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立式管道泵进水弯管和叶轮的参数化分析与验证
被引量：
7
1
作者
司乔瑞
唐亚静
+2 位作者
甘星城
李浩
杨松
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第17期54-63,F0003,共11页
管道泵的肘形弯曲进口结构影响了叶轮的入流,导致管道泵内部流动特性复杂,整体性能下降。为了探究管道泵不同设计参数对内部流动的影响,该研究基于三维非定常雷诺时均Navier-Stokes方程,结合剪切应力传输模型对管道泵入流畸变特性展开...
管道泵的肘形弯曲进口结构影响了叶轮的入流,导致管道泵内部流动特性复杂,整体性能下降。为了探究管道泵不同设计参数对内部流动的影响,该研究基于三维非定常雷诺时均Navier-Stokes方程,结合剪切应力传输模型对管道泵入流畸变特性展开了数值模拟,并进行了试验验证。同时,选取了进水弯管和叶轮的40个设计参数,使用拉丁超立方设计方法创建了300组设计样本,通过Pearson相关性分析,数值研究了进水弯管和叶轮的设计参数对管道泵效率、扬程及入流不均匀度的影响。结果表明:数值计算结果与试验结果的吻合良好,模拟方法具有较好的预测精度;进口流道内发现了伴有二次流涡对的流动分离区,且其内部流动分布不对称,在设计流量和小流量工况下,进口流道内部流动分别以反向涡对和回流旋涡为主;管道泵的性能与叶片安放角及叶片数显著相关。研究表明具有40°~50°进口安放角、20°~40°出口安放角及较大进水弯管长度的管道泵具有更好的性能和稳定性,此区间内的样本相较于原始模型效率平均提高了5%。研究结果可为管道泵的设计优化提供参考。
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关键词
泵
数值模拟
模型
入流畸变
参数化分析
进水弯管
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职称材料
基于人工神经网络的管道泵进水流道性能优化
被引量：
7
2
作者
裴吉
甘星城
+2 位作者
王文杰
袁寿其
唐亚静
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第9期130-137,共8页
立式管道泵是一种具有进口弯管的单级单吸离心泵,常被应用于安装空间受限的地方。由于进口的特殊结构,该泵不可避免地产生了一定程度的能量损失,从而降低了整体的效率。为了提高管道泵的性能,基于人工神经网络进行了肘形进水流道的优化...
立式管道泵是一种具有进口弯管的单级单吸离心泵,常被应用于安装空间受限的地方。由于进口的特殊结构,该泵不可避免地产生了一定程度的能量损失,从而降低了整体的效率。为了提高管道泵的性能,基于人工神经网络进行了肘形进水流道的优化研究。进水流道的形状可由流道中线和各截面的形状控制,选择五阶贝塞尔曲线拟合流道中线,三阶贝塞尔曲线拟合截面控制参数沿流道中线的变化趋势。考虑到泵实际安装需求,选取进水流道的11个参数为优化变量,泵效率为优化目标。采用拉丁方试验设计方法设计了149个进水流道方案,应用人工神经网络建立了泵效率与11个设计变量间的高精度非线性数学表达式,采用粒子群算法对数学表达式进行了优化,得到了肘形进水流道的最优参数组合。研究结果表明:计算结果与试验结果在小流量和设计流量下呈现出很好的一致性;人工神经网络(ANN)能够准确反映泵效率和设计变量之间的关系,优化后预测值与计算值之间的偏差为0.32%;优化后的模型相对于原始模型效率提高了1.17个百分点,扬程提高了0.23 m,高效运行区得到拓宽;相比于原始进口管,优化后进口管内流动得到改善。
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关键词
管道泵
进水弯管
自动优化
人工神经网络
粒子群算法
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职称材料
弯管安装角对管道泵内压力脉动影响的数值研究
被引量：
5
3
作者
王业富
王洋
+4 位作者
宋建龙
金实斌
公续然
朱芮
曹璞钰
《排灌机械工程学报》
CSCD
北大核心
2022年第12期1219-1226,共8页
为了深入探究进流弯管与蜗壳相对周向位置对离心泵内水力激振的影响及其流动机理,选取立式管道离心泵为研究对象,通过对原型泵进水弯管周向安装角度的调整,衍生出6组新管道泵,并依次进行非定常数值计算.在数值计算过程中,主体监测叶轮...
为了深入探究进流弯管与蜗壳相对周向位置对离心泵内水力激振的影响及其流动机理,选取立式管道离心泵为研究对象,通过对原型泵进水弯管周向安装角度的调整,衍生出6组新管道泵,并依次进行非定常数值计算.在数值计算过程中,主体监测叶轮域内压力脉动,对比分析6款新泵与原型泵的压力脉动特征,结果表明:在叶轮进口流域,当周向安装角φ=45°时,压力脉动在时域上产生了较明显的波峰相位提前,与二次流涡对激励的波谷有相互抵消作用,削弱波峰,最大降幅可达40.6%.在叶轮中段流域,安装角φ对叶片背面的压力脉动影响较大.在叶片尾缘附近流域,不同弯管安装角产生的影响沿流道从叶轮进口至叶片尾缘逐渐减小殆尽.研究结果为管道泵的实际安装及优化提供一定的参考.
