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基于RANS/LES混合模型的90°方形弯管内流分析 预览
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作者 王莹 董亮 +2 位作者 刘厚林 尚欢欢 潘琦 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期62-68,共7页
为了了解90°方形弯管内流速度、压力分布、流动结构等流场参数带来的影响,分别对2种RANS/LES混合模型DDES和SAS在离心力作用下的弯管流场做数值模拟,并将流动横截面速度分布和外弧面流向压力系数分布与试验结果进行对比分析.为此,... 为了了解90°方形弯管内流速度、压力分布、流动结构等流场参数带来的影响,分别对2种RANS/LES混合模型DDES和SAS在离心力作用下的弯管流场做数值模拟,并将流动横截面速度分布和外弧面流向压力系数分布与试验结果进行对比分析.为此,进一步比较了2种模型的瞬时流动结构和湍动能分布.结果表明:DDES和SAS的速度分布曲线及外弧面压力系数变化趋势相近,但是DDES在近壁区速度曲线和外弧面壁面压力系数分布上更接近试验结果;根据壁面小涡的尺度分布,DDES模拟结果在贴壁和近壁处有多种尺度的小涡,而SAS结果仅在贴壁面处存在若干无规则小涡;DDES能模拟出理论上四涡交界处的低湍动能区,而SAS未能得到此现象. 展开更多
关键词 弯管流动 延迟分离涡模拟 尺度自适应模拟 内流分析
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长短叶片对射流式自吸离心泵性能的影响 预览
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作者 董亮 潘琦 +3 位作者 刘厚林 代翠 徐建红 徐海良 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2033-2042,共10页
为了提高射流式自吸离心泵性能,以1台比转数为34的射流式自吸离心泵为研究对象,从试验与数值计算2个方面对比分析6叶片(6个长叶片)与8叶片(4个长叶片和4个短叶片)在2种条件下模型泵的外特性及噪声特性的变化规律。基于试验泵测试系统以... 为了提高射流式自吸离心泵性能,以1台比转数为34的射流式自吸离心泵为研究对象,从试验与数值计算2个方面对比分析6叶片(6个长叶片)与8叶片(4个长叶片和4个短叶片)在2种条件下模型泵的外特性及噪声特性的变化规律。基于试验泵测试系统以及数据采集系统建立实验平台,实现射流式自吸泵性能参数以及内声场噪声的同步采集。研究结果表明:额定工况下优化模型的扬程较原模型提高12.6%,效率提高0.8%;射流泵内部水动力噪声降低1.6%,外场流动噪声降低2%左右。 展开更多
关键词 射流式自吸离心泵 长短叶片 外特性 噪声
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浮筏参数对船用离心泵振动特性的影响 预览
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作者 王新海 李钰 +3 位作者 刘厚林 王凯 王淑红 王玥 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第11期929-935,共7页
为了研究浮筏参数对船用离心泵性能的影响,选择1台立式船用离心泵为研究对象.基于Kriging模型建立了浮筏正面开腔体的正长l1、侧长l2、正厚t1、侧厚t2、正宽w1、侧宽w 2与浮筏重量、泵振动特性之间的近似模型,其中12组数值方案由最优拉... 为了研究浮筏参数对船用离心泵性能的影响,选择1台立式船用离心泵为研究对象.基于Kriging模型建立了浮筏正面开腔体的正长l1、侧长l2、正厚t1、侧厚t2、正宽w1、侧宽w 2与浮筏重量、泵振动特性之间的近似模型,其中12组数值方案由最优拉丁方方法确定.同时对浮筏质量最小和最大振动烈度最小的2种方案进行了振动特性分析.研究结果表明:l1和t2对浮筏质量影响最大;随着l1增大,浮筏质量先减小后增大;随着t2增大,浮筏质量先增大后减小,接着再增大后减小;t2对浮筏振动烈度的影响不大;随着l1,w1,t1,l2和w2增大,浮筏的振动烈度都是先减小后增大;浮筏最大振动烈度最小和质量最小的2种方案使得振级落差均获得显著提升,振级落差由14.2 dB分别提升到22.6和21.8 dB. 展开更多
