抽水蓄能电站侧式进/出水口水力学研究进展及展望

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作者 高学平 朱洪涛 +1 位作者 刘殷竹 袁野 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第8期775-789,共15页

抽水蓄能电站侧式进/出水口布置在水库岸边,是应用最为广泛的进/出水口类型.侧式进/出水口内设分流隔墙为多孔道结构,需满足双向过流要求.每个具体工程的侧式进/出水口都有自己的特点,导致侧式进/出水口双向流动复杂,对侧式进出/水口体... 抽水蓄能电站侧式进/出水口布置在水库岸边,是应用最为广泛的进/出水口类型.侧式进/出水口内设分流隔墙为多孔道结构,需满足双向过流要求.每个具体工程的侧式进/出水口都有自己的特点,导致侧式进/出水口双向流动复杂,对侧式进出/水口体型要求很高,因此《抽水蓄能电站设计规范》对侧式进/出水口的水力指标做出了严格规定.围绕侧式进/出水口的水力特性、内部流动机理、优化方法等已经开展了大量的模型试验和数值模拟研究.对于具体的抽水蓄能电站工程,主要关注水头损失、拦污栅断面流速、各孔道流量分配、进/出水口漩涡、反坡明渠段流态等水力特性.对于进/出水口内部流动机理,主要关注内部流场演变规律、拦污栅断面脉动流速规律及形成机理等.对于进/出水口体型优化,除传统优化方法外,还开展了结合数值模拟、代理模型和优化算法的智能优化方法方面的研究.本文首先概述侧式进/出水口体型及设计要求,其次从具体工程进/出水口水力学问题、进/出水口内部流动机理、进/出水口优化方法3个方面综述侧式进/出水口的研究进展,最后基于目前研究成果的总结分析提出未来的研究内容.本文成果可为抽水蓄能电站侧式进/出水口设计和水力学研究提供参考. 展开更多

关键词 抽水蓄能电站 侧式进/出水口 水力特性 体型优化 模型试验 数值模拟

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大型离心泵空化性能与驼峰不稳定特性相关性分析

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作者 郑阳 薛鹏 +4 位作者 孟龙 田娅娟 王鑫 张驰也 彭忠年 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第5期17-22,共6页

空化现象和驼峰不稳定特性是影响离心泵机组安全稳定运行的主要因素。基于某大型离心泵两种叶轮方案的数值计算和模型试验结果对空化性能和驼峰不稳定特性进行比较分析,以探究两者之间的相关性,同时,分析了驼峰产生机理及空化性能在其... 空化现象和驼峰不稳定特性是影响离心泵机组安全稳定运行的主要因素。基于某大型离心泵两种叶轮方案的数值计算和模型试验结果对空化性能和驼峰不稳定特性进行比较分析,以探究两者之间的相关性,同时,分析了驼峰产生机理及空化性能在其中发挥的作用。数值结果表明,由于空化特性的影响,在数值计算结果中离心泵H-Q性能曲线上出现了驼峰不稳定现象。此外,在小流量区域叶片表面压力分布均匀,最低压力分布合理的空化性能优异叶轮,其驼峰不稳定特性得到显著改善。模型试验结果表明,在泵站正常运行条件下,提升小流量区域装置空化系数与初生空化系数的比值,在叶轮空化性能提升时驼峰裕度增加。研究结果表明,离心泵空化性能与驼峰不稳定特性存在正向相关关系,小流量区域叶轮空化性能提升后可以降低空化现象的发生程度,叶轮流道内部流态改善,整体水力效率提高,相应的驼峰不稳定特性得到提升。研究成果将对大型离心泵机组安全稳定运行提供设计参考。 展开更多

关键词 离心泵 空化 驼峰特性 数值模拟 模型试验

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用于高转速液压泵吸油增压的离心泵设计与可视化研究

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作者 王一轩 冀宏 +3 位作者 李晨 杨胜清 汤荣福 王素燕 《机床与液压》 北大核心 2024年第20期10-16,共7页

