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障碍物位置对离心泵空化抑制效果的数值研究
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作者 赵伟国 张佳瑜 +1 位作者 刘金晶 闻天明 《兰州理工大学学报》 北大核心 2025年第4期51-59,共9页
为了研究在叶片背面进口不同位置布置障碍物对离心泵空化抑制效果的影响,将比转速32的低比转速离心泵作为研究对象,提出了在叶片工作面中部布置障碍物的同时在叶片背面布置障碍物的方法,并运用修正的SST k-ω湍流模型和Zwart-Gerber-Bel... 为了研究在叶片背面进口不同位置布置障碍物对离心泵空化抑制效果的影响,将比转速32的低比转速离心泵作为研究对象,提出了在叶片工作面中部布置障碍物的同时在叶片背面布置障碍物的方法,并运用修正的SST k-ω湍流模型和Zwart-Gerber-Belamri空化模型,分析叶片工作面和背面同时布置障碍物对空化抑制的效果和机理.结果表明:将障碍物布置在叶片背面叶轮半径35%处,抑制空化效果最好;与原型泵相比,在设计工况点最优方案的扬程降低了1.32%,效率降低了1.45%,断裂点扬程提高了21.57%.布置障碍物后叶轮内空泡体积明显减少,空化严重阶段减少量高达42.20%;在空化初生和发展阶段,进口位置和叶轮流道内的压力主频幅值降低,并在出口引起了小部分扰动;布置障碍物不仅改善了离心泵空化性能,还有助于减少湍动能损耗,使得离心泵内部流场更加稳定. 展开更多
关键词 离心泵 空化抑制 障碍物 数值模拟 空化性能 湍动能
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离心泵叶片表面布置障碍物抑制空化的数值模拟与实验 被引量:27
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作者 赵伟国 赵国寿 +1 位作者 咸丽霞 韩向东 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期111-120,共10页
以一台比转数为32的低比转数离心泵作为研究模型,提出了一种在叶片工作面加障碍物的方法来抑制空化初生及发展的方法。在不同空化数下,采用修正的SST k-ω湍流模型和Kubota空化模型对模型泵叶片表面在有、无障碍物条件下进行三维非定常... 以一台比转数为32的低比转数离心泵作为研究模型,提出了一种在叶片工作面加障碍物的方法来抑制空化初生及发展的方法。在不同空化数下,采用修正的SST k-ω湍流模型和Kubota空化模型对模型泵叶片表面在有、无障碍物条件下进行三维非定常数值模拟,结果表明:低比转数离心泵在有障碍物运行时扬程下降在5%以内,效率下降在3%以内,设计点扬程下降3%,效率下降1.2%。障碍物可以有效增大叶片近壁湍动能,改变压力分布,对离心泵内各个阶段空化均有抑制作用。障碍物可以优化流场结构,削弱靠近叶片背面的旋涡强度,对靠近隔舌区域的叶片工作面和背面作用效果明显。有障碍物时离心泵叶轮内空泡体积在空化各个阶段均小于无障碍物时叶轮内空泡体积,在空化发展阶段,障碍物使空泡体积持续衰减。空泡尺度发展到障碍物位置时,障碍物可以较大程度减低压力脉动主频幅值,对流场优化产生最佳效果,在空化发展其他阶段,障碍物会对叶轮内压力脉动造成小幅扰动。 展开更多
关键词 离心泵 障碍物 空化抑制 数值模拟
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间隙对电液动态加载系统多余力矩的影响 被引量:2
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作者 魏列江 刘文广 +2 位作者 张晶 魏小玲 马斌 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第4期51-54,共4页