关键词 浮筏 船用离心泵 振动烈度 质量 振级落差
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液力减速器振动特性的试验研究 预览
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作者 赵宇琪 董亮 +2 位作者 刘厚林 代翠 肖佳伟 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第12期1061-1066,共6页
为研究充液率、转速及叶片倾角对液力减速器外特性的影响,通过INV3020数据采集系统建立了振动试验系统,实现了振动信号的采集.以75°及90°泵轮液力减速器为模型,调节充液率维持在50%,60%,70%,80%,90%,100%情况下,调节变频器使... 为研究充液率、转速及叶片倾角对液力减速器外特性的影响,通过INV3020数据采集系统建立了振动试验系统,实现了振动信号的采集.以75°及90°泵轮液力减速器为模型,调节充液率维持在50%,60%,70%,80%,90%,100%情况下,调节变频器使泵轮转速恒定在800~1 200 r/min 5种工况进行试验研究.研究结果表明:充液率及转速的增加能够加剧液力减速器的振动特性,叶片倾角的减小使空化提前发生,发生空化时会出现振动激增现象;液力减速器从泵轮流出的液流对涡轮的作用力主要为轴向冲击力,故轴向测点振动最剧烈,其他方向测点振动幅值小于轴向测点. 展开更多
关键词 液力减速器 转速 充液率 叶片倾角 振动
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转子—定子型离心式水力空化发生器非定常空化形成机制 预览
5
作者 王勇 严骏 +2 位作者 王健 刘厚林 Matevz Dular 《哈尔滨工程大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第12期1887-1893,共7页
为了研究一种高效水力空化发生器的运行原理,采用试验测试与数值模拟结合的方法研究了一台转子—定子型离心式水力空化发生器内的非定常空化机制。数值计算与试验吻合较好,结果表明空化发生器内存在三种空化机制:钝头体绕流空化、尾涡... 为了研究一种高效水力空化发生器的运行原理,采用试验测试与数值模拟结合的方法研究了一台转子—定子型离心式水力空化发生器内的非定常空化机制。数值计算与试验吻合较好,结果表明空化发生器内存在三种空化机制:钝头体绕流空化、尾涡空化和楔形槽空化,分别位于转子叶齿前缘、叶齿后侧和定子叶齿前缘,其中定子叶齿前缘空化具有明显的周期性。空泡整体分布不完全对称,定子叶齿前缘空化主要发生在蜗壳5-8断面间;转子叶齿前缘空化发生在8-1断面间,而后侧尾涡空化变化幅度较小。空泡体积含量呈周期性变化,与一对转子—定子叶齿的交错周期相吻合。研究成果可为离心式水力空化发生器的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 空化 空化发生器 离心泵 可视化实验 数值模拟 水力空化 转子定子 钝头体空化 尾涡空化 楔形槽空化
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运行参数对倒伞曝气机曝气性能影响试验 预览
6
作者 王勇 明加意 +3 位作者 董亮 刘厚林 刘嘉伟 汪文生 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第20期67-73,共7页
