泄漏流,并与主流相互耦合形成泄漏涡,泄漏涡强度随间隙增大而变大,从而产生更大的能量损失;不同间隙下,泵内能量损失分布特征总体相似,各过流部件对应的总熵产由大到小依次为蜗壳、叶顶间隙、叶轮和进口管道,蜗壳能量损失最大,这主要是由转子与蜗壳强烈的交互耦合作用所致.研究结果可为半开式卫生型离心泵的性能改善提供一定理论支撑. 展开更多
关键词 离心泵 半开式叶轮 叶顶间隙 熵产理论 能量损失
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基于SVR-HDMR模型的权重系数对潜水泵叶轮优化设计的影响
17
作者 张金凤 刘佳 +2 位作者 俞鑫厚 李贵东 张文佳 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第8期779-785,共7页
为研究高维混合模型在潜水泵叶轮优化设计中的适配性及权重系数对叶轮优化设计的影响,以比转数为87的某型潜水泵为研究对象,基于构建的SVR-HDMR模型和遗传算法进行多目标优化,分析了不同扬程和效率的权重系数对泵内流特性和叶轮出口速... 为研究高维混合模型在潜水泵叶轮优化设计中的适配性及权重系数对叶轮优化设计的影响,以比转数为87的某型潜水泵为研究对象,基于构建的SVR-HDMR模型和遗传算法进行多目标优化,分析了不同扬程和效率的权重系数对泵内流特性和叶轮出口速度的影响,并对计算结果进行试验验证,试验与计算的误差在5%左右.结果表明:3种优化方案均能提升泵性能,其中扬程和效率权重系数均为0.5的方案效果最优,可使泵内流动损失显著降低,有效改善流场紊乱程度,同时提高叶轮出口绝对速度周向分量并降低湍动能,最终实现扬程提升1.20 m、效率提高1.80%的优化效果.研究结果对导叶式离心泵设计具有重要参考价值. 展开更多
关键词 潜水泵 数值模拟 多目标优化 高维混合模型 模型试验
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基于准稳态过程的混流泵启动性能优化
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作者 李伟 杨毅 +2 位作者 李硕 刘明江 齐寒东 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第1期31-37,52,共8页
在ANSYS Workbench的基础上结合OptiSLang优化设计软件,对混流泵启动过程进行优化.利用准稳态理论和全流域模型计算数据,建立了混流泵准稳态启动过程的水力性能响应面替代模型.通过NSGA遗传算法优化内部流动状态,降低启动过程中的涡致... 在ANSYS Workbench的基础上结合OptiSLang优化设计软件,对混流泵启动过程进行优化.利用准稳态理论和全流域模型计算数据,建立了混流泵准稳态启动过程的水力性能响应面替代模型.通过NSGA遗传算法优化内部流动状态,降低启动过程中的涡致能量损失,从而提升混流泵的水力性能.将原始混流泵与优化后混流泵的外特性、叶片压力分布进行对比,并分析混流泵内部涡结构,验证了所提出的准稳态启动过程水力性能优化方案的可行性.研究结果表明:叶片进口安放角α1,α4,α5,叶片出口安放角β1,β2,β3,β4,β5,叶片包角φ和叶片厚度系数θ对混流泵加权平均扬程和加权平均效率的影响程度较大;对比不同启动时刻下混流泵的叶片压力分布,发现该方法能够有效提升混流泵启动中后期的瞬态扬程和启动中期的水力效率. 展开更多
关键词 混流泵 启动过程 响应面模型 NSGA遗传算法 数值计算
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方形微孔的容积交变空化抛光方法
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作者 李富柱 申坤伦 +4 位作者 王匀 张博 许江琦 胡龙飞 郭玉琴 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第6期628-634,648,共8页
针对结构稳定、流阻低、便于安装的方形微孔内表面抛光技术难题,提出了容积交变空化方形微孔内表面抛光的新方法,并以电火花加工的Al 1060方形微孔为研究对象,运用仿真与试验相结合的手段,构建了容积交变空泡溃灭数学模型,系统研究了时... 针对结构稳定、流阻低、便于安装的方形微孔内表面抛光技术难题,提出了容积交变空化方形微孔内表面抛光的新方法,并以电火花加工的Al 1060方形微孔为研究对象,运用仿真与试验相结合的手段,构建了容积交变空泡溃灭数学模型,系统研究了时间、频率和容积交变量等工艺参数对方形微孔空化流场及表面粗糙度的影响.结果显示,方形微孔内的容积交变空化流场含气率、湍流强度呈现周期性变化,且随频率、容积变化量的增加而不断增大;方形微孔内表面粗糙度随加工时间、频率、容积变化量的增加而不断降低,当加工时间为15.0 h、频率为70 Hz、容积变化量为20 mm时,方形微孔内表面的突起被有效去除,表面粗糙度Ra由2.356μm下降至0.767μm,粗糙度降低率达到了67%.结果表明,文中提出的容积交变空化发生方法通过动态调整含气率与湍流强度的方式,实现了对电火花加工表面微突起的有效去除,解决了传统空化抛光在方形微孔内抛光效果差的难题. 展开更多
关键词 方形微孔 容积交变 空化 抛光 表面粗糙度
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无轴泵喷推进器内流致噪声仿真计算
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作者 刘厚林 郭成宇 +2 位作者 吴贤芳 谈明高 赵杨 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第2期109-115,共7页
基于Lighthill声比拟理论,采用混合数值模拟方法分析了流量变化对无轴泵喷推进器内流致噪声的声压级频域特性和总声压级等的影响及其与内流场的关系.研究结果表明:声压级主频均为轴频,并可见2倍轴频的谐频.小流量和设计流量下,主频处声... 基于Lighthill声比拟理论,采用混合数值模拟方法分析了流量变化对无轴泵喷推进器内流致噪声的声压级频域特性和总声压级等的影响及其与内流场的关系.研究结果表明:声压级主频均为轴频,并可见2倍轴频的谐频.小流量和设计流量下,主频处声压级幅值沿流向先下降后上升再下降,沿径向先上升后下降,并存在叶频及其倍频的谐频;大流量下,其沿流向下降,沿径向先下降后上升,未见叶频或其倍频的谐频分布.出口段靠近叶轮区域的主频处声压级幅值随流量增加上升,而远离该区域则先上升后下降;轴线附近区域的噪声逐渐增强.总声压级随流量增加而上升;流向上,总声压级逐渐降低,且在大流量下噪声衰减速度更为缓慢;径向上,总声压级最高值随着径向区域所在的流向距离增加而逐渐靠近轴线.影响不同流量下无轴泵喷推进器噪声分布的主要因素是出口段靠近叶轮区域的速度梯度和2个旋涡的大小和位置. 展开更多
关键词 无轴泵喷推进器 Lighthill声比拟理论 流致噪声 数值模拟
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