液压泵高转速化时容易出现吸油不充分从而引发吸空,提升液压泵的入口压力可以缓解这一现象。为此,设计一种用于高转速液压泵前置增压的离心泵。通过CFD仿真与可视化试验相结合的方法,揭示其内部流动本质。结果表明:所设计的增压离心泵... 液压泵高转速化时容易出现吸油不充分从而引发吸空,提升液压泵的入口压力可以缓解这一现象。为此,设计一种用于高转速液压泵前置增压的离心泵。通过CFD仿真与可视化试验相结合的方法,揭示其内部流动本质。结果表明:所设计的增压离心泵产生空化时的临界转速为2400 r/min,当转速超过临界转速时,叶片压力面开始产生空化,空化产生的气泡向叶片的吸力面与尾部移动,尾部处的气泡受叶片的切削破碎为小气泡游离在蜗壳内;随着转速的升高,油液内的空化现象越明显,气泡数目也逐渐增多,但泵内流型始终为气泡流。 展开更多

关键词 增压离心泵 可视化试验 数值模拟 空化

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叶片进口位置对离心泵水力性能的影响

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作者 吴宏飞 郭英 +2 位作者 姜永明 杨飞翔 赵才甫 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第11期161-165,共5页

针对叶片进口在不同位置对离心泵水力性能的影响问题,以NM150-250/30型离心泵为研究对象,采用试验测试和CFD数值模拟相结合的方法,从离心泵外特性和内部流场方面进行分析和探究。采用SOLIDWORKS软件建立3个不同叶轮模型,利用TurboGrid... 针对叶片进口在不同位置对离心泵水力性能的影响问题,以NM150-250/30型离心泵为研究对象,采用试验测试和CFD数值模拟相结合的方法,从离心泵外特性和内部流场方面进行分析和探究。采用SOLIDWORKS软件建立3个不同叶轮模型,利用TurboGrid进行六面体网格划分,CFX19.2进行定常数值模拟计算。研究发现,在设计工况下,随着离心泵叶片进口向叶轮进口前伸时,离心泵扬程和效率也随之增大;在小流量工况下离心泵流量扬程曲线出现类似混流泵的马鞍区,泵效率迅速下降且高效区较窄;随着叶片进口位置不断前伸,在小流量工况下流动产生的进口回流不断增强,离心泵马鞍区增大,流动状态变差。 展开更多

关键词 离心泵 叶片进口 进口回流 试验测试 数值模拟

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离心泵进口回流流场及其控制方法的数值模拟 被引量：39

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作者 张金凤 梁赟 +1 位作者 袁建平 袁寿其 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2012年第4期402-407,共6页

在小流量工况下运行时离心泵叶轮进口会产生进口回流现象.采用标准k-ε湍流模型,应用ANSYS CFX软件对不同工况下低比转速离心泵进口处的三维湍流场进行了数值模拟,分析了流场内的速度分布.为减小进口回流的危害,提出了在离心泵进口加注... 在小流量工况下运行时离心泵叶轮进口会产生进口回流现象.采用标准k-ε湍流模型,应用ANSYS CFX软件对不同工况下低比转速离心泵进口处的三维湍流场进行了数值模拟,分析了流场内的速度分布.为减小进口回流的危害,提出了在离心泵进口加注高压水的回流控制方案.对注入不同压力的高压水后,数值分析了进口流场的速度分布和回流漩涡的形态变化,并对比分析了回流控制效果以及离心泵扬程和效率.结果表明:在进口处注入高压水能有效改善回流发生时的流场速度分布,减弱回流强度,降低回流发生的关键流量点;但高压水的注入在设计流量和大流量范围内还会降低泵的扬程和效率;综合考虑各种因素后选择在该叶轮进口处注入0.10 MPa的高压水作为本模型泵的回流控制方案. 展开更多