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关键词
立式管道离心泵
进水弯管
安装角
压力脉动
数值模拟
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职称材料
题名
立式管道泵进水弯管和叶轮的参数化分析与验证
被引量：
7
1
作者
司乔瑞
唐亚静
甘星城
李浩
杨松
机构
江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心
中国农业科学院农田灌溉研究所河南省节水农业重点实验室
中国核动力研究设计院
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第17期54-63,F0003,共11页
基金
国家自然科学基金项目(51976079)
中国博士后科学基金项目(2019M661745)
+1 种基金
江苏省产学研合作项目(BY2019059)
江苏省研究生科研创新计划项目(KYCX20_3018)。
文摘
管道泵的肘形弯曲进口结构影响了叶轮的入流,导致管道泵内部流动特性复杂,整体性能下降。为了探究管道泵不同设计参数对内部流动的影响,该研究基于三维非定常雷诺时均Navier-Stokes方程,结合剪切应力传输模型对管道泵入流畸变特性展开了数值模拟,并进行了试验验证。同时,选取了进水弯管和叶轮的40个设计参数,使用拉丁超立方设计方法创建了300组设计样本,通过Pearson相关性分析,数值研究了进水弯管和叶轮的设计参数对管道泵效率、扬程及入流不均匀度的影响。结果表明:数值计算结果与试验结果的吻合良好,模拟方法具有较好的预测精度;进口流道内发现了伴有二次流涡对的流动分离区,且其内部流动分布不对称,在设计流量和小流量工况下,进口流道内部流动分别以反向涡对和回流旋涡为主;管道泵的性能与叶片安放角及叶片数显著相关。研究表明具有40°~50°进口安放角、20°~40°出口安放角及较大进水弯管长度的管道泵具有更好的性能和稳定性,此区间内的样本相较于原始模型效率平均提高了5%。研究结果可为管道泵的设计优化提供参考。
关键词
泵
数值模拟
模型
入流畸变
参数化分析
进水弯管
Keywords
pump
numerical simulation
model
flow distortion
parametric analysis
curved inlet pipe
分类号
TH311 [机械工程—机械制造及自动化]
O357.1 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
基于人工神经网络的管道泵进水流道性能优化
被引量：
7
2
作者
裴吉
甘星城
王文杰
袁寿其
唐亚静
机构
江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第9期130-137,共8页
基金
国家自然科学基金项目(51879121)
"青蓝工程"项目
江苏大学"青年骨干教师培养工程"项目
文摘
立式管道泵是一种具有进口弯管的单级单吸离心泵,常被应用于安装空间受限的地方。由于进口的特殊结构,该泵不可避免地产生了一定程度的能量损失,从而降低了整体的效率。为了提高管道泵的性能,基于人工神经网络进行了肘形进水流道的优化研究。进水流道的形状可由流道中线和各截面的形状控制,选择五阶贝塞尔曲线拟合流道中线,三阶贝塞尔曲线拟合截面控制参数沿流道中线的变化趋势。考虑到泵实际安装需求,选取进水流道的11个参数为优化变量,泵效率为优化目标。采用拉丁方试验设计方法设计了149个进水流道方案,应用人工神经网络建立了泵效率与11个设计变量间的高精度非线性数学表达式,采用粒子群算法对数学表达式进行了优化,得到了肘形进水流道的最优参数组合。研究结果表明:计算结果与试验结果在小流量和设计流量下呈现出很好的一致性;人工神经网络(ANN)能够准确反映泵效率和设计变量之间的关系,优化后预测值与计算值之间的偏差为0.32%;优化后的模型相对于原始模型效率提高了1.17个百分点,扬程提高了0.23 m,高效运行区得到拓宽;相比于原始进口管,优化后进口管内流动得到改善。
关键词
管道泵
进水弯管
自动优化
人工神经网络
粒子群算法
Keywords
vertical inline pump
bent pipe
automatic optimization
artificial neural network
particleswarm optimization
分类号
TH311 [机械工程—机械制造及自动化]
O357.1 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
弯管安装角对管道泵内压力脉动影响的数值研究
被引量：
5
3
作者
王业富
王洋
宋建龙
金实斌
公续然
朱芮
曹璞钰
机构
江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心
合肥华升泵阀股份有限公司
温岭市产品质量监督检验所
西安交通大学能源与动力工程学院
出处
《排灌机械工程学报》
CSCD
北大核心
2022年第12期1219-1226,共8页
基金
江苏省自然科学基金资助项目(BK20190847)
中国博士后科学基金项目(2019M661744)。
文摘
为了深入探究进流弯管与蜗壳相对周向位置对离心泵内水力激振的影响及其流动机理,选取立式管道离心泵为研究对象,通过对原型泵进水弯管周向安装角度的调整,衍生出6组新管道泵,并依次进行非定常数值计算.在数值计算过程中,主体监测叶轮域内压力脉动,对比分析6款新泵与原型泵的压力脉动特征,结果表明:在叶轮进口流域,当周向安装角φ=45°时,压力脉动在时域上产生了较明显的波峰相位提前,与二次流涡对激励的波谷有相互抵消作用,削弱波峰,最大降幅可达40.6%.在叶轮中段流域,安装角φ对叶片背面的压力脉动影响较大.在叶片尾缘附近流域,不同弯管安装角产生的影响沿流道从叶轮进口至叶片尾缘逐渐减小殆尽.研究结果为管道泵的实际安装及优化提供一定的参考.
关键词
立式管道离心泵
进水弯管
安装角
压力脉动
数值模拟
Keywords
vertical centrifugal pipeline pump
inlet elbow
installation angle
pressure fluctuation
numerical simulation
分类号
TH311 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
立式管道泵进水弯管和叶轮的参数化分析与验证
司乔瑞
唐亚静
甘星城
李浩
杨松
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
7
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于人工神经网络的管道泵进水流道性能优化
裴吉
甘星城
王文杰
袁寿其
唐亚静
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
7
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
弯管安装角对管道泵内压力脉动影响的数值研究
王业富
王洋
宋建龙
金实斌
公续然
朱芮
曹璞钰
《排灌机械工程学报》
CSCD
北大核心
2022
5
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职称材料
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