离心泵压力脉动特性分析 被引量：42

1

作者 朱荣生 苏保稳 +2 位作者 杨爱玲 付强 王秀礼 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期43-47,共5页

为了研究压力脉动在离心泵不同位置的变化规律及其关系,利用CFD技术对离心泵内部流场进行多工况定常与非定常三维数值模拟,得到内部流场特性及计算点的压力脉动情况,并对其进行频域分析。结果表明,设计工况和大流量工况下,叶频是主要影... 为了研究压力脉动在离心泵不同位置的变化规律及其关系,利用CFD技术对离心泵内部流场进行多工况定常与非定常三维数值模拟,得到内部流场特性及计算点的压力脉动情况,并对其进行频域分析。结果表明,设计工况和大流量工况下,叶频是主要影响频率,而在小流量工况下,轴频是主要影响频率;压力脉动幅值随偏离工况的情况而变化,同一流量下,流道的进出口压力脉动变化大。 展开更多

关键词 离心泵 数值模拟 压力脉动 频域分析

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双叶片泵内压力脉动的数值模拟 被引量：24

2

作者 朱荣生 胡自强 付强 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期129-134,F0004,共7页

为分析双叶片泵内压力脉动特点及其主要影响因素,采用RNGκ-ε模型对由叶轮水体、蜗壳水体及叶轮进口延伸段水体组成的三维计算区域进行3种不同工况下的非定常计算。通过分析计算模拟数据得出压力脉动时域图及频谱图,结果表明,双叶片泵... 为分析双叶片泵内压力脉动特点及其主要影响因素,采用RNGκ-ε模型对由叶轮水体、蜗壳水体及叶轮进口延伸段水体组成的三维计算区域进行3种不同工况下的非定常计算。通过分析计算模拟数据得出压力脉动时域图及频谱图,结果表明,双叶片泵内压力波动呈正弦周期性变化,进口处监测点压力波周期为其他监测点的2倍;压力脉动主要与泵内动静耦合作用有关,叶轮进口压力脉动主频等于叶轮的转频,叶轮与蜗壳耦合处及蜗壳出口压力脉动主频等于叶轮转频与叶片数的乘积,不同流量下同一监测点具有相同的主频,但其主频幅值不同,小流量下幅值最大,设计流量下幅值最小,叶轮与蜗壳耦合处压力脉动从隔舌处开始在叶轮旋转方向上逐渐衰退,所得结论对掌握双叶片泵内压力脉动产生的原理及其特性具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 泵 压力 数值分析 双叶片 动静耦合 压力脉动

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螺旋轴流泵的固液两相流动数值模拟 被引量：12

3

作者 朱荣生 林鹏 +2 位作者 龙云 王振伟 习毅 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第1期6-11,共6页

为研究螺旋轴流泵输送含有沙、油和水的固液两相时内部的流动情况,基于Ansys CFX软件,应用RNG k-ε湍流模型,采用固相颗粒直径为2 mm,初始体积分数分别为5%,10%,15%,以及液相油初始体积分数分别为5%,10%,15%时,对螺旋轴流泵叶轮流道内... 为研究螺旋轴流泵输送含有沙、油和水的固液两相时内部的流动情况,基于Ansys CFX软件,应用RNG k-ε湍流模型,采用固相颗粒直径为2 mm,初始体积分数分别为5%,10%,15%,以及液相油初始体积分数分别为5%,10%,15%时,对螺旋轴流泵叶轮流道内固液两相流场内部变化规律进行数值计算.结果表明:沙和油的分布规律相似,主要集中于叶轮进口边轮毂头部、叶轮外缘区域;当沙和油的初始体积分数改变时,其对应的过流部件内体积分数分布也发生了变化,分布区域也有所改变,说明沙和油两相互相影响对方的分布;当沙和油的初始体积分数一定时,各相的相对速度变化规律总体上趋于一致,其相对速度由大到小依次为沙、油和水;扬程和效率的计算曲线与试验曲线基本吻合,扬程误差值在3%左右,效率误差值在4%左右,说明试验方案的设计合理可行,数值模拟结果较为准确. 展开更多