转速、浸没深度和液位高度对倒伞曝气机曝气性能的影响较大,为了研究各影响参数协同作用下倒伞曝气机曝气性能的变化情况,该文通过试验研究了不同转速、浸没深度和液位高度对曝气性能的影响。研究表明:在相同转速时随着运行时间的增加... 转速、浸没深度和液位高度对倒伞曝气机曝气性能的影响较大,为了研究各影响参数协同作用下倒伞曝气机曝气性能的变化情况,该文通过试验研究了不同转速、浸没深度和液位高度对曝气性能的影响。研究表明:在相同转速时随着运行时间的增加曝气池溶解氧浓度随之增大,但增幅逐渐降低;随着转速的增加,叶轮对水的做功能力增强,提高了水面的湍动强度及水面下的复氧强度,进而缩短了曝气池达到氧饱和的时间,转速为300 r/min达到氧饱和的时间比150 r/min缩短了约57%。转速、浸没深度和液位高度的改变均会极大地影响倒伞曝气机的性能:转速的增加能够提升倒伞曝气机的标准氧总转移系数和标准充氧能力,但对于标准动力效率的提升有一个上限值,该上限值与浸没深度有关;倒伞曝气机低速运行时,浸没深度和液位高度对标准氧总转移系数和标准充氧能力的影响较小。液位高度的增加会加大倒伞曝气机的标准充氧能力和标准动力效率,但是相同液位高度下,随着转速的增加标准动力效率增幅明显小于标准充氧能力增幅,当液位高度为250 mm时,转速从150增加到300 r/min,标准充氧能力值提高2.91倍而标准动力效率提高1.22倍。该研究可为倒伞曝气机的经济运行提供参考。 展开更多
关键词 压力 叶轮 倒伞曝气机 变转速 标准氧总转移系数 标准充氧能力 标准动力效率
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液力减速器空化特征信号量化分析方法与验证 预览
7
作者 董亮 刘嘉伟 +2 位作者 刘厚林 肖佳伟 赵宇琪 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第22期53-60,共8页
空化监测阈值的确定是对液力减速器空化状态判别的关键环节。为准确量化液力减速器空化信号特征阈值,搭建了扭矩、振动、噪声、压力脉动和高速摄影的同步采集试验台。并在引入宽频带振动加速度和宽频带噪声声压级的基础上的,采用对每种... 空化监测阈值的确定是对液力减速器空化状态判别的关键环节。为准确量化液力减速器空化信号特征阈值,搭建了扭矩、振动、噪声、压力脉动和高速摄影的同步采集试验台。并在引入宽频带振动加速度和宽频带噪声声压级的基础上的,采用对每种工况计算其均值序列的原则对叶片倾角为0°的液力减速器的振动、噪声和压力脉动的空化特征信号进行了量化分析,确定了振动、噪声和压力脉动信号及其空化特征频带内的阈值。振动加速度级2 000-3 000 Hz频带阈值为94.5 d B,4 000-5 000 Hz频带阈值为89 d B。噪声声压级2 000-4 000 Hz频带内阈值为97 d B;5 000-6 400 Hz频带内阈值为78 d B;4APF处比值1.9,BPF处比值2.3。为了验证该文所建立量化分析方法的有效性,以叶片倾角为15°的液力减速器为研究对象,采用该文所提出的阈值确定方法对其空化状态进行评判,验证工况A(初始压力0.01 MPa)和B(初始压力0.03 MPa)任一特征频带上的振动噪声均大于相应阈值,判断工况A和B发生了空化;验证工况C(初始压力0.06 MPa)小于阈值,未发生空化。并通过高速摄影试验进行验证,验证工况A和B出现气泡,验证工况C未观测到气泡。结果表明,该文所提出的阈值确定方法能够准确的区分出液力减速器的空化状态。 展开更多
关键词 振动 噪声 信号分析 液力减速器 空化 压力脉动
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超低比转速离心泵关阀启动瞬态特性分析 预览
8
作者 王勇 陈杰 +2 位作者 刘厚林 邵昌 张翔 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第11期68-74,F0003共8页
