核主泵小流量工况下不稳定流动数值模拟

为研究小流量工况下核主泵驼峰现象,通过三维软件Pro/E对核主泵内部流道进行三维造型,基于雷诺时均N-S方程和k-ε湍流模型两方程及SIMPLEC算法,应用计算流体力学软件CFX对核主泵小流量工况进行了定常数值模拟和分析.结果表明：采用定常数值模拟,可以阐明小流量区域的不稳定驼峰现象.泵壳出口位于泵壳的中心,使得沿叶轮旋转方向的主流与出口处的液体发生摩擦和碰撞,造成能量损失,导致内部流场分布不均匀.核主泵对称性结构、叶轮叶片进口和出口复杂旋涡、导叶内复杂的回流以及泵的旋转失速与不稳定驼峰的形成都有密切的联系.核主泵在小流量下运行时,出现不稳定流动,严重时会引起泵的振动.     

欧盟27国小水电的发展对我国的战略思考

详细介绍和分析了欧盟27国发展小水电的现状和战略规划、欧盟可再生能源和分布式能源的结构比例,以及欧洲小水电协会系统推进小水电发展所起的作用.根据国家水利部颁发的《＂十二五＂全国水电新农村电气化规划》,介绍和分析了我国小水电的发展现状和战略规划;对我国发展小型和微型水电中存在的突出问题进行了详细的分析,例如：小水电的权责不清晰;小水电站数量多和管理难;小水电开发产业的延续性差和未来趋势不清晰;小水电设备的制造企业面临的问题,例如技术水平低、技术储备不足、科研投入少和科研能力差、管理程度浅等;小水电站年利用小时数偏低和径流式电站的问题.提出了5点建议：明晰小水电的权责关系,规范小水电的开发和经营;建立小流域发展综合管理委员会,采取＂电站群＂的管理方式;把握我国和国际市场的小水电发展趋势,把小水电产业做大做强并保持可持续发展;提出了从＂一个科研中心、两个方向＂出发,提升小水电设备制造企业技术水平低的思路;提高小水电站年满发小时数即设备的利用率,增加小水电的发电效益.     

空化条件下离心泵泵腔内不稳定流动数值分析

为研究不同空化发展阶段离心泵泵腔内的流动情况及其对叶轮的影响,提出了一种泵腔区域的拓扑块生成和结构化网格划分方法。在充分考虑近壁区网格质量的基础上,采用SST k-ω湍流模型和Rayleigh-Plesset空化模型对设计工况下某离心泵进行了全流场空化数值模拟,并计算了3种有效汽蚀余量下泵腔内的非定常流动情况及其对叶轮的作用力。结果表明:空化造成泵腔内压力脉动的幅值增大,由于前口环的存在,其前泵腔内的压力脉动幅值大于后泵腔;空化的加剧造成泵腔内宽频脉动的增加,以轴频最为明显;空化的加剧不仅影响泵腔内的流态,同时也增大了设计工况下作用于叶轮上的径向力和轴向力。     

全射流喷灌喷头射流元件的流场分析

全射流喷灌喷头射流元件对喷头工作性能有重要影响,其内部液气两相流动影响着射流元件的尺寸设计。采用流体体积函数两相流数学模型,对射流元件稳定附壁情况下二维及三维流场进行数值模拟,获得射流元件壁面压力分布规律、射流中线速度衰减规律、无因次附壁点距离和液气两相界面坐标位置。壁面静压试验数据与计算值对比具有一致性。在相同入口速度下,随着偏移率的增大,射流元件壁面压力极大值减小,附壁点下移。归纳出小偏移率情况下无因次附壁点距离与偏移率的经验关系式。该研究为射流元件的尺寸设计提供依据。     

轻小型喷灌机组技术评价主成分模型及应用

为解决轻小型喷灌机组喷洒运行、效果检测和能耗分析中涉及到的技术指标综合评价问题,提出采用主成分分析法对喷灌机组进行综合评价的数学模型。总结了喷灌机组喷灌面积、喷灌强度、组合均匀度和能耗等多种单技术评价指标,增加了综合评价的过程。选取评价其技术特性的5个单重要指标,应用所建的评价模型对4套喷灌机组进行综合评价。结果表明：前2个主成分包含了5个指标全部信息的98.75%,最终利用综合主成分公式得到4套喷灌机组综合技术评价指标的排名。该模型可对喷灌机组技术指标进行综合评价,也可为喷灌机组的设计优劣提供评判依据。     