针对存在于电液动态加载系统传动链机械连接部分的间隙,使得系统固有的多余力矩变化更加复杂和难以补偿,导致加载精度严重下降的问题,基于功率键合图方法,以大型风力机变桨距半实物仿真系统中的电液动态加载过程为例,建立了包含传动链... 针对存在于电液动态加载系统传动链机械连接部分的间隙,使得系统固有的多余力矩变化更加复杂和难以补偿,导致加载精度严重下降的问题,基于功率键合图方法,以大型风力机变桨距半实物仿真系统中的电液动态加载过程为例,建立了包含传动链间隙的电液动态加载系统数学模型.在间隙大小不同时,采用20-sim软件进行仿真分析,结果表明:仅在位置系统启动与换向时,传动链间隙对多余力矩具有强化作用;传动链间隙从0增大至0.8mm,多余力矩峰值从18.2N·m上升至164.2N·m,加载系统的多余力峰值精度从1.85%下降至82.1%;当传动链间隙达到0.9mm时,加载系统出现极限环振荡. 展开更多
关键词 电液动态加载 间隙 多余力矩 加载精度
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基于xPC的电液位置伺服系统快速控制原型设计 被引量:4
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作者 魏列江 罗兰 +1 位作者 王应周 王刚 《液压与气动》 北大核心 2018年第7期24-28,共5页
通常电液位置伺服系统控制器的开发,需通过辨识被控对象数学模型来确定控制器参数。控制器的实现一般采用嵌入式系统,但是在控制器开发阶段直接采用嵌入式系统,存在辨识过程的实现和控制器参数确定困难,开发周期长等问题。基于x PC半实... 通常电液位置伺服系统控制器的开发,需通过辨识被控对象数学模型来确定控制器参数。控制器的实现一般采用嵌入式系统,但是在控制器开发阶段直接采用嵌入式系统,存在辨识过程的实现和控制器参数确定困难,开发周期长等问题。基于x PC半实物仿真技术,提出直接将MATLAB/Simulink快速构建的控制算法转化为x PC目标机可运行的代码,并在目标机上通过数据采集卡获得控制对象的状态变量,上传至x PC宿主机;结合MATLAB中的系统辨识工具箱,辨识得到电液位置伺服系统的数学模型,从而确定复合控制器参数,实现了电液位置伺服系统快速控制原型设计。 展开更多
关键词 xPC半实物仿真技术 电液位置伺服系统 模型辨识 复合控制 快速原型设计
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基于Host Link协议的蠕动泵流量精确控制系统 被引量:1
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作者 魏列江 段晶 +1 位作者 王传民 吕凌亘 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2017年第3期50-53,共4页
针对工程实例中长距离控制蠕动泵时现场电磁干扰和模拟信号的衰减等导致蠕动泵流量出现很大误差的问题,提出了用数字信号代替模拟信号的传输方案,即由中央控制室内上位计算机通过Host Link通信协议远距离控制现场PLC,再由现场PLC通过模... 针对工程实例中长距离控制蠕动泵时现场电磁干扰和模拟信号的衰减等导致蠕动泵流量出现很大误差的问题,提出了用数字信号代替模拟信号的传输方案,即由中央控制室内上位计算机通过Host Link通信协议远距离控制现场PLC,再由现场PLC通过模拟量短距离控制蠕动泵的方案,提高了信号传输的抗干扰能力,实现了蠕动泵流量的精确控制.工程实例表明:采用上述方案代替原有的0~10V模拟控制方案,利用LabVIEW的VISA函数实现上位计算机与OMRON公司CP1H型PLC之间的Host Link通信,将上位计算机控制信号传至80m外蠕动泵工作现场,可将原流量控制精度从6.89%提高到1.07%. 展开更多
关键词 蠕动泵 流量控制 HOST Link通讯协议 PLC LabVIEW
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高频响电液伺服加载系统安装机架的结构优化方法 被引量:1
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作者 魏列江 韩啸 +2 位作者 李娜娜 张晶 刘文广 《机床与液压》 北大核心 2016年第5期5-8,共4页
