国家自然科学基金(51079062)
- 作品数：17 被引量：288H指数：10
- 相关作者：刘厚林王凯谈明高吴贤芳王勇更多>>
- 相关机构：江苏大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家杰出青年科学基金江苏省自然科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程农业科学自动化与计算机技术理学更多>>
- 三种空化模型在离心泵空化流计算中的应用评价被引量：80
- 2012年
- 为寻求一种更好的数值计算方法来模拟离心泵空化流,该文比较了Zwart-Gerber-Belamri模型、Kunz模型和Schnerr-Sauer模型在离心泵空化流模拟中的适用性。在3个不同的流量系数(φ=0.082、0.102、0.122)下,将每个模型的数值计算结果与试验结果进行对比,发现设计流量系数和小流量系数下Kunz模型的模拟结果与试验值最为吻合,大流量系数下Zwart-Gerber-Belamri模型的模拟结果更接近试验值。分析了φ=0.102时Kunz模型得到的空化流场,发现随着空化数的减小,空泡首先在叶片吸力面进口边附近产生,然后沿叶片吸力面向出口方向和叶片压力面扩展;叶轮流道总压系数的下降主要发生在上游断面,空化的发展对下游断面的影响很小;空化对叶片表面载荷分布影响较大。
- 刘厚林刘东喜王勇吴贤芳庄宿国
- 关键词：空化离心泵
- 双叶片离心泵内失速现象的三维PIV分析被引量：16
- 2012年
- 为了揭示双叶片离心泵内失速现象的发生和发展过程,采用三维粒子图像测速(PIV)系统对比转数为134的双叶片离心泵在4个工况下3个截面的流体流动进行了分析.结果表明:随着流体流量的减小,叶片的压力面首先出现流动分离并产生漩涡;当流体流量继续减小时,漩涡堵塞了流道而使流体流动受阻,造成了叶轮流道失速的现象.在最优工况下,叶轮内流体的流态最佳;在0.8倍最优工况下,中间截面发生了流动分离;在0.5倍最优工况下,中间截面的流动分离扩张并产生了失速;在流量减小至0.2倍最优工况的流量之前,前盖板处也出现了失速,而在后盖板处没有发现漩涡.同时,叶轮内流场的轴向速度很不均匀,由流道进口到出口、吸力面到压力面,其轴向速度逐渐减小,并且叶片压力面的负向轴向速度区域随着失速的发展而扩大.
- 刘厚林杨东升谈明高王凯庄宿国杜辉
- 关键词：失速漩涡
- 低比转数离心泵驼峰现象的CFD分析被引量：10
- 2013年
- 为揭示低比转数离心泵性能曲线产生驼峰现象的内流机理,采用RANS方法算法对一低比转数离心泵2个方案(有驼峰和无驼峰)下的内部进行了全流场CFD计算,重点分析了驼峰现象产生时2个方案内部流动结构的差异。结果表明:性能曲线出现驼峰时,2个方案的靠近蜗壳隔舌的叶轮流道内的流动结构差异最为明显;该流道内叶片压力面的低速区会明显增大并伴有漩涡流动;该流道进口也会出现明显的漩涡流动引起进口冲击损失增加;同时该流道出口的"射流-尾迹"现象也会突变,引起出口(混合)水力损失增加。因此这些损失的增大是引起驼峰现象的重要原因。
- 马皓晨丁荣杨东升
- 关键词：CFD水力损失
- 双叶片离心泵内动静干涉的三维PIV测量被引量：11
- 2012年
- 为研究叶轮与蜗壳的动静干涉作用,采用三维PIV对一双叶片离心泵最优工况下叶轮流道内3个截面内的流动进行了测量,每个截面内测量9个叶片位置.结果表明:随着叶片与隔舌距离的不同,叶轮流道内的相对速度场和轴向速度场发生了明显的变化;当叶片在隔舌与蜗壳1断面间时,流道内的流量最小,相对速度场分布最为均匀;在前盖板附近吸力面的流道出口出现了低速区,形成了射流-尾迹结构,并在流道进口发现较强的轴向速度;当叶片随着旋转方向远离隔舌时,流道内的流量逐渐增大,在叶片压力面进口出现了流动分离并产生了旋涡,而流道出口的相对速度变得平稳,同时流道进口的轴向速度减弱;当叶片随着旋转方向靠近隔舌时,叶轮流道内的流量逐渐减小,流道进口的旋涡减弱并消失,流道出口的压力面附近相对速度降低,吸力面附近的相对速度增大,同时流道进口的轴向速度继续减弱.