关键词 离心泵 进口回流 数值模拟 回流控制 叶轮

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离心泵的进口几何参数对泵空化性能的影响 被引量：23

6

作者 刘宜 李永乐 +2 位作者 韩伟 宋怀德 陈建新 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2011年第1期50-53,共4页

为了改善离心泵内的空化性能,基于k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对一个比转数为131.87的单级单吸型离心泵进行空化性能的模拟计算,通过改变叶轮进口直径、叶片进口安放角,分别对改变几何参数后的离心泵进行全流场数值模拟.设计泵的进口直... 为了改善离心泵内的空化性能,基于k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对一个比转数为131.87的单级单吸型离心泵进行空化性能的模拟计算,通过改变叶轮进口直径、叶片进口安放角,分别对改变几何参数后的离心泵进行全流场数值模拟.设计泵的进口直径为150 mm,改变后的尺寸分别为155 mm和160 mm,模拟计算结果表明,离心泵叶轮进口直径增加到一定值时,叶轮进口直径有一最佳值,这一最佳值对离心泵效率的提高和空化余量的降低有重要的意义;设计泵的叶片前盖板进口安放角为21°,改变后的尺寸为24°,模拟计算结果表明,进口安放角增加后离心泵的效率提高,空化余量降低,空化性能得到改善. 展开更多

关键词 离心泵 空化性能 数值模拟 叶轮 进口几何参数

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复合叶轮离心泵数值模拟正交试验设计方法 被引量：42

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作者 沈艳宁 袁寿其 +2 位作者 陆伟刚 张金凤 袁建平 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期22-26,共5页

按无过载离心泵设计要求,选择对复合叶轮离心泵性能影响比较关键的叶片出口安放角β2、叶片出口宽度b2、喉部面积Ft和短叶片进口直径Di的4个参数为变化因素按正交方案设计了9台复合叶轮离心泵模型。采用F luent全流场数值模拟方法对设计... 按无过载离心泵设计要求,选择对复合叶轮离心泵性能影响比较关键的叶片出口安放角β2、叶片出口宽度b2、喉部面积Ft和短叶片进口直径Di的4个参数为变化因素按正交方案设计了9台复合叶轮离心泵模型。采用F luent全流场数值模拟方法对设计的9台模型泵进行正交试验,得到了各几何参数对复合叶轮离心泵各性能指标影响的主次顺序,并得出模型泵的最优设计方案。对最优设计方案的样机试验表明,全流场数值模拟方法的选优结果在实现无过载的同时,保持了较高效率,达到了试验目的。研究结果验证了全流场数值模拟正交试验选优的可行性。 展开更多

关键词 离心泵 复合叶轮 数值模拟 正交试验 全流场

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泵站前置竖井进水流道三维湍流数值模拟与模型试验 被引量：31

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作者 陈松山 颜红勤 +2 位作者 周正富 何钟宁 王亮 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期63-71,共9页

为探求大型泵站竖井流道的标准化水力设计方法,对基于规则化设计的竖井进水流道进行了三维湍流数值模拟,研究9个不同工况下的流道内部流动特性,揭示不同水平截面和纵向截面的流速分布,分析水泵入口断面的速度分布均匀度、加权平均入流... 为探求大型泵站竖井流道的标准化水力设计方法,对基于规则化设计的竖井进水流道进行了三维湍流数值模拟,研究9个不同工况下的流道内部流动特性,揭示不同水平截面和纵向截面的流速分布,分析水泵入口断面的速度分布均匀度、加权平均入流角以及流道水力损失随流量变化规律。结果表明:竖井进水流道流线平顺,水流均匀渐缩,无漩涡或脱流,流态良好;水泵入口断面的速度均匀度和入流角度随流量变化很小,其平均均匀度Vu=95.46%,入流角度?=87.94°;流道水力损失随流量增大而增大,但局部阻力系数随流量增大而减小。设计制作了透明模型进水流道,测得9个不同流量下的流道水力损失,比较了数模与试验结果,并观测流态。由模型进水流道的试验结果可得出,流道水力损失较小,局部阻力系数2?6.249 10???,未见不良漩涡,数值结果与试验结果基本吻合。开展了竖井流道模型泵装置的能量特性试验,测得5个叶片角度下模型泵装置Q-H、Q-P和Q-η曲线。试验结果表明,模型泵装置在特低扬程较大的范围内均具有较高效率,其中在叶片角-2°、装置扬程1.83 m时的最高效率可达80.52%。该研究可为大型泵站竖井流道的水力优化设计提供参考。 展开更多

