水泵水轮机临界空化系数的数值预测

为了研究水泵水轮机空化系数对内部非定常流动的影响,采用SST k-ω模型对一模型水泵水轮机进行数值模拟,对机组在不同空化系数下的性能及内流场进行分析.结果表明,空化系数的大小可以改变水泵水轮机内部的流动状况,临界空化系数反映了水泵水轮机机组的能量特性.空化初生时,水泵水轮机的水头降低并且效率提高;随着空化的发展,机组水头显著增大,效率却快速减小;水泵水轮机的空化主要发生在叶片出口边吸力面靠近下环处;空化系数的改变对转轮内部流动稳定性的影响不明显.水泵水轮机的水头在空化系数较大时基本保持不变;当空化系数为0.075~0.150时,水头随空化系数的减小而略有减小;当空化系数小于0.075时,水头随空化系数的减小而增大.     

大气道压差对气体流量系数的影响

在自行研制的气道稳流试验台上研究了大气道压差对气体流量系数的影响,在实验基础上结合相关的理论知识对其进行分析,为工业化应用提供参考。试验表明,气门升程和气道压差小时,难以形成充分发展的湍流,无量纲流量系数波动较大;充分发展时,可压缩气体的流量系数恒定不变,不可压缩气体的流量系数比真实值偏小,误差大小只与压力比有关,并随着压力比的增大而增大。     

导叶喉部面积对低比转速多级离心泵多工况设计的影响研究

为研究导叶喉部面积对低比转速多级离心泵水力性能的影响规律,在保持叶轮不变的前提下,以导叶喉部面积为变参数,设计了3个不同喉部面积的导叶,通过导叶3D打印安排试验测试。对其测试结果进行分析发现,导叶喉部面积对多级离心泵额定点效率影响显著,且其效率随喉部面积的增大而增大,最高效率点随喉部面积的增大而向大流量方向偏移;最大流量随喉部面积的增大而增大;关死点扬程随喉部面积的增大而增大。研究分析认为导叶喉部面积对水泵性能影响显著,导叶喉部面积的合理取值能够兼顾多级离心泵多工况运行的设计要求。     

水泵偏大流量设计方法的探讨

目前,在低比转数水泵设计中常采用偏大流量设计的方法,即增加叶轮出口宽度b_2和涡壳喉部面积,使最佳工况点向大流量方向偏移。本文将分析低比转数水泵效率低的主要原因,以及增加b_2后水泵效率提高的原因。     

轴流泵反向发电能量性能模型试验研究

通过泗阳二站水泵的反向发电能量性能模型试验,详细分析了水泵在不同水头和不同转速下的发电性能。研究发现：泗阳二站水泵在发电水头高于４．８ｍ时,电机不变极运行比电机变极运行时输出的电功率反而要高。     

滑阀节流槽阀口的流量控制特性

提出以节流槽内节流面的串并联效应确定二节矩形节流槽阀口面积的原则,推导出阀口面积的计算公式并编制了阀口面积的计算程序;在此基础上对二节矩形节流槽的流量特性进行了试验,试验表明二节矩形节流槽阀口的流量系数是单节矩形槽阀口流量系数的组合,流量系数在阀口开度较小或接近全开时流量系数快速增大,在阀口开度中间区段流量系数较小,在二节节流槽的交界处流量系数增大,流出节流槽方向的流量系数比流入方向约大0.1;提出了反映节流槽阀口流量控制特性的参数阀口流量面积Aq,阀口流量面积为阀口面积和流量系数的耦合函数,与阀口面积及流量系数传统概念相比,阀口流量面积更加合理地表征了阀口几何面积和阀口形状对流量的控制作用.     

双侧吸气射流增氧机的增氧性能试验

为研究双侧吸气式增氧机射流器主要结构参数与动力效率的关系,应用正交试验方法,以增氧动力效率E为主要性能指标,选取位置系数R、面积比m、喷嘴收缩角a、喉管长径比p为增氧机射流器主要结构参数,对射流增氧机进行了清水充氧试验.结果表明:各主要结构参数影响增氧动力效率E的主次排序为位置系数、面积比、喷嘴收缩角、喉管长径比;最佳结构参数组合为R=0,m=4,a=30°,卢=10.位置系数与面积比之间存在比较显著的交互效应,其显著性低于两者独立作用的水平,高于喷嘴收缩角与喉管长径比的独立作用水平,其他参数之间的交互效应不明显.     

