轴流泵水力模型压力脉动和振动特性试验

采用高频压力传感器对某一轴流泵模型叶轮进口、叶轮出口和导叶出口3个压力测量点,分别在3个转速1 450、1 200、1 000 r/min的额定流量工况条件下,进行了系列压力脉动测量试验。试验研究结果表明,不同转速下的压力脉动峰峰值不符合泵相似定律准则;不同转速条件下,叶轮进口处的压力脉动主频均为叶频,但叶轮出口的压力脉动主频随着转速的变化而发生漂移;泵内最大压力脉动峰峰值在泵内的位置也随之改变。通过分析转速变化对不同压力测点处的主频和泵不同位置的振动特性影响,发现试验泵不同位置处的振动以流体诱导的低频信号和转子系统质量不均匀诱导的轴频及其倍频为主要特征信号。从振动与压力脉动的频域来看,在0~2倍轴频范围内变化趋势基本相同,且速度变化对二者有相似的影响。在不同转速条件下,压力脉动的频率以1~4倍轴频为主要频域信号范围,但在不同位置处,振动频域范围仍主要以1倍和2倍的轴频信号为主。     

井泵新系列研究与探讨

为了降低井泵的生产成本，提出了一个新型系列井泵的型式与基本参数，在结构上采用拉杆把一台泵的所有泵体同时联结起来的型式，代替QJ型系列井用潜水泵和JC型系列长轴深井泵的每个泵体之间分别用螺栓固定联结的型式，同时加大了叶轮直径；在性能指标方面，新型系列井泵的单级扬程比相同井径、相同流量规格的QJ型系列和JC型系列井泵的单级扬程高50%以上，水泵效率高于三个相关标准《井用潜水泵》、《长轴离心深井泵 效率》和《离心泵 效率》规定的指标。新型系列井泵的生产成本比旧系列井泵降低三分之一，明显增强了市场竞争力。     

螺旋叶片锥辊连轧技术的研究现状及发展展望

锥辊连续辗轧成形是目前世界上最先进的螺旋叶片成形工艺,生产螺旋叶片的锥辊轧机属于特种轧制设备,国内目前尚无厂家专业生产.为此,在介绍生产螺旋叶片常用工艺的基础上,对螺旋叶片锥辊辗轧成形理论、锥辊轧机及其轧制参数的调整等问题的研究现状进行了总结,并对螺旋叶片锥辊连续辗轧技术的发展方向进行了展望.     

低扬程轴流泵模型装置相似换算的研究

简要介绍了低扬程轴流泵模型装置的试验研究，根据试验结果进行了不同转轮直径下实型泵装置特性的相似换算，该成果可以作为低扬程轴流泵站设计的参考。     

基于双向流固耦合的混流泵叶轮力学特性研究

基于双向同步求解方法对混流泵内流场和叶轮结构响应进行联合求解,研究流固耦合作用下混流泵叶轮转子的力学特性。流场计算采用雷诺时均方法和标准k-ε湍流模型,结构响应采用弹性体结构动力学方程。通过对比分析流固耦合前后流道内不同位置压力监测点的压力脉动、外特性变化,研究流固耦合作用对混流泵流场的影响,并基于双向流固耦合分析了叶轮叶片的变形与动应力分布。研究结果表明,流固耦合作用对导叶出口处压力脉动幅值影响较大,耦合后扬程和功率波动幅值有所增加,而效率有所下降。考虑流固耦合作用,叶片最大变形发生在叶片出口边背面靠近轮缘处,最大变形量约为0.062 7 mm;最大等效应力发生在叶片背面靠近轮毂出口边附近,最大等效应力约19.85 MPa;采样点耦合动应力呈现周期性变化,轮缘与轮毂上动应力幅值相差3个数量级,轮毂处相比其他位置更易发生疲劳破坏。研究结果为混流泵叶片的结构设计和可靠性分析提供了参考依据。     

高效无堵塞泵的研究开发与发展展望

在系统归纳、总结了作为高效无堵塞泵叶轮的主要结构型式及其特点的基础上，重点探讨了双流道叶轮及压水室的设计方法，介绍了高效无堵塞泵水力设计CAD软件的开发与应用．开发的高效无堵塞泵系列产品综合技术指标居国内领先和国际先进水平，已被江苏亚太泵业集团公司等几十家企业生产，并在国内外重点工程上广泛应用，取得了十分显著的经济和社会效益．对高效无堵塞泵发展的深入展望，给今后的研究工作指明了方向．     

