WA-DES湍流模型在喷水推进泵数值预测中的适用性研究

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作者 陈俊宝 李伟 +1 位作者 胡敬宁 季磊磊 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期756-770,共15页

本文将一种基于DES方法的WA湍流模型用于混流式喷水泵的性能预测,分析WA-DES模型与SST k−ω模型在预测泵内外特性时的差异和相似性。研究结果表明:WA-DES模型能较准确地预测喷水推进泵外特性和空化性能,在不同流量工况下,WA-DES与SST k... 本文将一种基于DES方法的WA湍流模型用于混流式喷水泵的性能预测,分析WA-DES模型与SST k−ω模型在预测泵内外特性时的差异和相似性。研究结果表明:WA-DES模型能较准确地预测喷水推进泵外特性和空化性能,在不同流量工况下,WA-DES与SST k−ω预测的叶顶流场压力系数、轴向速度和湍动能分布高度一致;在空化工况下,叶片吸力面低压区和叶轮蒸汽体积分布差异较小,WA-DES模型与SST k−ω模型预测的泄漏涡尺度存在差异,但WA-DES模型与SST k−ω模型对泵内高湍流黏度区的预测结果以及对叶轮内不同跨度上压力的预测结果基本保持一致,这弱化了对泄漏涡在空间尺度上的差异造成的影响,是保证两种模型预测的泵外特性差异不大的重要因素。因此,WA-DES模型在工程中具有较好的应用效果。本文的研究结果将促进WA-DES模型在喷水推进泵数值计算领域的进一步应用,提高喷水推进泵的设计和制造效率。 展开更多

关键词 湍流模型 混流式喷水推进泵 叶顶泄漏涡 湍动能 涡量 空化

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光学遥感在区域灌溉监测中应用的研究进展 被引量：1

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作者 李伟 宋睿 +1 位作者 刘明江 李硕 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期1157-1165,共9页

农业干旱、灌溉用水效率低等问题严重制约着中国农业生产的发展.及时准确地获取田间水分信息是建立区域灌溉管理系统的前提和基础,传统的水分信息监测方法应用范围小、效率低,无法满足现代农业的需求,而遥感技术提供了一个相对高效精准... 农业干旱、灌溉用水效率低等问题严重制约着中国农业生产的发展.及时准确地获取田间水分信息是建立区域灌溉管理系统的前提和基础,传统的水分信息监测方法应用范围小、效率低,无法满足现代农业的需求,而遥感技术提供了一个相对高效精准的技术方法.分别介绍了作物需水量的计算方法和灌溉面积监测技术,其中作物需水量的计算介绍了土壤水分系数估算法和植被指数反演法,这2种方法都利用作物系数法对作物需水量进行计算,主要区别在于计算参数的获取方式;灌溉面积监测总结了基于光谱特征空间反演、冠层温度反演、蒸散发模型反演和植被指数反演4种方法,通过蒸散发模型和植被干旱指数反演灌溉面积是目前应用较为广泛的方法.在此基础上,构建基于田间水分信息的区域灌溉管理体系,以达到精准灌溉、科学决策的目的. 展开更多

关键词 遥感 精量灌溉 灌溉面积 土壤含水量 作物需水量

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基于水动力空化的微通道设备研究进展

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作者 张金凤 徐笑 +2 位作者 赵东波 张静 王禹涵 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期666-675,共10页

针对微通道设备中的水动力空化现象,从限流元件的几何形状及尺寸、工作流体和通道粗糙度3个方面分析了其影响规律.限流元件的常见形状主要有微孔、微文丘里、微隔膜和微柱,不同几何形状的限流元件具有不同的空化流动特性;限流元件自身... 针对微通道设备中的水动力空化现象,从限流元件的几何形状及尺寸、工作流体和通道粗糙度3个方面分析了其影响规律.限流元件的常见形状主要有微孔、微文丘里、微隔膜和微柱,不同几何形状的限流元件具有不同的空化流动特性;限流元件自身的尺寸参数以及尺寸缩小引起的尺度效应都对空化流型起着重要作用.常用的工作流体包含去离子水、乙醇、磷酸盐缓冲盐水(PBS)、制冷剂(R-123)、聚乙烯醇(PVA)微泡(MBs)悬浮液、全氟戊烷(PFC5)悬浮液、二氧化钛(TiO_(2))纳米颗粒悬浮液、多元液体混合物等;与水相比,其余工作流体均不同程度地提高了空化强度.粗糙度的引入主要体现于通道的表面粗糙元件和侧壁粗糙元件,其空化强度相较于光滑表面得到明显提高.微通道水动力空化设备主要应用于能量收集、液相剥离和生物医学领域.基于近年来国内外对微尺度水动力空化的研究现状,设想了微通道设备中的水动力空化现象的潜在研究方向及应用趋势. 展开更多