关键词 螺旋轴流泵 固液两相流 流场 数值模拟

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基于不等扬程的离心式长轴泵的优化设计与试验 被引量：6

4

作者 朱荣生 贺博 +2 位作者 付强 王秀礼 张亮亮 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期38-45,45+44,共8页

为使离心式长轴泵能够在不同工况下高效运行，该文以500GJC-32.3＆#215;3型离心式长轴泵为例，对其进行优化，首先根据传统方法估算离心式长轴泵叶轮参数，通过正交方法对离心式长轴泵叶轮进行优化设计，对正交试验结果进行极差分析，... 为使离心式长轴泵能够在不同工况下高效运行，该文以500GJC-32.3＆#215;3型离心式长轴泵为例，对其进行优化，首先根据传统方法估算离心式长轴泵叶轮参数，通过正交方法对离心式长轴泵叶轮进行优化设计，对正交试验结果进行极差分析，得到了叶轮几何参数对离心式长轴泵扬程和效率影响的主次顺序。综合考虑各参数对离心式长轴泵性能的影响，选取重要因素，基于不等扬程设计理论，采用控制变量法对叶轮进行多方案优化设计，对比不同方案计算结果可知：基于不等扬程理论优化设计的叶轮具有较好的水力性能，选择合适的后盖板无穷叶片数理论扬程系数，可使叶轮水力性能趋于最佳。对于该型离心式长轴泵，当后盖板无穷叶片数理论扬程系数取1.1时可获得较优的水力性能，对比较优方案的试验与计算结果可知：二者变化趋势相同，扬程、效率、轴功率的最大误差分别为4.02%、5.58%、3.59%，在（0.8～1.2）倍设计流量工况下，扬程、效率、轴功率的误差小。同时由试验可知：该型离心式长轴泵在设计流量时扬程大于97 m，效率高于82%，最高效率点出现在1.1倍设计工况附近为83.22%，曲线具有较宽的高效区和无过载特性，能够满足设计要求，在丰水期和枯水期均能高效稳定的运行，同时可降低电机的配套功率，减少一次成本投入。因此，该文的研究结果对离心式长轴的优化设计有较好的参考价值。 展开更多

关键词 泵 叶轮 数值分析 正交试验 优化设计 不等扬程 离心式长轴泵

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核电站离心式上充泵多工况水力设计 被引量：23

5

作者 袁寿其 付强 朱荣生 《排灌机械工程学报》 EI 2010年第3期185-189,共5页

离心式上充泵为多级双壳体结构,根据核电站系统要求,其水力性能需同时满足5个工况点.为实现上充泵多工况水力设计,在系统总结离心泵非设计工况研究进展的基础上,提出了多种叶轮水力设计方案优化组合与叶轮多工况水力设计相结合的技术,... 离心式上充泵为多级双壳体结构,根据核电站系统要求,其水力性能需同时满足5个工况点.为实现上充泵多工况水力设计,在系统总结离心泵非设计工况研究进展的基础上,提出了多种叶轮水力设计方案优化组合与叶轮多工况水力设计相结合的技术,并进行了上充泵多工况水力设计实践.利用多级离心泵叶轮组合原则对上充泵所要求的多工况点进行拆分,得到不同叶轮性能曲线优化组合设计方案,分别进行首级叶轮、2-4级叶轮和5-12级叶轮水力设计.按照设计方案制造4级泵样机(转速2 950 r/min),并进行性能试验.试验结果换算到4 500 r/min与规定值对比表明,有4个工况点满足要求,大于规定值2.6%;仅最大流量工况扬程偏低,低于规定值11.8%,实现了多工况水力设计目的. 展开更多