关键词 泵站 数值模拟 模型 试验 竖井流道

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离心泵进口回流流场特性的数值模拟及试验 被引量：17

9

作者 袁寿其 梁赟 +2 位作者 袁建平 张金凤 骆寅 《排灌机械工程学报》 EI 2011年第6期461-465,共5页

基于有限体积方法,采用标准k-ε湍流模型,应用ANSYS CFX软件对不同工况下低比转速离心泵进口处的三维湍流流场进行了数值模拟.通过在进口流场中设置大量监测点,采集速度变化数据,对回流发生和发展过程中进口处的回流旋涡形态和流场速度... 基于有限体积方法,采用标准k-ε湍流模型,应用ANSYS CFX软件对不同工况下低比转速离心泵进口处的三维湍流流场进行了数值模拟.通过在进口流场中设置大量监测点,采集速度变化数据,对回流发生和发展过程中进口处的回流旋涡形态和流场速度分布进行了分析.提出了采用有机玻璃进水管,利用注入的空气气泡作为示踪粒子的可视化试验方案.使用高速摄影仪拍摄气泡的运动轨迹,从而分析不同工况下进水管流场的速度分布.结果表明:模型泵回流发生的关键流量点为0.7Qd;回流发生后,随流量的减小,回流强度增大,回流旋涡的体积变大,旋涡中心向进水管内移动,堵塞部分流道;进口回流会同时在叶轮和进水管内造成与主流方向相反的轴向速度和预旋,随回流强度的增大,轴面回流速度、进水管内的预旋强度增大,预旋在进水管中的影响距离最远到达距叶轮进口10倍叶轮进口直径处;当离心泵关阀运行时,在进水管内将形成柱状涡带. 展开更多

关键词 离心泵 进口回流 数值模拟 流场特性 示踪粒子

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高扬程深井离心泵的正交试验与优化设计 被引量：13

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作者 施卫东 周岭 +2 位作者 陆伟刚 张丽 王川 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2011年第4期400-404,共5页

为了研制高扬程、高效率的深井离心泵,以100QJ10型深井离心泵为例,按照L9(34)正交表,选取了叶轮出口安放角、叶轮出口宽度、后盖板直径等因素,每个因素取3个水平,设计出了9个叶轮.通过Fluent提供的标准k-ε湍流模型、SIMPLEC算法、二阶... 为了研制高扬程、高效率的深井离心泵,以100QJ10型深井离心泵为例,按照L9(34)正交表,选取了叶轮出口安放角、叶轮出口宽度、后盖板直径等因素,每个因素取3个水平,设计出了9个叶轮.通过Fluent提供的标准k-ε湍流模型、SIMPLEC算法、二阶迎风方程,对包含叶轮、导叶在内的2级深井离心泵的全流场进行了数值模拟,获得了9组设计方案在额定工况下的效率、扬程.通过正交试验法分析了各几何参数对效率、扬程的影响规律,并利用极差分析找到了影响深井泵性能的主要因素和次要因素,提出了较优设计方案.样机试验结果表明:较优方案在额定工况下效率为58.41%,单级扬程为5.2 m,扬程与效率都得以大幅提高,满足了设计要求. 展开更多

关键词 深井离心泵 正交试验 数值模拟 叶轮 单级扬程

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叶轮几何参数对离心泵进口回流特性的影响 被引量：9

11

作者 林刚 袁建平 +2 位作者 司乔瑞 周帮伦 孙威 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期106-112,共7页