关键词 微通道设备 微流体技术 限流元件 工作流体 通道粗糙度 水动力空化 空化流型

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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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轴向间隙对罗茨式氢气循环泵性能的影响

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作者 秦佳 李伟 +2 位作者 季磊磊 胡敬宁 李硕 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1174-1183,共10页

基于动网格技术,采用SST(shear stress transport)k-ω湍流模型对罗茨式氢气循环泵模型进行数值仿真,利用相关试验证明了数值仿真的可靠性,研究了轴向间隙的取值对罗茨式氢气循环泵内部流场及性能的影响,阐明了轴向间隙的变化与泵出口... 基于动网格技术,采用SST(shear stress transport)k-ω湍流模型对罗茨式氢气循环泵模型进行数值仿真,利用相关试验证明了数值仿真的可靠性,研究了轴向间隙的取值对罗茨式氢气循环泵内部流场及性能的影响,阐明了轴向间隙的变化与泵出口脉动特性的关系。研究结果表明:随着轴向间隙增大,高温回流导致泵腔内流体的压力和温度显著升高、流速显著加快,间隙处的高速回流涡影响范围逐渐扩大,泵的出口流量逐渐减小,容积效率逐渐降低,出口脉动特性逐渐提高;当轴向间隙取值范围在0.125~0.150 mm时,出口流量减少了2.8 m^(3)/h,容积效率降低了3.6%,出口流量脉动系数降低了0.04,泵的出口流量和出口脉动特性在此范围内变化最为平稳。因此,综合容积效率和流动稳定性,确定罗茨式氢气循环泵的轴向间隙合理的取值范围为0.125~0.150 mm。 展开更多

关键词 罗茨式氢气循环泵 轴向间隙 内流特性 脉动特性

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半圆柱阻流体无阀压电泵的设计与试验 被引量：6

6

作者 严天祥 李成其 +3 位作者 王俊贤 刘来君 刘敏 张金凤 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第6期17-22,M0003,M0004,共8页

为了提高无阀压电泵的输出流量并保证泵的工艺性,设计了一种易于加工的半圆柱阻流体无阀压电泵,阐述了该泵的结构、工作原理及其输出流量与输送效率的关系式。采用ANSYS软件模拟分析了该泵的泵腔内流动状态,对比分析了该泵与三棱柱阻流... 为了提高无阀压电泵的输出流量并保证泵的工艺性,设计了一种易于加工的半圆柱阻流体无阀压电泵,阐述了该泵的结构、工作原理及其输出流量与输送效率的关系式。采用ANSYS软件模拟分析了该泵的泵腔内流动状态,对比分析了该泵与三棱柱阻流体无阀压电泵的流阻特性,制作了泵样机,并进行了流量试验。研究结果表明:半圆柱阻流体无阀压电泵能实现流体的单向输送,且其输送效率比三棱柱阻流体无阀压电泵提高了20.00%。在驱动电压为220 V和驱动频率为9 Hz时,半圆柱阻流体无阀压电泵的最大输出流量为12.28 g/min,比相同驱动电压下三棱柱阻流体无阀压电泵的最大输出流量提高了20.39%。 展开更多

关键词 三棱柱 半圆柱 无阀压电泵 流阻 流量

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基于OpenFOAM的导叶式离心泵数值模拟研究 被引量：6