水泵叶轮车削系数的探索

从水泵叶轮车削调节的概念和原理入手，根据车削调节的具体规定，计算出国产水泵不同比转速的实际车削系数，并点画出分布特点，与国外文献、国产低比转速水泵推荐车削系数进行比较，得出国产水泵实际车削量过大、影响实际生产的结论，结合生产实践经验提出了三点建议。     

高性能紧凑型水泵的三元设计方法

基于泵的三元设计理论与数值试验相结合的方法,采用轴流式水泵的外形结构对某高比转数混流泵进行了设计,提出了高性能紧凑型水泵设计方法。首先,基于雷诺时均方法对该高比转数混流泵的性能进行了数值计算和分析,并将计算结果和试验值进行了比较,最大误差在3%以内,验证了数值计算模型的准确性。其次,采用轴流式水泵的外形结构基于泵的三元设计理论对该泵进行了重新设计,运用全三维考虑流体粘性的雷诺时均方法对设计结果进行计算分析与验证,最终的设计结果表明：新设计紧凑型水泵满足所有设计指标,在设计流量下裸泵效率达到了0.927,并且在较宽的流量范围内具有良好的水力性能。对比原混流泵和新设计紧凑型水泵性能,可以发现：新设计紧凑型水泵裸泵效率比原混流泵提高了3%,并且其轴面最大直径比原混流泵减少了38%,说明新设计的水泵能够有效减小泵的尺寸、重量并具有优异的水力性能。     

基于小波包和样本熵的水泵机组振动特征提取

目前大部分大型水泵机组安装有状态监测系统,但如何从海量的状态监测数据中提取出机组故障特征仍是水泵机组故障诊断的一大难点和热点。提出了一种基于小波包和样本熵的水泵机组振动特征提取方法,该方法首先通过小波包变换对水泵机组振动信号进行分层分解,得到小波包频带系数,再结合样本熵算法对小波包频带系数进行重构,得到以各频带信号样本熵值为元素的反映机组故障信息的特征向量,最后采用LVQ神经网络对试验振动信号进行分类,验证结果表明:基于小波包变换与样本熵相结合的特征提取方法对水泵机组不同振动状态具有较好的区分度,是一种合适的水泵机组故障特征提取方法。     

高雷诺数对无量纲参数的影响

研究了高雷诺数对气体滚流强度和流量系数的影响。试验表明,气门升程和气道压差小时,难以形成充分发展的湍流,随着气门升程的增大,无量纲滚流强度和流量系数呈上升趋势,并且波动较大;充分发展时,可压缩气体的滚流强度和流量系数恒定不变,不可压缩气体的滚流强度比真实值偏大,而流量系数比真实值偏小,误差大小只与压力比有关,并随着压力比的增大而增大。     

离心泵叶轮车削系数统计与分析

从水泵车削调节的概念和原理入手，根据车削调节的具体规定，列表计算出国产水泵不同比转速的实际车削系数，并点画出分布特点，与国外文献、国产低比转速水泵推荐车削系数进行比较，得出国产水泵实际车削量过大、影响实际生产的结论，结合生产实践经验提出了建议。     

水轮泵特性曲线分析和提高水轮泵工作效率的探讨

本文探讨了提高水轮泵工作效率的途径。且推导出水轮泵水头比与水轮机、水泵各参数间的关系式,分析了水轮机、水泵每一个参数及其变化规律对水轮泵水头比和效率的影响,从而得出提高水轮泵工作效率的主要途径和方法,得出在可供选择的若干个模型水泵中选择最优模型泵的判据。并对结论用实际配泵计算或试验进行了验证。     