为探究超低比转速离心泵关阀启动瞬态特性,该文以一台比转速为25的超低比转速离心泵为研究对象,在关死点工况下对稳态和关阀启动瞬态过程进行数值模拟,并与试验结果进行对比,研究表明:在关死点稳态工况下性能曲线与试验测得结果变化趋... 为探究超低比转速离心泵关阀启动瞬态特性,该文以一台比转速为25的超低比转速离心泵为研究对象,在关死点工况下对稳态和关阀启动瞬态过程进行数值模拟,并与试验结果进行对比,研究表明:在关死点稳态工况下性能曲线与试验测得结果变化趋势相同,最大偏差小于5%,验证了数值模拟的准确性;关阀启动过程,不同启动加速度下启动过程的末期均出现一个冲击扬程;在相同转速时,稳态过程中间截面的静压分布、相对速度流线分布和进口管路内相对速度与关阀启动瞬态过程分布趋势存在差异。关阀启动瞬态过程内部流场的发展总体上滞后于关死点稳态过程内部流场。研究结果可为进一步研究超低比转速离心泵启动的瞬态过程特性提供参考。 展开更多
关键词 离心泵 计算机仿真 试验 关死点工况 稳态特性 瞬态特性
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单流道离心泵定常非定常性能预测及湍流模型工况适用性 预览 被引量:2
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作者 吴贤芳 冯进升 +2 位作者 刘厚林 丁剑 陈汇龙 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第S1期85-91,共7页
为了评价计算流体动力学在单流道离心泵性能预测中的精度,以一台比转速为140的单流道离心泵作为研究对象,基于试验测试结果,对比分析了定常及非定常计算方法的性能预测结果,研究了标准k-ε湍流模型(Standard k-ε)、重正化群k-ε湍流模... 为了评价计算流体动力学在单流道离心泵性能预测中的精度,以一台比转速为140的单流道离心泵作为研究对象,基于试验测试结果,对比分析了定常及非定常计算方法的性能预测结果,研究了标准k-ε湍流模型(Standard k-ε)、重正化群k-ε湍流模型(Renormalization group k-ε,RNG k-ε),标准k-ω湍流模型(Standard k-ω)和SST k-ω湍流模型(Shear stress transport k-ω,SST k-ω)4种湍流模型在单流道离心泵内流计算中的适用性,并分析了泵内的流动。结果表明,单流道离心泵内流的CFD计算应采用非定常方法;小流量工况下,单流道泵的内流CFD(Computational fluid dynamics)计算应采用SST k-ω模型,扬程、效率和功率偏差均比较小,分别为0.38%、3.12百分点和5.59%;设计工况和大流量工况下的内流计算应采用RNG k-ε模型,扬程预测偏差在3%以内,效率预测偏差在4个百分点以内,功率预测偏差在4%以内;小流量工况时,单流道叶轮叶片进口边下游压力面流道内出现较严重的流动分离和回流现象;单流道叶轮出口环面的低压区位置位于叶片出口边上游,且紧靠出口边。研究结果可为单流道离心泵CFD性能预测提供参考。 展开更多
关键词 性能 预测 湍流模型 数值模拟 非定常计算 适用性
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双流道泵偏工况不同叶轮外径时压力脉动 预览 被引量:3
10
作者 丁荣 谈明高 +2 位作者 刘厚林 张景 何乃昌 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第4期301-306,共6页
为研究偏工况下不同叶轮外径D2(101,103,105 mm)对双流道污水泵内压力脉动的影响,采用Mixture多相流模型对泵内固液两相流进行了非定常数值计算,并进行了试验验证.偏工况主要包括了小流量工况0.6Qd和大流量工况1.2Qd.结果表明,在小流... 为研究偏工况下不同叶轮外径D2(101,103,105 mm)对双流道污水泵内压力脉动的影响,采用Mixture多相流模型对泵内固液两相流进行了非定常数值计算,并进行了试验验证.偏工况主要包括了小流量工况0.6Qd和大流量工况1.2Qd.结果表明,在小流量工况下,蜗壳周向压力脉动总体上均随D2增大而增大,且叶轮外径从103 mm增大到105 mm时压力脉动最大增幅达到53.2%;而在大流量工况时,除VP3,VP6和VP7点外,其余各点处蜗壳周向压力脉动均随D2增大而小幅增大.在2种流量工况下,蜗壳周向压力脉动均随角度变化剧烈震荡,同时,偏工况下较小的叶轮外径有利于减小泵内压力脉动.在固液两相流工况下,当D2为105 mm时隔舌附近各点瞬时静压值波动都很剧烈,各点压力脉动主频在0.6Qd下以低频为主,而在1.2Qd下则均是叶频,且在该工况下各点压力脉动最大幅值均随D2增大而增大.研究结果可为双流道污水泵的优化设计提供依据. 展开更多