7

作者 刘厚林 毛艳虹 +1 位作者 王勇 林其文 《流体机械》 CSCD 北大核心 2022年第1期37-44,共8页

针对目前有关OpenFOAM对带导叶这种特殊结构的离心泵的计算研究较少且没有形成系统性研究的现状,为了验证OpenFOAM开源软件在导叶式离心泵数值计算方面的可靠性,分别对0.6Q_(d)~1.4Q_(d)流量工况下的导叶式离心泵进行外特性试验以及稳... 针对目前有关OpenFOAM对带导叶这种特殊结构的离心泵的计算研究较少且没有形成系统性研究的现状,为了验证OpenFOAM开源软件在导叶式离心泵数值计算方面的可靠性,分别对0.6Q_(d)~1.4Q_(d)流量工况下的导叶式离心泵进行外特性试验以及稳态和瞬态的数值计算。结果表明:OpenFOAM计算得到的外特性结果贴近试验数据,最大误差在4.1%以内;叶轮内存在低压区,导叶出口处压力最大但随着流量增大而减小;小流量工况0.6Q_(d)下导叶流道内漩涡严重,随着流量增大,流场流动趋于平缓;叶轮的轴向力、径向力和压力脉动均受叶轮和导叶的干涉影响,设计工况下叶轮受力最稳定,叶片压力脉动呈周期性变化,叶片工作面的压力波动程度大于背面,反导叶处的压力脉动曲线有28个峰值。因此,OpenFOAM可以作为有效预测导叶式离心泵性能的CFD软件,研究结果对后期研究OpenFOAM软件的普适性有一定的指导意义。 展开更多

关键词 导叶式离心泵 OPENFOAM 数值模拟 压力脉动

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导叶式混流泵旋转失速的研究进展 被引量：10

8

作者 李伟 平元峰 +3 位作者 施卫东 季磊磊 李恩达 马凌凌 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期737-745,共9页

针对混流泵等旋转流体机械内部流动中普遍存在的旋转失速不稳定现象,从导叶式混流泵外部性能曲线、内部流动结构和压力脉动的时频特性分析了旋转失速的表现形式、失速先兆、失速的形成及传播机制,探讨了影响混流泵旋转失速形成、发展的... 针对混流泵等旋转流体机械内部流动中普遍存在的旋转失速不稳定现象,从导叶式混流泵外部性能曲线、内部流动结构和压力脉动的时频特性分析了旋转失速的表现形式、失速先兆、失速的形成及传播机制,探讨了影响混流泵旋转失速形成、发展的关键因素.混流泵发生旋转失速的典型表现是外特性曲线出现不同形式的正斜率(马鞍形),内部流场出现周期性传播的旋涡结构,旋涡造成了流道的堵塞,由此导致不稳定的压力波动;轮缘泄漏涡形态结构和运动轨迹分析为混流泵失速先兆研究提供了新的思路.流量工况是导致混流泵旋转失速现象发生的最直接因素,随着流量减小,会对失速团的数量产生明显的影响.叶片数、叶轮转速和轮缘间隙也是影响失速团数量、传播速度和发展过程的重要因素.基于近年来国内外的研究现状,提出了未来混流泵旋转失速需要进一步深入研究的内容和方向. 展开更多

关键词 混流泵 旋转失速 失速团 失速先兆 压力脉动

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固液两相流离心泵流动特性及磨损问题研究进展 被引量：9

9

作者 李伟 潘云欣 +3 位作者 李昊明 齐寒东 吴普 路德乐 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期109-117,共9页

由于离心泵应用场合广泛,时常输送含有固体颗粒物的流体介质,固液两相流成为离心泵内流动特性研究的一个常见问题.固相介质的加入,导致扬程和效率的下降,甚至造成泵内壁面严重的磨损,对离心泵的运行性能产生较大的影响,降低了离心泵的... 由于离心泵应用场合广泛,时常输送含有固体颗粒物的流体介质,固液两相流成为离心泵内流动特性研究的一个常见问题.固相介质的加入,导致扬程和效率的下降,甚至造成泵内壁面严重的磨损,对离心泵的运行性能产生较大的影响,降低了离心泵的持续运行寿命.基于以上问题,国内外学者通过理论分析、试验研究以及数值模拟等方法,对离心泵固液两相流问题开展了大量研究,基本掌握了颗粒在离心泵内的运动分布规律及其对过流部件的磨损情况.颗粒的粒径、密度、体积分数以及离心泵的运行工况都将对泵内固液两相流动产生较大程度的影响.文中从固液两相流动特性和磨损问题这两方面介绍了离心泵固液两相流动的研究现状,并综述了主要研究方法和研究成果,为进一步优化水力及结构设计、提高固液两相流离心泵的性能和可靠性、改善磨损状况提供了一定的参考及研究基础. 展开更多