- 刘厚林杨东升谈明高王凯庄宿国
- 关键词：旋涡
- 离心泵非设计工况空化振动噪声的试验测试被引量：53
- 2012年
- 在离心泵闭式试验台上,基于虚拟仪器数据采集系统和泵产品测试系统建立了离心泵空化诱导振动噪声的试验测试系统,实现了泵性能参数和空化诱导振动噪声信号的同步采集。以一台单级单吸离心泵为研究对象,测量了模型泵在不同流量下,空化余量(NPSH)变化时的振动和噪声信号并对其进行了处理,得到了不同流量下振动加速度和噪声声压级随NPSH变化的曲线图。试验结果表明:不同流量下,随NPSH的下降,振动加速度和声压级先保持不变然后明显升高,据此可以初步判断泵的初生空化余量;泵体的振动强度高于其他测点;除轴向振动变化规律复杂外,其余测点随着流量的增加振动加强。
- 王勇刘厚林袁寿其谈明高王凯
- 关键词：离心泵空化振动噪声非设计工况
- 采用径向回流平衡孔的低比速离心泵压力脉动特性被引量：6
- 2011年
- 采用Relizable k~ε模型对具有径向回流平衡孔以及传统轴向回流平衡孔和无平衡孔结构的低比速离心泵进行全流场非定常数值模拟,并进行时域分析和频域分析。研究结果表明：平衡孔采用径向回流方式、传统轴向回流方式以及无平衡孔结构这3种方案时,离心泵的叶轮进口、蜗壳出口以及蜗壳隔舌处的流体均随时间呈周期性波动,脉动频率以叶片通过频率为主;具有径向回流平衡孔的低比速离心泵与其他2种结构形式的低比速离心泵相比,能够有效地改善蜗壳隔舌处的压力脉动情况。
- 曹卫东张晓娣施卫东
- 关键词：低比速离心泵压力脉动数值模拟结构网格
- 离心泵叶轮轴面图的全自动CFD优化被引量：21
- 2011年
- 叶轮轴面图设计的好坏直接影响离心泵的效率。以轴面图上的前盖板圆弧半径R0和R1、前盖板倾角T1、后盖板圆弧半径R2、后盖板倾角T2等5个几何参数为自变量,以泵水力效率最大为目标,采用Isight集成Pro/E、Gambit和Fluent等软件,实现了对离心泵叶轮轴面图进行CFD全自动优化。优化样本数据设计采用最优拉丁方试验设计方法确定。采用该方法对一比转数为84.8的离心泵进行优化。结果表明:优化后的扬程比优化前提高了4.85%,且优化后的水力效率从83.20%增加到84.51%,提高了1.31个百分点。因此,建立的叶轮轴面图全自动CFD优化方法是可行有效的,可为离心泵的水力优化设计提供参考。
- 王凯刘厚林袁寿其吴贤芳王勇
- 关键词：离心泵优化设计叶轮轴面图CFD
- 零流量工况下双叶片泵内部流场三维PIV测量被引量：8
- 2011年
- 采用三维PIV测试技术对一比转数为111的双叶片泵零流量工况下的内部流动进行了测量。采用基于光纤制作的外触发同步系统和等效标定方法等关键技术来保证三维PIV测试精度。在Visual C++2005平台下,根据速度三角形,编写了三维PIV速度合成程序,将测量的绝对速度与圆周速度合成得到相对速度。结果表明:隔舌对叶轮内绝对速度场影响较大;叶轮流道内3个测量平面上都存在较大范围的漩涡区,但漩涡的大小、位置有所不同;蜗壳扩散段存在低速区域,该区域的绝对速度小于0.62 m/s,且存在漩涡现象;3个测量平面上,叶轮流道内、蜗壳扩散段及隔舌附近区域的轴向速度各不相同。
- 王凯刘厚林袁寿其谈明高杨东升
- 关键词：内部流场漩涡
- 离心泵多工况水力性能优化设计方法被引量：30
- 2012年
- 基于全局优化算法和各项损失计算的离心泵能量性能计算模型,提出一种离心泵多工况水力性能优化设计方法.该方法以原始设计的关键几何参数值为初始条件、设计工况的扬程为约束条件、多个工况的加权平均功率最小为目标,同时采用自适应模拟退火算法对离心泵能量性能计算模型进行求解,采用超传递近似法来确定各目标函数的权重因子,并采用该方法对一比转数为129.3的离心泵进行了多工况优化,最后分别对原设计和多工况优化设计进行了数值计算,计算结果表明:0.6Qd和1.2Qd工况下,多工况优化得到的功率低于原始设计,而设计工况下,多工况优化得到的功率比原始设计略高;多工况优化得到的3工况点加权平均功率比原始设计低0.06%;多工况优化的3点加权平均效率则比原始设计高0.46%.研究结果对于离心泵的节能设计具有比较重要的参考价值.
- 王凯刘厚林袁寿其吴贤芳王勇
- 关键词：离心泵多工况优化设计
- AFT-DT相结合的离心泵曲面网格划分算法
- 2012年
- 针对映射法的曲面网格生成容易产生畸变而导致网格质量较差的问题,提出一种基于黎曼度量,结合前沿推进技术(AFT)和Delaunay三角划分(DT)方法的曲面网格生成算法。该算法在黎曼度量的基础上,用改进的前沿推进技术生成参数域内的背景网格;且在对参数域内背景网格进行加密时,为了抵消映射过程中的畸变,采用插入三角形外接椭圆圆心的方法代替传统Delaunay插点内核,并给出了椭圆圆心定位以及判断节点是否在椭圆内的方法。该算法通过黎曼度量的引入以及合理的背景网格充分地考虑了映射畸变和算法效率,实例表明,算法易于实施,稳定性好且生成的网格质量较高。
- 董亮刘厚林谈明高王凯王勇
- 关键词：离心泵黎曼度量DELAUNAY