关键词 双流道污水泵 偏工况 叶轮外径 压力脉动 固液两相流 叶频
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叶片不等间距对离心泵水动力噪声的影响 预览 被引量:1
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作者 谈明高 张景 +2 位作者 刘厚林 王勇 黄浩钦 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期22-27,34共7页
以一台六叶片单级单吸立式离心泵为研究对象,研究了叶片不等间距对离心泵流体诱导噪声的影响。首先基于转子自动平衡理论建立了3种叶片不等间距叶轮模型,并对模型泵全流场进行了CFD数值计算,以提取蜗壳及泄露流道壁面偶极子声源。通过... 以一台六叶片单级单吸立式离心泵为研究对象,研究了叶片不等间距对离心泵流体诱导噪声的影响。首先基于转子自动平衡理论建立了3种叶片不等间距叶轮模型,并对模型泵全流场进行了CFD数值计算,以提取蜗壳及泄露流道壁面偶极子声源。通过振动试验与基于模态响应的振动计算结果对比,验证了模型泵振动噪声数值预测的可行性,并进一步借助直接边界元法完成了水动力噪声计算。对比叶片不等间距叶轮与原叶轮模型计算结果,分析表明:叶片不等间距布置后泵总声功率级与声压级频谱均整体明显降低,但各不等间距模型总声功率级差距较小,最大仅为0.5%;除原叶频及谐频处声压级峰值外,叶片不等间距模型在145 Hz及其谐频上产生了新的声压级峰值,噪声能量更分散,噪声频谱更平稳;最小角间距θmin=50°时模型更能兼顾叶频和145 Hz处辐射噪声特性,噪声性能更优。 展开更多
关键词 立式离心泵 振动噪声 叶片不等间距
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导叶周向安装位置对离心泵叶轮径向力的影响 预览 被引量:5
12
作者 郭豹 刘厚林 +2 位作者 谈明高 丁荣 王凯 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第3期204-209,共6页
为研究导叶和环形蜗室周向相对位置对离心泵叶轮径向力的影响,以某配有导叶和环形蜗室的离心泵为研究对象,设计相对位置角α分别为0°,10°,20°和30°的4套计算方案.采用ANSYS CFX对泵内全流场进行非定常的数值模拟,... 为研究导叶和环形蜗室周向相对位置对离心泵叶轮径向力的影响,以某配有导叶和环形蜗室的离心泵为研究对象,设计相对位置角α分别为0°,10°,20°和30°的4套计算方案.采用ANSYS CFX对泵内全流场进行非定常的数值模拟,并通过试验对数值计算结果进行验证.基于数值计算结果,分析了导叶和环形蜗室不同相对位置下泵能量性能和叶轮径向力的变化规律.结果表明:α的变化对泵能量性能有明显的影响,不同的α,扬程的最大变化为1.95%,效率的最大变化为1.39%,且α=20°时,其能量特性最优;随着α的增大,径向力脉动的幅值先减小后增大,α=20°,其脉动幅值最小,为最大脉动幅值的80%;随着α的增大,径向力脉动的主频先增加后减小,主频和次频对应的脉动幅值则先减小后增加,α=20°时,主频和次频处的脉动幅值最小;α的改变会对径向力矢量的分布产生影响,当α=0°和30°时,其分布具有较强的规律性,且α=0°时,其分布更有利于离心泵的长期运行. 展开更多
关键词 离心泵 导叶 环形蜗室 相对位置 径向力
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基于运行稳定性的离心泵导叶安装位置优化试验与分析 预览 被引量:1
13
作者 刘厚林 明加意 +2 位作者 肖佳伟 董亮 白羽 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期93-99,共7页