关键词 离心泵 固液两相流 流动特性 磨损

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喷水推进泵非均匀进流研究进展 被引量：8

10

作者 李伟 杨震宇 +2 位作者 施卫东 李恩达 季磊磊 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第8期757-765,共9页

针对喷水推进泵运行过程中存在的非均匀进流,从驱动轴扰动、船舶边界层厚度以及进水流道结构等方面分析了非均匀进流的成因,探讨了进口速度比IVR和船舶航行速度对不均匀度产生的影响,总结了非均匀进流的不良效应.当进口速度比IVR以及船... 针对喷水推进泵运行过程中存在的非均匀进流,从驱动轴扰动、船舶边界层厚度以及进水流道结构等方面分析了非均匀进流的成因,探讨了进口速度比IVR和船舶航行速度对不均匀度产生的影响,总结了非均匀进流的不良效应.当进口速度比IVR以及船速增加时,进流面不均匀度也随之增加,进流品质逐渐恶化.非均匀进流下,泵进流面存在径向速度与压力梯度,导致喷水推进泵在工作过程中会出现回流、二次流、流动分离等失稳现象,内部涡旋扰动代替系统扰动催生失速,导致能量耗散.同时,叶片载荷、空泡体积分布以及压力脉动也呈现出高度不均匀性.基于近年来国内外对非均匀进流的研究现状,提出了喷水推进泵非均匀进流需要进一步深入研究的内容和方向. 展开更多

关键词 非均匀进流 喷水推进泵 失稳 空化

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激光染料循环系统性能试验研究

11

作者 刘厚林 景玉成 +2 位作者 杨斌 夏青 王凯 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1410-1423,共14页

为了研究激光染料循环系统的性能,以实现对系统性能的优化,对一激光染料循环系统及其旋涡泵进行试验测量。首先对旋涡泵的能量特性、空化特性、压力脉动、振动和噪声特性进行测量,然后对染料循环系统中染料池进出口压力和染料循环器的... 为了研究激光染料循环系统的性能,以实现对系统性能的优化,对一激光染料循环系统及其旋涡泵进行试验测量。首先对旋涡泵的能量特性、空化特性、压力脉动、振动和噪声特性进行测量,然后对染料循环系统中染料池进出口压力和染料循环器的压力脉动、振动特性、噪声和温度特性进行测量。研究结果表明:旋涡泵的最佳效率点对应的流量和效率随着工频的增加而升高;临界汽蚀余量随着流量和工频的增大而增大;压力脉动的宽频带随着流量的增大而缩短,压力脉动的均值随着工频的增加而增大;噪声随着流量上升总体呈下降趋势;染料池两端的压差随着工频和流量的增加而增大;染料循环器的压力脉动幅值随着工频增加而增大,随着流量增加而减小;测点M4,M5和M6振动速度幅值随着工频的增加而增大,测点M7则先减小后增大,各测点振动速度幅值随着流量增大而减小;噪声随着工频增加而增大,随着流量增加而减小;温度随着工频增加而升高,随着流量增加而降低。 展开更多

关键词 染料循环器 旋涡泵 能量性能 压力脉动 振动 噪声

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不同工况下喷水推进泵内流性能研究 被引量：5

12

作者 李明慧 刘厚林 +2 位作者 谈明高 吴贤芳 陆友东 《舰船科学技术》 北大核心 2021年第23期88-93,共6页

为研究不同工况下喷水推进泵的内流性能,以轴流式喷水推进泵为研究对象,运用Ansys18.2流体计算软件模拟了不同转速和不同航速下喷水推进泵内的内流场,分析了喷水推进泵的转速和航速变化对其能量特性和内部流动的影响。数值计算结果表明... 为研究不同工况下喷水推进泵的内流性能,以轴流式喷水推进泵为研究对象,运用Ansys18.2流体计算软件模拟了不同转速和不同航速下喷水推进泵内的内流场,分析了喷水推进泵的转速和航速变化对其能量特性和内部流动的影响。数值计算结果表明:喷水推进泵的推力与航速呈负相关,与转速呈正相关;随着船舶航速的增大,喷水推进泵进水流道内的流速逐渐增大,叶轮进口速度的高速区面积有所增大,导叶出口速度分布的周期性逐渐减弱;随着转速的增加,叶轮进口处更容易发生空化,导叶出口压力上升,速度增大;喷水推进泵进水流道的唇部区域存在小范围的高压区,且航速越高,转速越低,该区域面积越大。 展开更多