浮动叶轮平衡腔压力的试验分析

介绍了浮动叶轮自动平衡水泵轴向力的结构与原理,指出在平衡孔的调压作用下叶轮上下浮动,平衡腔体内压力的计算是其结构设计的关键。对3BA-6单级单吸离心泵的平衡腔内压力进行了测量。在前后密封环直径相等,后密封环直径加大等两种条件下,获得了在不同直径平衡孔时,平衡腔内压力随流量的变化规律。依据试验数据,对相似平衡腔体内的压力进行了分析;为了便于分析相似平衡腔体内压力,采用了压力系数及比面积两个无因次特征参数。本试验解决了相似平衡腔体内压力的计算问题,其结论具有较高的实用价值。     

变频调速水泵智能故障诊断方法

提出了一种粗糙集理论与神经网络集成的调速水泵故障诊断方法.针对调速水泵运行非恒速度的特点,首先用基于数字重采样的阶比分析方法对水泵振动信号进行预处理,然后利用粗糙集理论进行故障诊断决策系统约简,获得最优决策系统,最后在最优决策系统的基础上,设计RBF神经网络对调速泵进行故障诊断.试验结果显示,该方法能有效提高变频调速水泵故障诊断的精度和效率.     

水泵设计漫谈

水泵设计目前只有三种方法:理论计算与实验系数相结合;主要根据实验系数;模型换算。由于水泵内的水流属于紊流,流态纵横交错,因此至今还没有办法完全用理论公式计算出泵的性能,而必须选用某些实验系数。一般采用流线设计水泵就是为了便于引     

水泵及泵装置效率换算方法

分析了传统效率换算公式的理论依据和有关标准推荐的效率换算方法,发现传统水泵效率换算式理论具有表达不完整、经验性重、通用性缺乏等问题;比较了由不同换算公式计算得到的最优工况点泵水力损失比,发现Medici式、Fromm式及两种Moody式原模型效率差值较大,其他各式较小,Ackeret式最小.研究提出了泵及泵装置"分部效率换算方法",从流体流动特性出发,介绍了3种不同流动区摩阻系数表达式,提出经数学处理的便于应用的简化公式;从泵内流动特性出发,分析和论证了摩阻系数的确定依据,研究了泵比例系数和摩阻系数对水泵效率换算的影响;推导提出了另一种效率常数计算方法;针对相同的原、模型水泵及泵装置实例,给出不同方法的效率换算结果,分析不同方法差异的原因及适用性.研究结果表明:相较于Ackeret式和Hutton式,泵比例系数对"分部效率换算法"的影响较小;采用"分部效率换算法"时,以任何流动区的公式计算摩阻系数其总效率并无明显差异.     

水泵汽蚀试验精度分析

分析了水泵汽蚀试验所采用的方法,探讨了试验产生误差的原因,提出了提高水泵汽蚀试验精度的措施。     

载重子午线轮胎接地几何特征研究

利用TEKSCAN的压力分布测量系统对某子午线轮胎进行了接地性能试验,实时记录了轮胎在连续加载和卸载过程中接地印痕形状、接地系数、面积比、四角比等几何特征随载荷的变化情况。同时进行了该轮胎接地性能的有限元分析,有限元仿真结果和试验结果有良好的一致性,为轮胎接地性能的改进和提高提供参考。     

双吸离心泵蜗壳面积比对水力性能的影响研究

双吸离心泵具有流量大、扬程高的特点,被广泛应用于农业输水灌溉等工程。双吸泵的蜗壳和叶轮间具有动静干涉作用,两者之间的匹配形式会对水泵的水力性能产生影响。将CFD数值模拟和已有试验数据相结合,通过研究不同比转数的双吸离心泵蜗壳面积比对水力性能的影响,得出不同比转数下双吸离心泵最优蜗壳面积比规律。研究发现,当蜗壳面积比在原有基础上增加时,其最高效率点向大流量工况偏移,且扬程和效率有下降的趋势,设计工况附近的平均效率降低;当蜗壳面积比减小时,其在一定范围内扬程和效率均出现上升,最高效率点偏向于小流量工况,但是当降低到一定程度时,扬程和效率均会出现急剧的下降,最终通过总结各个比转数双吸泵的最优蜗壳面积比,得到随着比转数的增加,最优蜗壳面积比增加,高效区范围逐渐加宽这一规律。