为提高导叶式离心泵的运行稳定性,探寻径向导叶相对隔舌的最佳安装位置,该文通过数值模拟确定了某型号单级单吸导叶式离心泵的3种典型导叶安装位置,并通过试验对3种安装位置下的外特性、压力脉动和振动特性进行了测试。对比分析了外特... 为提高导叶式离心泵的运行稳定性,探寻径向导叶相对隔舌的最佳安装位置,该文通过数值模拟确定了某型号单级单吸导叶式离心泵的3种典型导叶安装位置,并通过试验对3种安装位置下的外特性、压力脉动和振动特性进行了测试。对比分析了外特性曲线、压力脉动幅值和频域特性、振动幅值和频域特性。研究结果表明,蜗壳隔舌处于导叶出口流道中间位置时,离心泵水力性能最好,效率相对于其他2个位置最多提高2个百分点;测点在3个方向上的振动加速度幅值均处于较低水平,但是会增大蜗壳扩散段在大流量时的压力脉动幅值,最多高出2.25 k Pa。由于径向导叶的存在,2倍轴频和3倍轴频是压力脉动的主要激励频率;2倍轴频与6倍轴频是振动加速度的主要激励频率。蜗壳扩散段压力脉动幅值随着流量增加先减小后增大,在0.6倍工况达到最低值。导叶安装位置对压力脉动频域分布规律和振动加速度频谱特性的影响较小,相同工况下,测点的压力脉动频域分布规律和振动加速度频谱特性基本相同。因此,该研究为径向导叶的合理布置提供了参考。 展开更多
关键词 离心泵 振动 压力 径向导叶
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径向导叶出口型式对洒水车泵压力脉动的影响 预览
14
作者 蒋玲林 刘厚林 +1 位作者 王凯 邵昌 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第4期290-294,300共6页
为了研究径向导叶出口型式对自吸式洒水车离心泵外特性、压力脉动及径向力的影响,基于Shear Stress Transport湍流模型和SIMPLE算法,对3种不同径向导叶出口型式的自吸式洒水车泵进行了非定常数值计算,监测径向导叶出口处的压力脉动和蜗... 为了研究径向导叶出口型式对自吸式洒水车离心泵外特性、压力脉动及径向力的影响,基于Shear Stress Transport湍流模型和SIMPLE算法,对3种不同径向导叶出口型式的自吸式洒水车泵进行了非定常数值计算,监测径向导叶出口处的压力脉动和蜗壳的径向力,并对压力脉动进行时域分析,同时比较监测点的压力脉动幅值和蜗壳壁面受到的径向力大小.计算结果表明:增大径向导叶出口面积,可以改善径向导叶出口处流态,从而提高离心泵的效率;在同一工况下,增大径向导叶出口面积,可以降低径向导叶出口处压力脉动幅值,减轻径向导叶和第二级叶轮动静干涉的危害,并且减小蜗壳径向力;同一径向导叶出口型式洒水车离心泵模型,在流量较小时,在一个旋转周期内蜗壳壁面所受到的径向力平均值较大. 展开更多
关键词 自吸式洒水车泵 径向导叶 出口型式 压力脉动 径向力
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多级离心泵叶轮与导叶的匹配特性 预览 被引量:1
15
作者 王凯 王文博 +1 位作者 刘厚林 夏晨 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期392-398,405共8页
基于CFX软件,采用k-ε模型对某一立式三级离心泵全流场进行数值模拟,并进行试验验证,表明在设计工况下数值计算结果与试验结果吻合较好,但泵内流场分析发现,叶轮-导叶间隙及导叶内的流动损失较大.为了减少流动损失,提高多级离心泵叶轮... 基于CFX软件,采用k-ε模型对某一立式三级离心泵全流场进行数值模拟,并进行试验验证,表明在设计工况下数值计算结果与试验结果吻合较好,但泵内流场分析发现,叶轮-导叶间隙及导叶内的流动损失较大.为了减少流动损失,提高多级离心泵叶轮与导叶之间的匹配特性,分别重新设计4种采用不同进口结构形式的导叶.在设计工况下对4种不同进口的导叶模型进行定常数值计算,并对水力性能、内部流动规律及叶片表面压力分布规律进行分析.结果表明:导叶进口采用扩散结构,与叶轮出口边相平行的模型水力性能最好;导叶进口采取扭曲结构时,能够提高叶轮扬程,但也会增大导叶与叶轮间隙的流动损失,并导致导叶进口压力不稳定;当导叶进口与叶轮出口平行时,可以减小导叶内的流动损失,提高导叶的水力性能;当导叶进口与轴线平行时,可以弱化叶轮与导叶之间的干涉作用,提高叶轮的水力性能,但会增大叶轮与导叶间隙处产生的流动损失. 展开更多