关键词 喷水推进泵 数值模拟 外特性 内流性能

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驼峰区内混流式喷水推进泵失速状态判别研究 被引量：4

13

作者 李恩达 李伟 +2 位作者 施卫东 马凌凌 杨震宇 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期2643-2652,共10页

为了对混流式喷水推进泵的驼峰区内失速状态进行判别,捕捉失速涡的位置、形态、尺度,基于RNG k-ε湍流模型对混流泵多工况下的内部流场进行数值计算。研究结果表明:伴随着旋转失速在叶轮流道内产生,混流式喷水推进泵扬程、效率皆呈现大... 为了对混流式喷水推进泵的驼峰区内失速状态进行判别,捕捉失速涡的位置、形态、尺度,基于RNG k-ε湍流模型对混流泵多工况下的内部流场进行数值计算。研究结果表明:伴随着旋转失速在叶轮流道内产生,混流式喷水推进泵扬程、效率皆呈现大幅度下降,能量损失严重;在叶轮进流面流动分离、出流面回流、旋转失速的综合作用下,混流式喷水推进泵在0.3Qdes^0.8Qdes的扬程曲线都呈现驼峰区特性;依据过流参数、内流特性、压力分布等评判指标对驼峰区各工况流动特性进行判别,明确了各工况下所对应的失速状态;通过捕捉初始失速工况下的失速涡,发现其紧附在叶片后缘吸力面侧,横跨整个叶轮流道,并有向下游叶片前缘延展趋势;失速状态下的来流在受到失速涡的卷吸效应及堵塞作用下,流动路径呈现多次偏折,部分来流在失速涡堵塞效应及泄漏流冲击的共同作用下,最终流向下游流道。 展开更多

关键词 混流式喷水推进泵 旋转失速 驼峰区 失速判别 涡动力学

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径向导叶式潜水泵内部流动与非定常特性研究 被引量：1

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作者 王成斌 金雷 +2 位作者 张帅 谢磊 王勇 《中国农村水利水电》 北大核心 2019年第12期165-172,共8页

为了更全面地研究潜水泵的内部流动特性与非定常特性,现以一台径向导叶式潜水泵为研究对象,基于CFX对其进行计算及分析。结果表明:该泵有较好的无过载性能;从叶轮进口至导叶过渡段的压力逐渐增大,在大流量工况下,叶轮流道稍微偏离进口... 为了更全面地研究潜水泵的内部流动特性与非定常特性,现以一台径向导叶式潜水泵为研究对象,基于CFX对其进行计算及分析。结果表明:该泵有较好的无过载性能;从叶轮进口至导叶过渡段的压力逐渐增大,在大流量工况下,叶轮流道稍微偏离进口处存在极低压区。叶轮叶片工作面处出现覆盖约半个叶片的低速区,随着流量增大,该低速区逐渐消失。叶轮与导叶的动静干涉是影响叶轮径向力、轴向力以及叶轮导叶压力脉动的重要原因,随着流量增加,叶轮的平均径向力与平均轴向力都逐渐增大,并且波动幅值也逐渐增加;叶轮压力脉动的主频为轴频的7倍(7APF),导叶内的主频由正导叶内的4APF逐渐变化到过渡段与反导叶内的7APF。 展开更多

关键词 径向导叶式潜水泵 数值计算 径向力 轴向力 压力脉动

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仙桃大垸子泵站流道水力优化设计与研究 被引量：2

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作者 邓波 年夫喜 +2 位作者 李彦军 刘敏 刘莉娜 《中国农村水利水电》 北大核心 2019年第2期172-176,共5页

为确保仙桃大垸子泵站的安全、平稳、高效运行,运用三维湍流数值模拟对该大型泵站设计工况的进出水流道内部流动进行了水力优化。基于流道三维流场数值计算结果,采用轴向流速分布均匀度、入泵水流加权平均角和阻力系数3个指标综合评价... 为确保仙桃大垸子泵站的安全、平稳、高效运行,运用三维湍流数值模拟对该大型泵站设计工况的进出水流道内部流动进行了水力优化。基于流道三维流场数值计算结果,采用轴向流速分布均匀度、入泵水流加权平均角和阻力系数3个指标综合评价进水流态,采用出口平均流速分布和流道损失综合评价出水流态,揭示了肘形进水流道弯曲段内曲率半径对进水流道水力性能的影响规律,以及屈膝式出水流道出口段外曲率半径对出水流道水力性能的影响规律。结果表明:过大或过小的曲率半径和不平顺的流道线型都不利于优化进出水流道水力性能,出水流道过度段不可避免会出现分离旋涡,屈膝段曲率半径变化越连续,线型越平顺,流道水力性能就越好;线型优化应综合考虑数模计算成果和工程实施等因素。 展开更多