在高频重载电液伺服加载系统中,其安装机架的变形和振动会限制系统的频宽,尤其当进行高频简谐加载时,产生的冲击载荷使机架发生谐振,加剧了机架的变形和振动,严重时甚至破坏系统的稳定性。以采用十字形横梁为机架的单摆负载电液伺服加... 在高频重载电液伺服加载系统中,其安装机架的变形和振动会限制系统的频宽,尤其当进行高频简谐加载时,产生的冲击载荷使机架发生谐振,加剧了机架的变形和振动,严重时甚至破坏系统的稳定性。以采用十字形横梁为机架的单摆负载电液伺服加载系统为例,利用Abaqus软件对机架结构进行了模态及谐响应分析,通过分析机架在油缸简谐激振力作用下的谐振特性,获得机架各部分结构振动的强弱分布及抗振薄弱区位置,由此提出了提高机架刚度的抗振加固方案,将原十字形横梁改为对角结构,在抗振薄弱区增加筋板,构建三角结构。优化后的方案使机架一阶固有频率从141 Hz提高到190Hz,满足了系统的频宽要求。 展开更多
关键词 电液伺服加载系统 安装机架 谐响应 模态分析 结构优化
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电液加载系统中溢流阀调压脉动的吸收方法研究
7
作者 魏列江 张晶 +2 位作者 刘文广 韩啸 魏小玲 《液压与气动》 北大核心 2015年第10期75-78,81,共5页
电液加载系统是高精度的力控制系统,通常需由溢流阀获得恒定的压力油源,工程实践发现,电液加载系统对溢流阀动态调压偏差造成的低频随机调压脉动十分敏感,该脉动往往导致系统的加载力出现跃变、加载精度严重下降,甚至引起系统不稳... 电液加载系统是高精度的力控制系统,通常需由溢流阀获得恒定的压力油源,工程实践发现,电液加载系统对溢流阀动态调压偏差造成的低频随机调压脉动十分敏感,该脉动往往导致系统的加载力出现跃变、加载精度严重下降,甚至引起系统不稳定。针对上述问题,采用蓄能器吸收该调压脉动,保证刚度下降在系统可容忍的范围内,建立了电液加载系统中用于吸收低频随机调压脉动的蓄能器数学模型。一个具体实例的仿真结果表明:当典型的调压偏差导致的调压脉动频率在0-1.14Hz范围内,幅值在1-6MPa之间,系统刚度下降不大于20%的条件下,蓄能器可有效吸收该调压脉动;对于同容积大小的蓄能器,随着调压脉动频率的增大,吸收效果变差;对于同频率的调压脉动,存在一个最佳容积和充气压力的组合,在该参数组合下调压脉动的吸收率最大。 展开更多
关键词 电液加载系统 溢流阀 调压脉动 蓄能器
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具有间隙的风力机变桨距系统模糊自整定PID控制
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作者 魏列江 王传民 +2 位作者 李娜娜 段晶 韩小霞 《机床与液压》 北大核心 2017年第1期16-20,共5页
因加工、安装和磨损的原因,大型风力机的变桨距电液控制机构铰链处不可避免的存在间隙,过大的间隙会使得变桨过程超调量增大,调节过程震荡次数过多,甚至引起叶片与塔架共振,最终导致风力机停机事故。分析了变桨距机构铰链处间隙的形成机... 因加工、安装和磨损的原因,大型风力机的变桨距电液控制机构铰链处不可避免的存在间隙,过大的间隙会使得变桨过程超调量增大,调节过程震荡次数过多,甚至引起叶片与塔架共振,最终导致风力机停机事故。分析了变桨距机构铰链处间隙的形成机制,提出了用模糊自整定PID控制算法对间隙进行补偿的方法,依据间隙的振-冲模型制定模糊推理规则,对PID控制器参数进行自适应整定。在间隙分别为0.2、0.4、0.6和0.8 mm时对常规PID控制器与模糊自整定PID控制性能进行对比研究。结果表明:相比常规PID控制器,模糊自整定PID控制方法使得变桨距控制系统超调量和震荡次数显著减小,有效地避免了系统变桨冲击。 展开更多
关键词 风力机变桨距 电液控制系统 间隙非线性 模糊自整定PID控制
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基于熵产理论的多级液力透平能量耗散机理分析 被引量:6
9
作者 王晓晖 蒋虎忠 +2 位作者 苗森春 白小榜 祁炳 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期162-172,共11页