关键词 多级离心泵 叶轮 导叶 匹配特性 进口结构
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高温高压冶金用热水循环泵模态分析 预览 被引量:6
16
作者 刘厚林 白羽 +2 位作者 董亮 刘明明 肖佳伟 《江苏大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期159-164,共6页
为获得冶金用热水循环泵实际工作状态下的振动特性,对泵转动部件与静止部件进行了实体造型,并基于ANSYS Workbench平台对无预应力模态进行了计算,分析了温度不同导致的材料性质变化对2部件模态性能的影响.以泵外特性试验为基础,应用流... 为获得冶金用热水循环泵实际工作状态下的振动特性,对泵转动部件与静止部件进行了实体造型,并基于ANSYS Workbench平台对无预应力模态进行了计算,分析了温度不同导致的材料性质变化对2部件模态性能的影响.以泵外特性试验为基础,应用流固耦合技术,对常温常压与高温高压2种环境下的有预应力模态进行计算,对比了不同环境下转动部件与静止部件的各阶固有频率及振幅.从临界转速方面校核了转子系统的刚度,并给出了2部件前6阶模态下的振型.结果表明:冶金用热水循环泵零件结构和材料性质是决定其各阶固有频率的主要因素,而预应力对各阶固有频率的影响很小;不同条件下,转动部件与静止部件各阶模态的振幅几乎没有变化,零件结构形状决定了其各阶模态下的振幅;该泵的转子是一个稳定的刚性系统. 展开更多
关键词 热水循环泵 高温高压 模态分析 流固耦合 固有频率
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高温高压对冶金用热水循环泵结构强度的影响 被引量:4
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作者 董亮 白羽 +1 位作者 刘厚林 刘永付 《华中科技大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期28-31 53,共5页
为获得冶金用热水循环泵实际工作状态下的结构强度,对泵内部全流场进行了多工况定常数值模拟,并基于ANSYS Workbench平台对泵转动部件与静止部件进行了单向流固耦合计算.得到了不同工况下关键零件的最大等效应力,并对比了常温常压与高... 为获得冶金用热水循环泵实际工作状态下的结构强度,对泵内部全流场进行了多工况定常数值模拟,并基于ANSYS Workbench平台对泵转动部件与静止部件进行了单向流固耦合计算.得到了不同工况下关键零件的最大等效应力,并对比了常温常压与高温高压条件下转动部件与静止部件的应力分布,分析了结构应力分布特征.结果表明:热水循环泵各零件最大等效应力值均小于自身材料的抗拉强度,满足强度要求;常温常压条件下,转动部件的键及键槽处应力值最大,而在高温高压条件下,泵轴轴承段因热载荷出现了应力集中的现象;常温常压条件下,泵体应力分布主要受到重力作用,各支撑部位的应力较大,高温高压条件下,泵体温度梯度较大位置应力较大. 展开更多
关键词 热水循环泵 高温高压 结构强度 流固耦合 热载荷 数值模拟
离心泵混合网格优化算法研究 预览
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作者 刘厚林 肖佳伟 +2 位作者 明加意 董亮 刘明明 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期49-55,共7页