关键词 大垸子泵站 进出水流道 水力优化 数值模拟

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超低比转数自平衡多级离心泵转子模态分析 被引量：7

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作者 杨勇飞 李伟 +3 位作者 施卫东 马新华 何勇冠 许荣军 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期593-599,共7页

为了掌握多级离心泵转子振动特性,避免泵运行中发生共振,保证水泵运行的稳定性,基于软件ANSYSWorkbench对超低比转数自平衡多级离心泵转子进行模态分析.计算对比干态无流场预应力、干态有流场预应力及湿态有流场预应力3种情况下泵转子... 为了掌握多级离心泵转子振动特性,避免泵运行中发生共振,保证水泵运行的稳定性,基于软件ANSYSWorkbench对超低比转数自平衡多级离心泵转子进行模态分析.计算对比干态无流场预应力、干态有流场预应力及湿态有流场预应力3种情况下泵转子各阶次的固有频率,并提取泵转子的前8阶模态对应振型进行分析.结果表明:3种情况下,转子各阶反进动固有频率均小于同一阶次下的正进动频率;干态有流场预应力相比无流场预应力情况下各阶固有频率略有提高,说明流场预应力对泵转子起到一定的应力刚化作用;湿态下水对转子的质量力、黏性以及阻尼的影响会显著降低了泵转子各个阶次的固有频率,湿态下水的附加力对转子的模态影响更为明显;对比转子的前4阶振型,发现3种情况下转子各阶次的振动形式和最大振幅出现位置基本相同,其中第三阶为绕轴心的扭转振动,其余3阶振型对应为不同方向和不同形式的弯曲振动. 展开更多

关键词 多级离心泵 转子 模态分析 共振 固有频率

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基于ANSYS的轴流泵转子系统有限元分析 被引量：12

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作者 曹卫东 张骞 +1 位作者 李伟 徐玉敏 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2019年第3期282-287,共6页

为了研究预应力对便携式轴流泵叶片的应力及应变的影响,基于有限元理论,在Workbench平台上,采用ANSYS CFX软件对轴流泵内部流场和叶轮结构进行耦合求解.其中流场计算选用以雷诺平均方程为基础的SST k-ω湍流模型.结构计算采用弹性体结... 为了研究预应力对便携式轴流泵叶片的应力及应变的影响,基于有限元理论,在Workbench平台上,采用ANSYS CFX软件对轴流泵内部流场和叶轮结构进行耦合求解.其中流场计算选用以雷诺平均方程为基础的SST k-ω湍流模型.结构计算采用弹性体结构动力学方程,对叶轮叶片在不同流量工况下的变形和应力分布以及各阶模态变化进行了计算.结果表明:在水体作用力和旋转离心力作用下,轴流泵叶片的最大变形发生在叶片进口轮缘处,且从轮毂到轮缘的径向方向上,变形程度逐渐变大;在叶轮压力面靠近轮毂附近区域出现应力集中,各工况最大应力值均远小于最大拉应力,能够满足强度要求;有无预应力对转子系统的各阶模态影响很小,且不同流量工况下各阶模态的变化也很小. 展开更多

关键词 轴流泵 有限元分析 应力 应变 预应力 模态分析

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不同工况下混流泵转子径向力及压力脉动 被引量：6

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作者 李伟 张扬 +2 位作者 孙兵 施卫东 许荣军 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期277-283,共7页