为研究叶轮几何参数对离心泵进口回流特性的影响规律,以IS65-50-160型低比转数离心泵为研究对象,基于Standard k-ε湍流模型,对模型泵进行三维定常数值模拟,得到模型泵的性能曲线,并与试验结果进行对比,分析了叶片数、叶片进口冲角和叶... 为研究叶轮几何参数对离心泵进口回流特性的影响规律,以IS65-50-160型低比转数离心泵为研究对象,基于Standard k-ε湍流模型,对模型泵进行三维定常数值模拟,得到模型泵的性能曲线,并与试验结果进行对比,分析了叶片数、叶片进口冲角和叶片进口边位置3个叶轮几何参数对模型泵进口回流特性的影响,研究回流发生时不同工况下的速度、流线分布.研究结果表明:叶轮进口回流首先发生在管壁附近,随着叶片数增加,叶轮进口回流速度不断减小,当叶片数Z=7时,模拟的扬程在各个工况下均较高,回流强度较小;当叶片进口冲角Δβ=10°时,流体从叶轮进口向进水管的反向流动速度较小,叶轮流道流线分布较好,回流强度较弱;当叶片进口边向前延伸时,离心泵性能得到改善,叶轮进口回流强度有减小的趋势. 展开更多

关键词 离心泵 几何参数 进口回流 数值模拟

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预旋调节对离心泵空化影响的试验与数值模拟 被引量：5

12

作者 张永学 宋鹏飞 +2 位作者 许聪 田原 张金亚 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期131-137,共7页

为探究前置导叶不同预旋角度对离心泵空化性能的影响规律,对带有自主设计前置导叶的IS 150-125-250型离心泵进行了空化性能试验,选用Zwart-Gerber-Belamri空化模型进行3D非稳态全流道空化流动数值模拟,结果表明:在一定的角度范围内,负... 为探究前置导叶不同预旋角度对离心泵空化性能的影响规律,对带有自主设计前置导叶的IS 150-125-250型离心泵进行了空化性能试验,选用Zwart-Gerber-Belamri空化模型进行3D非稳态全流道空化流动数值模拟,结果表明:在一定的角度范围内,负预旋调节可以改善离心泵的空化性能,但超过某一角度后,空化性能将快速恶化;正预旋调节会恶化离心泵的空化性能,正预旋角度越大,恶化程度越明显。对不同预旋角度下叶轮内空泡率分布规律的分析发现,一定范围内的负预旋角会减小叶轮内空化区域,正预旋会增大叶轮内空化区域。 展开更多

关键词 离心泵 前置导叶 预旋调节 空化性能 试验研究 数值模拟

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肘形进水流道水力优化仿真计算与试验 被引量：16

13

作者 张驰 李彦军 +1 位作者 蒋红樱 袁建平 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期860-866,共7页

为了分析大型泵站肘形进水流道的开挖量与流道水力损失及内部流态之间的变化规律,对流道设计进行了研究.设计了8组肘形进水流道方案,其中1-4组方案流道底板上翘角度不同(方案1底板上翘角为0),5-8组方案流道后壁弯曲段半径R不同.基于雷... 为了分析大型泵站肘形进水流道的开挖量与流道水力损失及内部流态之间的变化规律,对流道设计进行了研究.设计了8组肘形进水流道方案,其中1-4组方案流道底板上翘角度不同(方案1底板上翘角为0),5-8组方案流道后壁弯曲段半径R不同.基于雷诺平均N-S方程和标准k-ε湍流模型,运用SIMPLEC算法,模拟了额定流量下肘形进水流道的8组方案三维流场.结果表明:1-4组,底板倾角不断抬高.当底板上翘7°时,流道水力损失只有略微增加,流道进口底板较方案1抬高1.15 m;继续增加底板倾角,水力损失明显增加.5-8组,流道后壁弯曲段半径R不断减小.当R为1.03倍叶轮直径时,水力损失较方案1增加14.5 mm(水力损失以水头高度表示),整体流道底板抬高0.36 m;若继续减小R值,水力损失明显增加.对优选的底板上翘7°流道方案进行模型试验.换算到原型后,流道水力损失与计算结果基本吻合. 展开更多

