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

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。     

超低比转数离心泵的内部流动及非定常特性

为全面地研究超低比转数离心泵的内部流动和非定常特性,以一台比转数n_s=25的超低比转数离心泵为研究对象,对其进行三维非定常数值计算,并与试验结果进行对比,进而对内部流场、叶轮上的径向力和蜗壳各断面的压力脉动进行分析.研究结果表明:在不同流量工况下,叶轮流道内存在数量不等、大小不一的旋涡;靠近隔舌的2个相邻流道内,在叶轮出口边工作面的位置存在高流速区域,随着流量的增大,此处高流速区域逐渐消失;在大流量工况下,低速区面积逐渐减小,旋涡区的范围和数量逐渐减少,叶轮内相对速度分布逐渐变均匀;叶轮上的径向力大小和方向时刻变化,呈现六角星型分布,径向力脉动的主要激励频率均为叶频及其整数倍频;蜗壳各断面内压力脉动峰值随着断面变化逐渐增大,蜗壳各断面内压力脉动的主要激励频率均为叶频及其整数倍频,说明叶轮出口与蜗壳的耦合作用是蜗壳内压力脉动的主要影响因素.研究结果可为超低比转数离心泵的水力优化设计和合理运行区间的选择提供一定参考.     

浮筏参数对船用离心泵振动特性的影响

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.     

基于VisualC＋＋6．0软件平台的屏蔽泵轴向力计算

为了克服人工计算方法耗时费工、计算量大、计算精度低的缺陷,实现屏蔽泵轴向力计算的快捷性和简便性,基于VisualC＋＋6．0软件平台,考虑影响屏蔽泵轴向力的综合因素,编写出屏蔽泵轴向力计算程序,为屏蔽泵轴向力计算提供了便捷的工具．本程序采用模块化的结构体系,每个模块对应界面,能灵活地实现人机对话,界面清晰,可以方便地进行参数优化设计计算．只要输入相应的设计参数,程序会自动显示出轴向力平衡的计算结果,简单快捷,与人工计算相比,大大提高了工作效率．通过真机轴向力实测与计算结果比对,计算结果与实验结果的相对误差在10％以内,证实程序计算结果具有良好的计算精度,实用性强．     

离心泵出口角对能量性能影响的F

指出了目前离心泵叶片出口角研究存在的不足。采用FLUENT,在双参考坐标系下,利用有限体积法对雷诺时均Navier-Stokes方程进行数值离散,选用标准k-ε湍流模型,SIMPLEC方法求解,对一比转速为118的离心泵在不同叶片出口角下的内部流场进行了叶轮和蜗壳的耦合数值模拟和能量性能预测。分析了叶片出口角对离心泵内部流场的影响,指出叶片出口角的改变对叶轮内的射流-尾迹结构影响最为明显。能量性能预测结果表明,随着叶片出口角的改变泵效率存在极值点,结合流场模拟结果分析了泵效率存在极值点的原因。     

基于Visual C++6.0软件平台的屏蔽泵轴向力计算

为了克服人工计算方法耗时费工、计算量大、计算精度低的缺陷,实现屏蔽泵轴向力计算的快捷性和简便性,基于Visual C++6.0软件平台,考虑影响屏蔽泵轴向力的综合因素,编写出屏蔽泵轴向力计算程序,为屏蔽泵轴向力计算提供了便捷的工具.本程序采用模块化的结构体系,每个模块对应界面,能灵活地实现人机对话,界面清晰,可以方便地进行参数优化设计计算.只要输入相应的设计参数,程序会自动显示出轴向力平衡的计算结果,简单快捷,与人工计算相比,大大提高了工作效率.通过真机轴向力实测与计算结果比对,计算结果与实验结果的相对误差在10%以内,证实程序计算结果具有良好的计算精度,实用性强.     

太阳能泵动态运行特性试验测试

为探究太阳能泵的运行特性并揭示太阳能泵瞬态流动机理,采用试验测试的方式,对日照辐射瞬态改变为±100 W/m2和±200 W/m2时的光伏阵列输出特性以及泵出口压力脉动情况进行了研究和分析.研究结果表明:相较于200 W/m2日照强度升高幅度,日照强度瞬态升高幅度为100 W/m2时,光伏阵列达到稳态所需时间缩短2 s...     

基于CT的水泵叶轮三维重建

针对当前常用的逆向工程方法不能处理水泵零件内部结构的局限性,提出了利用医用多层螺旋CT对水泵叶轮进行透视扫描的方法,并在VC++ 6.0开发平台上,利用一系列数字化图像处理算法对获得的含有叶轮设计与内部构造信息的CT断面图像进行处理,通过预处理、二维图像处理、二维几何处理以及三维图像重建等实现了水泵叶轮的三维表面重建以及表面模型到实体模型的转换,为水泵叶轮的逆向工程提供了一种新的思路.     

基于神经网络的离心泵能量性能预测

总结了BP网络和RBF网络在离心泵能量性能预测中的应用现状,介绍了这两种网络的结构及特点.分别采用BP网络和RBF网络建立了离心泵能量性能预测模型.用57组数据对这两个预测模型进行了训练,并用6组数据对两种网络结构的性能预测模型进行了仿真.研究结果表面:两种网络结果的预测模型预测精度比较接近且预测结果的趋势也相同,BP网络预测精度略高于RBF网络;BP网络扬程平均预测误差为3.85%,效率平均预测误差为1.39%,RBF网络扬程平均预测误差为4.79%,效率平均预测误差为3.43%;RBF网络预测所需时问仅为BP网络预测所需时间的一半.     

基于神经网络的离心泵能量性能预测

总结了BP网络和RBF网络在离心泵能量性能预测中的应用现状,介绍了这两种网络的结构及特点。分别采用BP网络和RBF网络建立了离心泵能量性能预测模型。用57组数据对这两个预测模型进行了训练,并用6组数据对两种网络结构的性能预测模型进行了仿真。研究结果表面：两种网络结果的预测模型预测精度比较接近且预测结果的趋势也相同,BP网络预测精度略高于RBF网络;BP网络扬程平均预测误差为3.85%,效率平均预测误差为1.39%,RBF网络扬程平均预测误差为4.79%,效率平均预测误差为3.43%;RBF网络预测所需时间仅为BP网络预测所需时间的一半。