微型水轮机系列化问题的研究

“微水电”的主要发电设备为微型水轮发电机组，其中水轮机的作用是将水流的能量转换为旋转机械能。随着微型水轮发电机组的发展，微型水轮机的系列化问题已成为一个首要而且重要的问题。由于“微水电”的特点，使得微型水轮机与中小型水轮机有较大的差异。因此微型水轮机全部套用中小型水轮机系列及标准是不合适的。从“微水电”及微型水轮发电机组的特点出发，分析研究了微型水轮机系列化的主要问题，并提出笔者的看法。     

基于分布式总线的喷头水量分布的自动测试

通过分析基于微机ISA总线的喷头测试系统存在的问题，提出了基于分布式总线技术的喷头水量分布自动测试的解决方案。采用RS485/422总线，将PLC模块分布安装在试验现场作为水量采集模块，把PLC和计算机连接组成1∶n网络进行数据的传输，使总测试点数扩展到20480点，径向射线达到16条，每条线可测1280点，并采用VB6编制计算机监控软件，使软件移植性更强，提高了喷头水量分布自动测试的可靠性、通用性和可扩展性，对新型喷头的试验研究提供了可靠数据和分析手段。     

不同径向间隙对离心泵动静干涉作用影响的数值模拟

通过改变蜗壳基圆直径改变叶轮与隔舌之间的间隙,采用SST模型对3个蜗壳基圆直径的离心泵全流道进行非定常数值模拟.3个蜗壳基圆直径分别为184、198和214 mm,其对应的间隙率为5.74％、13.79％和22.99％.通过非定常数值模拟获得了不同基圆直径离心泵的压力脉动特性、作用在叶轮上的径向力和扭矩特性,并对其进行比较分析.结果表明:不同测点的压力脉动、作用在叶轮上的径向力和扭矩呈周期波动,均以叶片通过频率为主;不同基圆直径泵叶轮上的径向力矢量图基本呈圆形分布;随着蜗壳基圆直径的增大,叶轮上的径向力先减小后增大,各测点压力脉动幅值逐渐减小,高频脉动也逐渐减少.同时针对蜗壳基圆直径为184 mm的泵进行数值模拟,并对该泵进行了性能试验,对比分析结果表明:数值模拟的结果是可信的.     

低压条件下PY115型摇臂式喷头水力性能试验

针对喷头在低压条件下工作时水力性能较差的问题,提出采用异形喷嘴降低水滴打击强度并改善喷洒均匀性的方法.选取PY115型摇臂式喷头为研究对象,设计了3套改进喷嘴的方案,在出口喷嘴上增加了1、2、3个凹槽,凹槽的尺寸均为宽0.5 mm,高0.3 mm,位置分别在出口喷嘴下方和左右两侧.在工作压力为200 kPa下进行了试验测量,同时在正方形组合间距为13～18 m时,采用Matlab语言编制程序对其进行了仿真计算.试验和计算结果表明:在低压条件工作时,随着凹槽数量的增多,流量增大,射程缩短8.1％ ～9.4％,末端水滴直径降低系数为2.9％ ～ 6.8％,平均喷灌强度增大并均符合规范要求.增加凹槽有利于提高组合均匀系数,出口喷嘴增加3个凹槽时效果最佳,组合均匀系数最高超过90％,证明了所设计异形喷嘴方案的可行性.     

农用无过载离心泵水力性能与内部流动计算

试验研究证明水力效率偏低(比普通泵约低2％～8％)是无过载离心泵效率较低的主要原因。为了提高水力性能,对无过载离心叶轮内部流动进行了数值模拟。采用IKhalil等人的计算方法,在子午面上用势流计算确定流面位置,回转面的计算则采用了完全粘性的湍流场计算方法。结果表明,无过载离心叶轮内部流动既没有出现分离,也没有明显的尾迹区存在。因此,水力效率偏低系由叶片包角过大、流道狭长、沿程水力摩擦损失过大所致。