关键词 核电站 离心泵 上充泵 离心式上充泵 多工况水力设计

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1000MW核主泵失水事故工况下气液两相流分析 被引量：10

6

作者 朱荣生 郑宝义 +2 位作者 袁寿其 付强 王秀礼 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1202-1206,共5页

针对1 000MW压水堆核电站主泵水力性能要求,在对核主泵进行水力设计和三维造型的基础上,采用CFD技术对失水事故工况核主泵气液两相流进行数值计算,并分析了失水事故工况下的核主泵气体分布,不同空泡份额工况下气体在流道内变化,以及空... 针对1 000MW压水堆核电站主泵水力性能要求,在对核主泵进行水力设计和三维造型的基础上,采用CFD技术对失水事故工况核主泵气液两相流进行数值计算,并分析了失水事故工况下的核主泵气体分布,不同空泡份额工况下气体在流道内变化,以及空泡份额、冷却剂温度对核主泵扬程、效率的影响。计算结果表明:事故工况核主泵叶轮内气体主要分布在叶轮轮毂附近区域;沿叶轮轴向方向含气量逐渐增高,而沿径向方向含气量逐渐降低;当空泡份额在15%范围内,随着空泡份额的增加,扬程由113m降低到85m,效率由75%下降到65%,但仍能正常工作;当空泡份额大于15%,泵性能急剧下降,扬程下降到48m,效率也降低到31%,泵丧失正常工作能力;冷却剂温度在270～350℃范围内,随着冷却剂温度增加,效率、扬程变化很小,但当温度超过350℃,主泵的性能急剧下降,致使主泵无法安全运行。 展开更多

关键词 核主泵 失水事故 气液两相流

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双叶片泵内非定常流动的数值模拟 被引量：14

7

作者 朱荣生 胡自强 杨爱玲 《排灌机械工程学报》 EI 2011年第1期26-30,共5页

为研究双叶片泵内非定常流动特性,采用RNGk-ε模型对由叶轮水体、蜗壳水体及叶轮进口延伸段水体组成的三维计算区域在设计工况下进行了非定常计算.比较了不同时刻泵内静压和相对速度的分布情况,同时分析了双叶片泵内压力脉动的时域图与... 为研究双叶片泵内非定常流动特性,采用RNGk-ε模型对由叶轮水体、蜗壳水体及叶轮进口延伸段水体组成的三维计算区域在设计工况下进行了非定常计算.比较了不同时刻泵内静压和相对速度的分布情况,同时分析了双叶片泵内压力脉动的时域图与频谱图以及瞬时扬程的变化.结果表明,在不同时刻同一流道的静压及相对速度分布并不相同,同一时刻不同流道的静压及相对速度分布也不相同,这主要和流道与隔舌的相对位置有关;双叶片泵内存在明显压力脉动,其中隔舌处的压力脉动最为剧烈.随着与隔舌距离增大,压力脉动强度逐渐减弱,压力脉动的主频等于叶轮转频与叶片数的乘积.该模拟对掌握双叶片泵内的流动规律、减少水力损失、提高泵效率提供了一定的理论依据. 展开更多

关键词 双叶片泵 非定常流动 压力脉动 数值模拟

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1000MWe核反应堆冷却剂泵多场耦合特性分析 被引量：3

8

作者 朱荣生 郑宝义 +2 位作者 王秀礼 李小龙 付强 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期784-788,共5页

为研究高温、高压介质对反应堆冷却剂泵的影响,应用商业计算软件ANSYS Workbench对其进行多场耦合数值模拟计算,得到核主泵内部流场、温度场及应力场分布。计算结果表明:类球形压水室不利于流体流动,内部流动十分复杂并存在明显回流。... 为研究高温、高压介质对反应堆冷却剂泵的影响,应用商业计算软件ANSYS Workbench对其进行多场耦合数值模拟计算,得到核主泵内部流场、温度场及应力场分布。计算结果表明:类球形压水室不利于流体流动,内部流动十分复杂并存在明显回流。叶轮前盖板温度明显高于后盖板,前盖板平均温度达到530K,而后盖板只有500K。应力集中大都发生在前后盖板与叶片交接处,叶轮的等效应力最小值位于叶轮的后盖板轮毂侧,而最大值出现在叶轮出口与前后盖板交接位置;由于叶轮出口处叶片间的约束较小,而此处产生的热应力及离心力所产生的拉应力较大,使得叶轮出口后盖板处产生最大变形,为0.24mm。 展开更多