针对现有离心泵混合网格优化算法,分别对四面体网格和三棱柱网格进行优化,会出现优化质量不高且效率较低的问题,建立一种同时考虑三角形形状和棱柱侧边正交性的三棱柱网格质量优化目标函数,并结合已有四面体网格质量优化目标函数,建立... 针对现有离心泵混合网格优化算法,分别对四面体网格和三棱柱网格进行优化,会出现优化质量不高且效率较低的问题,建立一种同时考虑三角形形状和棱柱侧边正交性的三棱柱网格质量优化目标函数,并结合已有四面体网格质量优化目标函数,建立了能够在优化的同时考虑四面体和三棱柱网格质量的目标函数。此外,对比分析了6种不同求最优值方法在迭代次数以及需求精度等因素变化情况下对混合网格优化效果的影响。数值验证结果表明,共轭梯度法和二分法相结合且权重系数取0.2的求最优值方法,其优化效果和效率最好;对比分析本优化算法与某商业软件中的优化算法,最差网格单元质量和整体网格的质量均有所提高,且本算法优化后得到的最差网格单元质量要高于某商业软件。所提算法的优化效果优于已有算法。 展开更多
关键词 离心泵 混合网格 目标函数 最优值算法
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导叶相位角度对管道输油泵水力性能的影响 预览 被引量:2
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作者 谭东杰 白羽 +3 位作者 刘厚林 董亮 李柏松 张宏 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第9期756-761,共6页
为提高管道输油泵水力性能,以某型号大型管道输油泵为研究对象,针对导叶相位角度对其水力性能的影响进行研究.采用Pro/E与Gambit软件对该输油泵全流道内流场进行三维造型与网格划分.应用计算流体动力学软件CFX对输油泵在6个导叶相位(0&#... 为提高管道输油泵水力性能,以某型号大型管道输油泵为研究对象,针对导叶相位角度对其水力性能的影响进行研究.采用Pro/E与Gambit软件对该输油泵全流道内流场进行三维造型与网格划分.应用计算流体动力学软件CFX对输油泵在6个导叶相位(0°,6°,12°,18°,24°和30°)及5个流量工况(0.8Qd,0.9Qd,1.0Qd,1.1Qd和1.2Qd)下的内流场进行定常数值计算,得到了不同导叶相位下输油泵的性能曲线,对比分析了不同导叶相位下输油泵的内部流动情况.研究结果表明:不同相位时,在设计工况下扬程差别较大,扬程最大相差6%,大流量及小流量工况下扬程的差别较小;设计工况下效率差别较小,大流量及小流量工况下效率的差别增大,效率最大相差2%;导叶叶片背面出口处的低速区是影响输油泵水力性能的重要因素,不同导叶相位下,蜗壳隔舌处的流场不同,进而影响输油泵的水力性能;受导叶流道出口低速区的影响,导叶相位为6°,12°及18°时,蜗壳扩散段流态较差,导致输油泵效率偏低,且蜗壳出口速度分布非常不均,不利于输油泵高效平稳地运行. 展开更多
关键词 管道输油泵 导叶相位 水力性能 数值模拟
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流固耦合作用对离心泵关死点内流的影响 被引量:3
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作者 吴贤芳 谈明高 +1 位作者 刘厚林 丁剑 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期172-181,共10页
为了揭示流固耦合作用对离心泵关死点工况下的内流影响,对一比转数为46的离心泵关死点工况下的结构场和内流场进行了流固耦合数值计算,并对离心泵关死工况下内流计算的边界条件作了详细说明.基于流固耦合计算结果,对比了流固耦合前后关... 为了揭示流固耦合作用对离心泵关死点工况下的内流影响,对一比转数为46的离心泵关死点工况下的结构场和内流场进行了流固耦合数值计算,并对离心泵关死工况下内流计算的边界条件作了详细说明.基于流固耦合计算结果,对比了流固耦合前后关死点扬程预测精度、泵内流场分布和压力脉动的差异,并给出了叶片位移变形.研究结果表明:考虑流固耦合作用对关死点扬程的预测精度影响较小;考虑流固耦合作用后叶轮各流道内的"射流-尾迹"更为明显,蜗壳扩散段的漩涡强度增加,叶轮内压力脉动也呈现出更为明显的周期性;流固耦合作用对于压力脉动幅值频率有较大影响;叶片位移变形从进口到出口逐渐增加,靠近隔舌的叶片位移变形最大. 展开更多
关键词 离心泵 关死点 全流场 非定常 流固耦合
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