关键词 泵站 肘形进水流道 数值模拟 模型试验

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基于CFX正交试验的深井离心泵导叶的优化设计 被引量：15

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作者 丛小青 周日 +1 位作者 韩泳涛 袁丹青 《流体机械》 CSCD 北大核心 2015年第9期22-25,21,共5页

为提高深井离心泵的水力性能,针对100QJ16型深井泵,按照L9(34)正交表,选取空间导叶的进口冲角、包角、叶片出口安放角和叶片数等4个因素,每个因素取3个水平,设计出9个导叶模型,并分别与同一个叶轮装配。基于CFX软件,对两级模型泵进行了... 为提高深井离心泵的水力性能,针对100QJ16型深井泵,按照L9(34)正交表,选取空间导叶的进口冲角、包角、叶片出口安放角和叶片数等4个因素,每个因素取3个水平,设计出9个导叶模型,并分别与同一个叶轮装配。基于CFX软件,对两级模型泵进行了全流场数值模拟,获得9组方案在额定工况下的扬程和效率。采用极差分析法分析了各几何参数对扬程和效率的影响规律以及影响空间导叶性能的主要因素和次要因素。空间导叶进口冲角和叶片包角对两级泵的扬程和效率的影响较大。将优化方案进行了样机试验,其效率达到了设计要求。 展开更多

关键词 空间导叶 深井离心泵 正交试验 数值模拟

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长中短叶片复合叶轮离心泵流动数值模拟 被引量：13

15

作者 崔宝玲 朱祖超 林勇刚 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期74-79,共6页

基于雷诺时均N-S方程和S-A湍流模型对具有长中短叶片的复合叶轮离心泵内部的流动进行了三维紊流数值计算和分析,获得了过流部件内部的速度场、压力场的分布规律。由于蜗壳和叶轮的联合作用,叶轮通道内流动都是不对称的,除了靠近喉部叶... 基于雷诺时均N-S方程和S-A湍流模型对具有长中短叶片的复合叶轮离心泵内部的流动进行了三维紊流数值计算和分析,获得了过流部件内部的速度场、压力场的分布规律。由于蜗壳和叶轮的联合作用,叶轮通道内流动都是不对称的,除了靠近喉部叶轮通道外,其他两个通道内液流流动的规律和单通道内比较相似,易产生回流的位置也是在长叶片吸力边进口处,靠近长叶片压力边的中部,及靠近吸力边出口处的短叶片通道内;蜗壳对于靠近喉部流道内的流动影响比较大,靠近蜗壳喉部叶轮出口处的相对速度较大,同时在靠近蜗壳喉部的叶轮出口处的通道内较易形成回流区域;叶轮中的静压和总压从进口到出口逐渐增加;从叶轮出口流出的液流在进入蜗壳中时,在蜗壳靠近壁面处有形成旋涡的趋势,蜗壳中的液流螺旋形地向前运动。 展开更多

关键词 离心泵 长中短叶片 复合叶轮 数值模拟 实验

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水井抽水引起地基沉降影响范围探讨 被引量：9

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作者 李国和 张建民 +1 位作者 张嘎 黄大中 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2014年第12期23-27,32,共6页