液力透平作为一种液体余压能回收装置,在小水电建设和能量回收领域得到广泛应用,但其内部能量损失特性不清。以两级径流式液力透平为研究对象,基于熵产理论和Omega涡识别准则分析了各过流部件内能量耗散机理。结果表明:速度脉动和壁面... 液力透平作为一种液体余压能回收装置,在小水电建设和能量回收领域得到广泛应用,但其内部能量损失特性不清。以两级径流式液力透平为研究对象,基于熵产理论和Omega涡识别准则分析了各过流部件内能量耗散机理。结果表明:速度脉动和壁面效应是能量损失的主要来源,设计工况下二者总占比为98.03%。叶轮和导叶是透平内能量耗散的主要区域;小流量工况,叶轮损失占比较高;大流量工况下,导叶损失占比较高。叶轮内的能量损失源于叶片前缘分离涡、吸力面回流涡以及叶片尾缘涡等不稳定流动现象,而相对液流角与叶片进口安放角的不匹配是导致叶轮内产生不稳定流动的根本原因;在导叶和导叶Ⅱ-反导叶中,不同流量下导致其能量耗散的因素基本保持一致,叶片前缘失速涡和流动分离等劣态流动引起的动量交换是导致能量损失的主要原因。环形吸水室内流动的非对称性导致导叶Ⅰ各流道内熵产率分布不均匀,而导叶Ⅱ-反导叶通过正导叶的整流减小了冲击效应,各流道内熵产率分布均匀且高熵区较小。 展开更多
关键词 多级液力透平 熵产理论 Omega涡识别准则 能量耗散 熵产率
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立式自吸泵前口环几何参数对其自吸性能的影响 被引量:1
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作者 赵伟国 强欢欢 +1 位作者 许强 刘明建 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期333-341,共9页
为探究立式自吸泵前口环几何参数对其自吸性能的影响,以350WFB-1200-50型外混式无密封立式自吸泵为研究对象,在保证自吸泵其他参数不变的情况下,通过改变前口环间隙δ和前口环长度l的数值大小,共设计20种方案.利用数值计算和试验验证相... 为探究立式自吸泵前口环几何参数对其自吸性能的影响,以350WFB-1200-50型外混式无密封立式自吸泵为研究对象,在保证自吸泵其他参数不变的情况下,通过改变前口环间隙δ和前口环长度l的数值大小,共设计20种方案.利用数值计算和试验验证相结合的研究方法,通过定常数值计算得到不同方案外特性曲线图及前口环进出口压差图;通过非定常数值计算得到不同方案不同时刻中间截面气体体积分布云图、不同方案自吸泵出口含气率变化图及不同方案自吸完成时间曲线图来研究立式自吸泵前口环几何参数与其自吸性能的关系.研究发现:前口环间隙δ和前口环长度l对自吸泵自吸性能均有影响,适当减小前口环间隙δ和增大前口环长度l均能提高自吸泵自吸性能,且当前口环间隙δ过大时,其对自吸泵自吸性能的影响大于前口环长度l对自吸泵自吸性能的影响. 展开更多
关键词 立式自吸泵 前口环间隙 前口环长度 自吸性能 自吸时间
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两级液环压缩机内流场及外特性
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作者 张人会 刘博文 +2 位作者 郭广强 俞帅年 郑直 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期541-547,共7页
采用数值模拟与试验相结合的方法,以2SY-6两级液环压缩机为研究对象,对多级液环压缩机在不同工况、不同叶轮宽度比下内流场及性能进行对比分析,结果表明:二级叶轮叶片载荷小于一级叶轮,其排气口区域锯齿形气液交界面较一级叶轮更为光滑... 采用数值模拟与试验相结合的方法,以2SY-6两级液环压缩机为研究对象,对多级液环压缩机在不同工况、不同叶轮宽度比下内流场及性能进行对比分析,结果表明:二级叶轮叶片载荷小于一级叶轮,其排气口区域锯齿形气液交界面较一级叶轮更为光滑.一级叶轮吸气口区域回流强度相对于二级叶轮吸气口区域更强,一级叶轮吸气口区域湍动能明显大于二级叶轮.等外径设计的二级叶轮进出口压缩比远小于一级叶轮,二级叶轮的做功能力小于一级叶轮.由于一级叶轮的进出口压缩比较大且均位于效率极值点的右侧,一级叶轮效率随泵的压缩比增大而逐渐下降,而二级叶轮压缩比范围包含极值点,所以其效率先增后减.液环压缩机随着二级叶轮宽度的增大,其吸气能力越强,各个工况下的流量均逐渐增大.低压缩比工况下的效率随k值减小逐渐增大,高压缩比工况下的效率随k值减小先增后减.随首次级叶轮宽度比k值的减小,二级叶轮的压缩比曲线逐渐向上平移,而一级叶轮的压缩比曲线逐渐向下平移.随泵出口压力的增大,首次级叶轮压缩比的比值曲线下降趋于平缓,k值为2.2时两级叶轮压缩比的比值趋于1.1. 展开更多