为了研究混流泵内部非定常流动特性,基于ANSYS CFX软件对混流泵的外特性和内部流场进行了非定常计算,获得了不同流量工况下转子径向力的分布情况和不同监测点的压力脉动时域、频域响应,分析了不同流量工况对混流泵转子径向力和压力脉动... 为了研究混流泵内部非定常流动特性,基于ANSYS CFX软件对混流泵的外特性和内部流场进行了非定常计算,获得了不同流量工况下转子径向力的分布情况和不同监测点的压力脉动时域、频域响应,分析了不同流量工况对混流泵转子径向力和压力脉动的影响.研究结果表明,数值计算的外特性结果与试验测量结果的趋势基本吻合,说明数值计算的准确度较高. 3种流量工况下径向力的分布均呈现一定的周期性,小流量工况下的瞬态径向力合力最不稳定,设计工况下的瞬态径向力合力规律性最强,大流量工况下混流泵瞬态径向力合力波动性最小.不同流量工况下叶片通过频率始终占主导因素,低频信号是引起设计工况压力脉动的主要原因,流量变化对轮缘间隙进出口压力系数幅值影响较小,对叶轮中间位置处压力系数幅值影响较大.研究结果为揭示导叶式混流泵内部不稳定流动特性及其诱导的转子故障恶化提供理论依据. 展开更多

关键词 混流泵 不同流量工况 径向力 压力系数

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光照强度对光伏抽水灌溉系统性能的影响 被引量：3

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作者 谈明高 云天平 +2 位作者 吴贤芳 刘厚林 马皓晨 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期175-180,共6页

为掌握光照变化对无蓄电池光伏灌溉系统运行特性的影响,搭建光伏灌溉系统开式试验台,试验测量了不同光照强度下的系统性能.试验结果表明:较低光照强度下喷头工作压力、射程随光照强度增大而增大,较高光照强度下随光照强度上下波动,射程... 为掌握光照变化对无蓄电池光伏灌溉系统运行特性的影响,搭建光伏灌溉系统开式试验台,试验测量了不同光照强度下的系统性能.试验结果表明:较低光照强度下喷头工作压力、射程随光照强度增大而增大,较高光照强度下随光照强度上下波动,射程变化趋势与工作压力变化趋势一致,但旋转周期变化趋势与工作压力呈相反规律;喷头工作压力变化趋势与光伏水泵出口压力、光伏组件输出功率变化趋势一致;光照强度1000 W/m^(2)附近系统运行参数达到阈值,喷头射程与工作压力最大值分别为9.8 m和0.44 MPa,水泵流量与出口压力最大值分别为1.68 m^(3)/h和0.45 MPa;未达到阈值前,影响水泵与喷头运行的主要因素是光照强度,运行参数变化幅度较大,达到阈值后影响因素主要为光照强度和温度,运行参数变化幅度较小;较低光照强度下,组合平均喷灌强度随着光照强度增大而增大;较高光照强度下,组合平均喷灌强度随着光照强度上下变化,与光伏组件输出功率的变化趋势一致;随着光照强度增大,喷头喷灌均匀系数和分布均匀系数逐渐趋近最高值,喷灌均匀系数最高达到88%. 展开更多

关键词 光伏抽水灌溉 光照强度 喷头 泵 光伏组件

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导叶时序对多级离心泵振动特性的试验测试 被引量：4

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作者 谈明高 吴泽瑾 +2 位作者 吴贤芳 刘厚林 张可可 《水电能源科学》 北大核心 2021年第4期154-156,149,共4页

为研究导叶时序对多级离心泵性能的影响,通过搭建试验台同步测试不同导叶时序位置下多级离心泵外特性和振动特性。定义4个因素A、B、C、D,每个因素设有0°和30°两个水平,共设计8个导叶时序正交方案。试验结果表明,不同时序方案... 为研究导叶时序对多级离心泵性能的影响,通过搭建试验台同步测试不同导叶时序位置下多级离心泵外特性和振动特性。定义4个因素A、B、C、D,每个因素设有0°和30°两个水平,共设计8个导叶时序正交方案。试验结果表明,不同时序方案下,多级泵扬程、效率均有略微提高,提高幅度在0.5%以内。多级泵导叶时序对离心泵进出口振动速度影响较大,5级泵前两级泵级导叶交错布置可降低一倍轴频处的进口振动幅值,降幅达25%左右,后2个泵级导叶交错布置能降低一倍轴频处泵出口振动速度幅值,最大降低幅值为30%。无导叶时序下,多级泵进出口振动速度较大,出口振动速度为进口振动速度一倍多,出口振动更为剧烈。研究结果可为多级离心泵减振降噪提供参考。 展开更多

关键词 多级离心泵 导叶 时序效应 振动特性 试验测试

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