研究目的:地下水开采是引发地面沉降的的主要原因,且集中抽水引起的不均匀沉降会对高速铁路工程造成严重危害。因此,研究水井抽水引起地基变形过程,合理估算地基沉降范围,用以指导地面沉降区内的高速铁路选线及采取可靠的防治措施。研... 研究目的:地下水开采是引发地面沉降的的主要原因,且集中抽水引起的不均匀沉降会对高速铁路工程造成严重危害。因此,研究水井抽水引起地基变形过程,合理估算地基沉降范围,用以指导地面沉降区内的高速铁路选线及采取可靠的防治措施。研究结论:(1)基于离心模型试验结果,采用数值模拟方法模拟分析了不同深度条件下水井抽水引起地基沉降的规律和影响范围,模拟结果表明靠近抽水位置区域的地基变形大于远离水抽水位置区域,排水引起的地基沉降量与其不均匀程度随着排水次数和沉降的增大有逐渐减小的趋势;(2)不同深度抽水时引起地面沉降过程及影响范围有所不同,浅层抽水时不均匀沉降较为严重,影响范围较小,深层抽水时地基沉降较平缓,但影响范围较大;(3)承压水单井稳定流抽水引起的地基变形影响范围与含水层渗透系数负相关,与开采量正相关,若控制地下水开采量,其变形影响范围是可以控制的,一般不会超过1 000 m;(4)当高速铁路经过地面沉降易发区时,需采取绕避集中抽水区域、封井、禁采、限采及控制地下水开采量等多重措施;(5)该研究成果可指导高速铁路选线和铁路沿线地面沉降防治等领域。 展开更多

关键词 抽水 地基变形 离心模型试验 数值模拟 影响范围

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叶轮进口条件对串并联离心泵无过载特性的影响 被引量：3

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作者 苏晓珍 杨从新 +1 位作者 黎义斌 李强 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第13期60-67,共8页

为了阐明叶轮进口条件对串并联离心泵无过载性能的影响,该文从速度三角形理论出发,引入进口速度加权平均角度(θ),推导了单级模型泵无压直管叶轮进口条件的最大轴功率,以及相对应的流量的计算公式。在此基础上,研究了串并联离心泵分别... 为了阐明叶轮进口条件对串并联离心泵无过载性能的影响,该文从速度三角形理论出发,引入进口速度加权平均角度(θ),推导了单级模型泵无压直管叶轮进口条件的最大轴功率,以及相对应的流量的计算公式。在此基础上,研究了串并联离心泵分别应用无压半螺旋和有压半螺旋2种不同叶轮进口条件对无过载性能的影响。结合(computational fluid dynamics,CFD)技术,对各模型泵外特性曲线进行了数值模拟,并搭建试验台分别对单级模型泵和串并联离心泵进行试验。分析表明:计算结果与试验结果能够较好地吻合,在设计工况下,扬程误差和功率误差均在5%以内,从而验证了数值模拟结果的正确性。结果证明:不同叶轮进口条件下,得到的轴向速度分布均匀度变化不大,均匀度较好;而流动偏移角(γ)值有较大的差异,γ值越大越有利于无过载性能的实现。该研究结果为串并联离心泵的无过载研究和开发提供了一定的依据。 展开更多

关键词 离心泵 数值方法 叶轮 串并联离心泵 进口条件 无过载 试验

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两级离心泵径向导叶水力优化 被引量：17

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作者 曹卫东 刘光辉 刘冰 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第8期663-668,共6页

为提高已有两级离心泵中径向导叶的水力性能,按照正交试验要求,选取径向导叶的喉部面积、扩散角、反导叶数、反导叶高度4个因素,每个因素取3个水平,设计9个导叶.基于ANSYS CFX软件,选取k-ε湍流模型,并结合全隐式耦合算法对装配具有不... 为提高已有两级离心泵中径向导叶的水力性能,按照正交试验要求,选取径向导叶的喉部面积、扩散角、反导叶数、反导叶高度4个因素,每个因素取3个水平,设计9个导叶.基于ANSYS CFX软件,选取k-ε湍流模型,并结合全隐式耦合算法对装配具有不同几何参数径向导叶的两级泵全流场进行数值计算,获得了9组设计方案在额定工况下的扬程、效率.以泵的扬程和效率作为试验指标,利用极差分析法分析了所选几何参数对于两级泵扬程、效率的影响规律,以及影响径向导叶性能的主要因素和次要因素,提出了性能较优的径向导叶方案.径向导叶喉部面积对两级泵的扬程、效率影响较大.经数值计算可得,较优方案的额定工况下的扬程为211.70 m,效率为47.63%,较之优化前的径向导叶,扬程提高了1.24 m,效率提高了4.00%,取得了较好的优化效果. 展开更多