关键词 液环压缩机 内流场 回流 压缩比 叶轮宽度比
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障碍物对轴流泵空化内部流场的影响
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作者 赵伟国 张翠莲 +3 位作者 ZAKIR Khan 寇相儒 周忠亮 罗云霞 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第3期33-41,共9页
空化会影响泵的正常工作和稳定运行,为了探索能够有效抑制轴流泵内发生空化的策略,提出了将矩形流向障碍物布置在轴流泵叶片背面的方法.以比转数700的轴流泵作为研究对象,采用全流道非定常数值模拟,分析障碍物对轴流泵外特性空化性能的... 空化会影响泵的正常工作和稳定运行,为了探索能够有效抑制轴流泵内发生空化的策略,提出了将矩形流向障碍物布置在轴流泵叶片背面的方法.以比转数700的轴流泵作为研究对象,采用全流道非定常数值模拟,分析障碍物对轴流泵外特性空化性能的影响.结果表明:在设计工况下布置障碍物的改进模型在空化各阶段均能有效减少空泡体积,尤其当空泡发展至障碍物位置时效果最好,空泡体积减少了72.5%;布置障碍物能够提高叶片背面出口压力,限制低压区向出口方向扩张,减小逆压梯度,阻挡轮毂侧发生偏流,梳理空化发展的流线,优化流场结构,抑制空化的发展,并将断裂扬程提升了10.19%. 展开更多
关键词 轴流泵 流向 障碍物 空化抑制 非定常
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基于涡分析的旋涡泵内流动能量转换特性研究
13
作者 杨伟峰 张人会 +1 位作者 杨鸿德 陈学炳 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期167-175,共9页
为研究旋涡泵内复杂的旋涡特征,量化泵内旋涡体积和强度,分析旋涡结构对能量转换和能量损失的影响规律,采用非定常数值模拟和外特性实验相结合的方法对单级旋涡泵进行分析,综合使用Ω方法和Liutex方法对泵内旋涡进行识别和强度表征,提... 为研究旋涡泵内复杂的旋涡特征,量化泵内旋涡体积和强度,分析旋涡结构对能量转换和能量损失的影响规律,采用非定常数值模拟和外特性实验相结合的方法对单级旋涡泵进行分析,综合使用Ω方法和Liutex方法对泵内旋涡进行识别和强度表征,提出平均旋涡强度进行量化研究,并结合动能方程的涡动力学分解式以及涡量分解理论进行分析。结果表明:泵内的旋涡充分发展区域存在螺旋形的管状旋涡结构,该旋涡从叶轮流道流出进入侧流道,并且随着流量的增大,涡管数量减少且旋涡强度降低;流量的增大使得叶轮内的旋涡体积和强度减小,而其在侧流道内相对变化较小,相同工况时叶轮内的平均旋涡强度远大于侧流道内;压力梯度对流体动能转换的贡献最大,旋涡结构引起的动量输运和耗散损失占比较小,但刚性涡量即旋涡结构的强度与动量输运呈正相关,变形涡量则与拟涡能损失相关性较强。 展开更多
关键词 旋涡泵 旋涡 Ω方法 Liutex方法 拟涡能
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基于本征正交分解法的液环泵气液两相流场重构 被引量:16
14
作者 张人会 吴昊 +1 位作者 杨军虎 李仁年 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期381-386,共6页