关键词 反应堆冷却剂泵 多场耦合 流场 温度场 应力场

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防洪排涝泵站出水流道CFD优化设计 被引量：7

9

作者 付强 朱荣生 +1 位作者 王秀礼 杨爱玲 《中国农村水利水电》 北大核心 2010年第5期142-144,共3页

为实现排涝泵站出水流道的优化设计,根据泵站基本参数设计出14种出水流道方案,各方案具有不同的龟背形式、倒圆弧半径、倒直角等结构参数。在0.9Q1、Q1、.15Q3种工况下,利用CFD技术,采用标准κ-ε湍流模型对14种方案的内部三维流动进行... 为实现排涝泵站出水流道的优化设计,根据泵站基本参数设计出14种出水流道方案,各方案具有不同的龟背形式、倒圆弧半径、倒直角等结构参数。在0.9Q1、Q1、.15Q3种工况下,利用CFD技术,采用标准κ-ε湍流模型对14种方案的内部三维流动进行数值模拟。计算结果表明:在出水流道的进出口尺寸相同条件下,龟背和倒圆弧的设计方案水力损失最小,因此选择该方案合理,实现了流道水力特性的预测,为出水流道水力设计优化和模型试验研究提供了参考依据。 展开更多

关键词 泵站 出水流道 CFD 优化设计

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潜水自引气曝气机的数值模拟与试验研究 被引量：2

10

作者 朱荣生 李小龙 +2 位作者 施卫东 刘苓苓 王韬 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2013年第1期50-55,共6页

为了研究潜水自引气曝气机内部流动机理,根据潜水自引气曝气机的性能要求,自主设计了开放式齿形转轮和开式导叶,通过三维造型软件UG完成了过流部件的三维造型.以商业软件An-sys-CFX为主要分析工具,利用多相流湍流模型对潜水自引气曝气... 为了研究潜水自引气曝气机内部流动机理,根据潜水自引气曝气机的性能要求,自主设计了开放式齿形转轮和开式导叶,通过三维造型软件UG完成了过流部件的三维造型.以商业软件An-sys-CFX为主要分析工具,利用多相流湍流模型对潜水自引气曝气机过流部件进行数值模拟,并对模拟结果分析,并进行相关试验验证.结果表明:模拟结果显示曝气机下潜深度从2.5～6.5 m内变化时,模型内部区域的速度矢量分布随着下潜深度的增大从混乱到流畅再到混乱,压力分布图中的低压漩涡从出现到消失再到出现;试验结果表明曝气机下潜深度从2.5～6.5 m变化时,曝气机进气管进气速度先增大后降低,在3.5 m时进气速度最大,达到4.25 m/s;模拟结果与试验测试的曝气机进气性能变化情况趋势一致,证明了根据模拟结果对曝气机性能的预测是可行的. 展开更多