关键词 两级离心泵 径向导叶 优化设计 正交试验 极差分析 数值计算

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双吸离心泵压力脉动特性数值模拟及试验研究 被引量：16

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作者 王文杰 邓起凡 +2 位作者 裴吉 袁寿其 张本营 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第19期107-113,120,共8页

为深入了解双吸离心泵内部非定常压力脉动特性,对一台双吸离心泵在0.6 Q d、0.8 Q d、1.0 Q d和1.2 Q d工况下的压力脉动特性进行了试验和数值模拟研究,得到了吸水室和蜗壳壁面上3个监测点的压力脉动时频域特性及泵内部压力脉动强度分... 为深入了解双吸离心泵内部非定常压力脉动特性,对一台双吸离心泵在0.6 Q d、0.8 Q d、1.0 Q d和1.2 Q d工况下的压力脉动特性进行了试验和数值模拟研究,得到了吸水室和蜗壳壁面上3个监测点的压力脉动时频域特性及泵内部压力脉动强度分布。对比试验和数值模拟的泵外特性和监测点的压力脉动功率谱密度,验证了数值模拟的准确性。结果表明:在设计工况和小流量工况下吸水室监测点处叶频是压力脉动的主频,在1.2 Q d时主频转变为轴频,且轴频的幅值随流量变化较小;因吸水室顶部漩涡较多,采用SST k-ω模型进行数值模拟未能准确预测吸水室中的压力脉动。蜗壳上监测点的压力脉动主频为叶频,其振幅随流量的增加先减小后增大,由于蜗壳内压力脉动主要原因为叶轮和蜗壳的动静干涉作用,数值模拟可以准确预测蜗壳中的压力脉动。在小流量时蜗壳出口处监测点的压力脉动主频为轴频,在设计工况和大流量时为叶频,但由于数值模拟未考虑环境因素,使得其结果与试验有偏差。蜗壳中压力脉动强度随着流量增加先降低后变大,在设计工况最低,在设计流量和大流量工况下隔舌断面上压力脉动强度对称分布。 展开更多

关键词 双吸离心泵 压力脉动 试验 数值模拟 功率谱密度 压力脉动强度

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离心泵回流漩涡空化的非定常特性研究 被引量：15

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作者 袁建平 侯敬生 +3 位作者 付燕霞 胡纪伟 张皓阳 沈陈栋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第16期24-30,共7页

为研究离心泵回流漩涡空化的非定常特性,采用ANSYS CFX 14.5,基于标准k-ε湍流模型和RayleighPlesset方程的均相流空化模型,在小流量工况点0.4Q_d下,针对IS65-50-160离心泵进行非定常数值模拟,获得了回流漩涡空化的发展过程及叶轮叶片... 为研究离心泵回流漩涡空化的非定常特性,采用ANSYS CFX 14.5,基于标准k-ε湍流模型和RayleighPlesset方程的均相流空化模型,在小流量工况点0.4Q_d下,针对IS65-50-160离心泵进行非定常数值模拟,获得了回流漩涡空化的发展过程及叶轮叶片前缘处的压力脉动特性,并与其试验结果进行了对比。同时,针对叶轮和叶片前缘处的压力脉动监测点进行了相位交叉性分析。结果表明:在0.4Q_d工况下,当空化系数σ=0.056时,回流漩涡的发展会随着叶片旋转而发生变化,且整个过程中存在3个旋转分量;叶轮进口面未出现旋转分量,而叶片前缘附近出现了3个旋转分量,其传播频率比分别为0.35、0.66与1.95。 展开更多

关键词 离心泵 进口回流漩涡空化 压力脉动 非定常数值模拟 实验研究

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