针对液环泵内复杂的气液两相流动、计算量大且优化设计难以进行的问题,提出了采用本征正交分解法进行液环泵内流场的重构分析。采用泰勒多项式对二维叶片型线进行参数化控制,通过对各控制参数进行适量的扰动得到叶片型线样本集。采用VO... 针对液环泵内复杂的气液两相流动、计算量大且优化设计难以进行的问题,提出了采用本征正交分解法进行液环泵内流场的重构分析。采用泰勒多项式对二维叶片型线进行参数化控制,通过对各控制参数进行适量的扰动得到叶片型线样本集。采用VOF模型进行液环泵内气液两相流场的数值模拟,由叶片型线参数及叶轮内流场数据构建样本的快照集,依照几何相似及网格变形方法插值得到各相似点的流场参数,依据本征正交分解(POD)法将快照集分解为正交基的线性组合。由最小二乘法拟合目标叶型所对应的正交基系数,实现了对目标叶片流场的重构。采用POD方法对2BE-203型液环泵内单个叶轮流道的气液两相流流场进行了重构,精确地重构了单个叶轮内流场结构的各个特征,除在气液交界面附近有一定的误差,整体预测结果具有较高的精度,大大减少了流场预估的计算量。 展开更多
关键词 本征正交分解 气液两相流 液环泵 网格变形
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非全周开口滑阀运动过程液动力数值计算 被引量:11
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作者 王建森 刘耀林 +1 位作者 冀宏 王鹏飞 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1922-1926,1972,共6页
为了获取非全周开口滑阀运动过程液动力特性,以油液流出U形节流槽方向为例,采用非一致性、滑移网格技术及UDF编程方法,研究阀芯运动速度、运动方向、进出口压差及节流槽个数对阀芯所受液动力的影响规律.研究结果表明,在阀芯运动速度低于... 为了获取非全周开口滑阀运动过程液动力特性,以油液流出U形节流槽方向为例,采用非一致性、滑移网格技术及UDF编程方法,研究阀芯运动速度、运动方向、进出口压差及节流槽个数对阀芯所受液动力的影响规律.研究结果表明,在阀芯运动速度低于0.1m/s,阀芯运动时所受的液动力与阀口开度一定稳态计算时的液动力相差不大,可以用瞬态计算近似稳态计算;阀芯运动速度越高,阀芯所受液动力与稳态计算时液动力偏离越大;当阀芯运动方向改变时,液动力出现滞环,速度越大,滞环越大且在小开口下出现液动力方向变化;进出口压差越大,节流槽个数越多,阀芯所受液动力增大,滞环越明显. 展开更多
关键词 滑阀 非全周开口 液动力 阀芯运动
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水泵水轮机导叶开启瞬态过程数值分析 被引量:6
16
作者 李琪飞 蒋雷 +2 位作者 李仁年 权辉 谭海燕 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2015年第6期60-64,共5页
基于滑移网格和动态网格相结合的思想,实现水泵水轮机二维模型在转轮区转速增大和活动导叶开启共同作用下引起的瞬变流场的数值模拟,得到速度、压强随时间的瞬态变化规律,探讨水泵水轮机导叶开启过程的流场特性;对预开一对导叶下的启动... 基于滑移网格和动态网格相结合的思想,实现水泵水轮机二维模型在转轮区转速增大和活动导叶开启共同作用下引起的瞬变流场的数值模拟,得到速度、压强随时间的瞬态变化规律,探讨水泵水轮机导叶开启过程的流场特性;对预开一对导叶下的启动过程进行模拟,分析导叶区域的内部流场瞬态演化过程.结果表明:导叶开启过程中叶片对导叶区域的干涉作用由强变弱,速度分布的均匀性和周向对称性逐渐提高;设置预开一对导叶后,破坏了初始阶段流动的对称性,导致流动的不稳定性增强,活动导叶与转轮之间的压强波动幅度增大,对机组运行的稳定性有一定影响. 展开更多
关键词 水泵水轮机 滑移网格 动态网格 导叶开启 瞬态演化 数值模拟
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基于自由曲面变形方法的离心泵叶片载荷优化 被引量:10
17
作者 张人会 樊家成 +1 位作者 杨军虎 李仁年 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期38-43,共6页
针对传统离心泵叶片反问题及其优化难以进行,提出了基于载荷驱动的离心泵叶片自由曲面变形反问题方法,构建了更为稳定有效的晶格变形函数。根据离心泵叶片载荷分布特征采用多段样条曲线对离心泵叶片的载荷进行参数化控制,在控制变量空... 针对传统离心泵叶片反问题及其优化难以进行,提出了基于载荷驱动的离心泵叶片自由曲面变形反问题方法,构建了更为稳定有效的晶格变形函数。根据离心泵叶片载荷分布特征采用多段样条曲线对离心泵叶片的载荷进行参数化控制,在控制变量空间进行试验设计,采用响应面方法对叶片载荷分布规律进行优化研究,得到了离心泵叶片载荷分布规律与对应的叶片形状及叶片水力性能间的关系,得到了低比转速离心泵叶片理想的载荷分布规律。算例优化结果表明:提出的离心泵叶轮叶片载荷优化理论及方法是可行的。 展开更多