井用潜水泵导叶的正交试验与优化设计

为提高井用潜水泵的性能,采用正交试验的方法,按照L9（34）正交表,选取流道式导叶的叶片包角、叶片进口安放角、过渡段包角等4个因素,每个因素取3个水平,设计出9个导叶.采用变角对数螺线设计导叶叶片型线,并分别将9个导叶与同一个叶轮装配.通过Fluent提供的标准k-ε湍流模型、SIMPLEC算法、二阶迎风方程,对包含叶轮、导叶在内的两级井用潜水泵进行了全流场数值计算,从而获得了9组设计方案在额定工况下的效率、扬程.通过正交试验法分析了各几何参数对效率、扬程的影响规律,利用极差分析找到了影响流道式导叶性能的主要因素和次要因素,并提出了性能较优的模型泵设计方案.导叶叶片包角与叶片进口安放角对井用潜水泵的效率、扬程影响较大.样机试验结果表明：较优方案在额定工况下的泵效率为67.51%,单级扬程为13.84 m,其扬程与效率均超过国内同类产品及国家标准.     

模拟翼型热敏介质空化流的湍流模型修正与应用

为了研究湍流模型对热敏介质空化流数值模拟精度的影响,结合滤波器模型(Filter-based model,FBM)和密度修正模型(Density-corrected model,DCM),基于局部网格尺度和气液两相混合密度,修正了3种湍流模型(k-ε、RNG k-ε和SST k-ω)的湍流粘度,并分别采用原始湍流模型和修正湍流模型,以不同温度的水为介质,对NACA0015翼型进行了单相和气液两相数值模拟。通过与实验数据比较,验证了数值模拟结果的准确性。研究结果表明,修正的k-ε模型消除了湍流尺度的影响,通过修正的RNG k-ε模型计算得到的空泡发展规律与实验结果一致。修正后的RNG k-ε模型揭示了空化与温度变化的规律,反映出较好的修正效果,可为低温热敏介质空化流数值模拟提供理论参考。     

无堵塞清淤排污泵的研究

针对普通排污泵存在的清淤问题，研究开发了多功能清淤无堵塞排污泵。该泵在无堵塞排污泵的四周设计了多冲头的环行管路，泵出口的侧面有一个装滤网的通孔，滤网的位置垂直于水平面，通孔与环行管路相通并与多冲头的喷嘴相通。当排污泵抽送污水污物时，有一部分污水经滤网过滤后通过环行管路从各个冲头的喷嘴喷向污水池中的沉淀物，经高压水把沉淀物冲击、搅拌成悬浮物，通过无堵塞排污泵排出池内外。叙述了多功能清淤无堵塞泵的设计方法，并给出了该泵的性能测试结果，最后总结了该泵的优点。     

磁力泵冷却循环回路的设计及数值模拟

为避免磁力泵温升过高导致永磁体退磁及隔离套损坏,该文对磁力泵冷却循环回路的设计方法进行了探讨,采用ANSYS-APDL软件计算出了隔离套的涡流发热,根据热平衡确定冷却循环流量并设计了冷却循环回路。基于SIMPLEC算法和标准k-ε湍流模型,通过求解三维N-S方程及能量方程,对冷却循环回路内部流场及温度场进行了数值分析。从数值模拟可以看出,冷却循环回路内部流动为圆周运动和直线运动合成的螺旋运动。对比内循环、外循环2种方式表明,内循环方式隔离套底部温升最高、压力较低;外循环方式温度场分布较均匀,最高温升小于10 K,满足设计要求。在冷却循环流量相同的情况下,轴孔孔径在设计尺寸一定范围内波动对外循环方式的冷却效果影响不大,轴孔分别为3、4、5 mm,其最高温升分别为9.2、9.3、9.4 K并且分布基本相同。通过分析不同转速下冷却循环回路的流场、温度场,发现当内磁转子不转动时,流场最高温度达到了386 K,而随着转速的增加最高温度逐步降低,表明增加泵的转速能够促进不同流体层间的热量交换,改善冷却循环回路的冷却效果。该研究可为磁力泵冷却循环回路的设计提供参考。