关键词 潜水自引气曝气机 开放式齿形转轮 数值模拟 性能试验

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无堵塞潜水磨碎泵性能及磨碎效果的试验研究 被引量：4

11

作者 朱荣生 王振伟 +1 位作者 林鹏 王秀礼 《农机化研究》 北大核心 2013年第5期179-182,共4页

以GSP-22型无堵塞潜水磨碎泵为研究对象,为了得到磨碎装置对泵外特性的影响,对无堵塞潜水磨碎泵分别进行了加装磨碎装置和无磨碎装置的性能试验;并通过改变动静刀盘径向间隙,对不同动静刀盘径向间隙的无堵塞潜水磨碎泵进行了水力性能和... 以GSP-22型无堵塞潜水磨碎泵为研究对象,为了得到磨碎装置对泵外特性的影响,对无堵塞潜水磨碎泵分别进行了加装磨碎装置和无磨碎装置的性能试验;并通过改变动静刀盘径向间隙,对不同动静刀盘径向间隙的无堵塞潜水磨碎泵进行了水力性能和磨碎效果试验研究,得到了动静刀盘径向间隙对磨碎泵水力性能和磨碎效果的影响规律。试验结果表明,加装磨碎装置会造成泵的扬程和效率降低,并使轴功率增加;增大动静刀盘径向间隙,扬程和效率增加,功率减小,但磨碎效果会随着动静刀盘径向间隙增大变差。 展开更多

关键词 磨碎泵 无堵塞 水力性能 磨碎效果

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折边对旋流泵性能影响的数值计算与试验 被引量：2

12

作者 朱荣生 苏保稳 +1 位作者 王秀礼 殷勇钢 《排灌机械工程学报》 EI 2010年第5期398-401,共4页

为提高旋流泵的扬程和效率,进行了折边对旋流泵性能影响的数值模拟与试验研究.通过对3种具有不同折边大小的叶片的水力性能进行对比,分析折边对旋流泵性能的影响.采用Pro/E造型和非结构化网格,把旋流泵无叶腔和叶轮作为一个整体来模拟... 为提高旋流泵的扬程和效率,进行了折边对旋流泵性能影响的数值模拟与试验研究.通过对3种具有不同折边大小的叶片的水力性能进行对比,分析折边对旋流泵性能的影响.采用Pro/E造型和非结构化网格,把旋流泵无叶腔和叶轮作为一个整体来模拟旋流泵内部三维不可压湍流场.数值模拟计算选取工作介质为清水.计算结果表明,旋流泵内部存在较强的纵向旋涡和轴向旋涡,折边可以改善旋流泵内部流动情况,限制径向转为轴向的循环流动;通过对比试验讨论了折边对旋流泵性能的影响,试验结果表明,扬程提高3.64 m,效率提高近7.0%,折边能够减小水力损失,提高旋流泵的扬程和效率. 展开更多

关键词 旋流泵 折边 旋涡 数值模拟

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600QW3500-16-220潜污泵自耦装置关键参数 被引量：1

13

作者 朱荣生 罗仁才 +2 位作者 吴俊 李维斌 杨爱玲 《排灌机械》 2007年第2期9-12,共4页

针对潜水排污泵自动耦合安装系统经常出现强度问题以及漏水的问题,以600QW3500-16-220潜水排污泵为例,通过耦合装置受力和自耦锁紧角力矩的分析,确定了其几何参数,得到了潜水排污泵自动耦合装置关键参数的一种设计方法。潜水排污泵耦合... 针对潜水排污泵自动耦合安装系统经常出现强度问题以及漏水的问题,以600QW3500-16-220潜水排污泵为例,通过耦合装置受力和自耦锁紧角力矩的分析,确定了其几何参数,得到了潜水排污泵自动耦合装置关键参数的一种设计方法。潜水排污泵耦合装置关键参数的确定主要与泵本身水力设计参数以及设计重量有关。通过对排水底座进行力分析,确定了该潜水排污泵排水底座地脚螺栓以及布局方式。 展开更多

关键词 潜污泵 自耦装置 自耦锁紧角

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双叶轮液下自引气曝气机性能试验分析

14

作者 朱荣生 李小龙 +2 位作者 施卫东 汪志平 郑宝义 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期479-485,共7页

引言曝气设备是活性污泥法污水处理工艺系统中的重要组成部分,国外对曝气机的生产已经成系统、成规模地进行。

关键词 双叶轮液下自引气曝气机 充气速度 转速 氧利用率 充氧速度

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