关键词 离心泵 叶轮 叶片 反问题 自由曲面变形 响应面
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基于遗传算法的中低比转速离心泵优化设计 被引量:11
18
作者 赵伟国 王丹 刘在伦 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2017年第5期56-59,共4页
为了提高离心泵效率,建立了以损失极值为目标的优化模型.运用Matlab遗传算法优化工具箱对模型各参数进行全局寻优得到最佳的参数组合.通过泵各性能参数以及叶轮水力参数之间的相互制约设定约束条件.针对IS200/400-75/4泵进行优化,并且用... 为了提高离心泵效率,建立了以损失极值为目标的优化模型.运用Matlab遗传算法优化工具箱对模型各参数进行全局寻优得到最佳的参数组合.通过泵各性能参数以及叶轮水力参数之间的相互制约设定约束条件.针对IS200/400-75/4泵进行优化,并且用Fluent软件进行整台泵流场的模拟对其性能预估.对优化前后的叶轮在设计工况下的流场进行了分析对比,得到离心泵扬程比优化前提高了3.85m,效率提高了2.9%. 展开更多
关键词 离心泵 叶轮 优化设计 遗传算法
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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
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作者 程效锐 董富弟 +2 位作者 杨从新 赵伟国 张楠 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2015年第2期55-60,共6页
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... 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. 展开更多
关键词 离心泵 固液两相流 磨损预测 磨损模型 数值模拟
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基于直接自由曲面变形技术的液环泵壳体优化 被引量:12
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作者 张人会 梁孟 +2 位作者 杨军虎 李仁年 孟凡瑞 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期1222-1226,1239,共6页
对液环泵壳体型线进行优化分析,提出了基于直接自由曲面变形(DFFD)方法的液环泵壳体型线的响应面优化方法.采用DFFD方法对液环泵壳体型线进行精确的参数化控制,在控制变量空间进行了试验设计,采用VOF模型对液环泵内的气液两相流动进行... 对液环泵壳体型线进行优化分析,提出了基于直接自由曲面变形(DFFD)方法的液环泵壳体型线的响应面优化方法.采用DFFD方法对液环泵壳体型线进行精确的参数化控制,在控制变量空间进行了试验设计,采用VOF模型对液环泵内的气液两相流动进行数值模拟,对液环泵壳体型线进行响应面优化分析,建立了液环泵壳体型线与其进口真空度及效率之间的响应关系,实现了对液环泵进口真空度及效率的优化.算例优化结果表明:壳体型线对液环泵水力性能有较大的影响,在一定范围内可实现泵效率及进口真空度的提高;具有较大吸气区面积扩散比的壳体型线所对应的液环泵具有较高的进口真空度,而泵的效率随该面积比的变化规律正好相反;在试验设计变量空间,泵的效率随其进口真空度的增大近似呈线性下降趋势. 展开更多
关键词 液环泵壳体 直接自由曲面变形 响应面方法 优化
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