卷盘式喷灌机水涡轮发展与研究现状

为解决国产水涡轮效率低的问题,回顾了国内外卷盘式喷灌机的发展及研究历程和早期对水涡轮的研究,综述了近5 a国内研究人员围绕国产JP50和JP75这2种水涡轮所开展的外特性试验、CFD分析和改进措施等研究现状.概述了国外目前常见的冲击式和径流式2种水涡轮的结构类型,重点介绍了国内学者针对引进国外的进口为射流冲击式结构的水涡轮所开展的创新性研究,在试验和CFD模拟的基础上,发现这种结构水涡轮的内外特性比国产水涡轮有很大提高,并通过正交试验分析了各种参数对性能的影响,采用GA-BP优化算法进行了进一步优化设计,获得了一种优化的水涡轮模型,CFD分析和试验都证明,优化水涡轮的内外性能全面超过了国外水涡轮.最后,总结了水涡轮研究存在的不足,提出了今后对水涡轮研究的改进建议.     

低压雾化喷头水力性能试验研究

为了研究喷头在低压雾化的现象和机理,搭建了测量低压雾化喷头水力性能的试验台。使用高速摄影设备和MATLAB软件进行雾化图像采集和分析,研究了孔径为0.3、0.5、0.8和1.0 mm的低压精细雾化喷头在0.15 MPa压力以下的流量、雾化角和雾化粒径雾化特性。结果表明,喷头流量与雾化压力成正相关;雾化角随着压力增大而增大,并且稳定在60°到80°之间;在0.08 MPa压力下喷头轴向方向会出现束状射流之后分散的现象;雾化粒径与雾化压力成负相关,并且较小孔径的喷嘴在较小压力下雾化粒径较大。研究为低压条件下雾化加湿应用提供了理论指导。     

BP和RBF神经网络预测射流式喷头射程对比

为了探究适合全射流喷头多因素下射程的预测模型,通过改变喷头工作压力、安装高度、喷嘴直径、喷头仰角共4个参数,对射程进行测量.基于BP神经网络和广义径向基(RBF)神经网络的基本原理和算法,建立了全射流喷头射程预测的BP和RBF神经网络模型,并分析BP和RBF神经网络的预测性能.结果表明射程与工作压力、喷嘴直径呈非线性关系;当喷头在1.2 m安装高度、27°仰角、4～10 mm喷嘴直径时,压力增大到0.4 MPa,射程趋于极限,并且安装高度与射程呈正相关关系.BP与RBF神经网络均能较好地表达全射流喷头射程与主控因素之间的非线性关系.在训练时间方面,RBF网络比BP网络慢8.05 s;预测过程中,BP网络在每次运行程序时的预测结果不一定相同,而RBF网络则不会出现此问题,且RBF网络预测值与实测值之间的平均绝对误差比BP网络的小3.55%.从网络预测总体效果观察,RBF神经网络预测喷头射程具有更好的推广能力.     

高比转数双蜗壳混流泵设计及流动特性分析

针对目前比转数超过500的蜗壳混流泵研究较少,该文基于理论分析、CFD技术和模型试验的研究方法,以某高比转数混流泵的叶轮与蜗壳在设计工况下的良好匹配为目标,利用速度系数法对蜗壳结构进行优化设计,设计了一台比转数为585的高比转数双蜗壳混流泵,并对优化后的高比转数双蜗壳混流泵的内部流动特性进行了分析。将外特性试验数据与数值计算结果作对比,验证了该文数值计算模型与方法的准确性。研究结果表明,双蜗壳方案下水泵在偏离设计工况下的效率明显高于单蜗壳方案;双蜗壳结构混流泵的径向力在相同工况下比单蜗壳结构的径向力低,双蜗壳结构在保持原有水力性能的基础上还可以起到减小径向力的作用;不同工况下双蜗壳混流泵叶轮径向力矢量轨迹图分布呈类似正方形的封闭区间分布,径向力合力随时域呈现周期性变化,每个转动周期内有4个波峰和波谷;设计工况下的瞬态径向力合力最小,而小流量工况下的瞬态径向力合力最大且最不稳定,说明当双蜗壳混流泵长期运行在小流量工况下会增加安全事故隐患。研究成果为高比转数双蜗壳混流泵的设计以及内部流动特性研究提供了参考。     

阻尼喷头动能分布试验及模型

针对阻尼喷头外流场水力学特性研究较少的问题,该文研究了单位体积动能、动能强度与有无散水齿、不同喷嘴直径之间的关系。在工作压力分别为175、200、250和300 k Pa,喷嘴直径分别为3.6、4.0、4.4和4.8 mm下,采用激光雨滴谱仪对Nelson R33阻尼喷头的水滴直径、速度和数目等参数进行试验测试,并对试验结果分析及模型建立。结果表明:有无散水齿条件下的单位体积动能均有逐渐增大的趋势;距喷头相同测点处,单位体积动能随喷嘴直径的增大而减小;给出了有无散水齿下不同喷嘴阻尼喷头单位体积水滴动能分布模型,相关系数均在0.94以上;在距喷头0~4 m,不同喷嘴直径的动能强度较小且差值不超过0.002 W/m2,在距喷头较远处,不同喷嘴直径的动能强度差值较大,最大差值达到0.006 W/m2。有散水齿时,动能强度在不同压力下波动均比较小,差值不超过5%。该结果为进一步研究阻尼喷头外流场水力学特性提供理论依据。     

离心泵理论扬程的计算

通过对不同滑移系数计算公式的比较与分析,揭示了滑移系数是离心泵理论扬程计算结果准确与否的关键,提出了对于不同比转数的离心泵滑移系数应采用不同的计算公式。以优秀离心泵为基础,采用回归分析法对离心泵理论扬程的计算进行了修正。计算实例表明:修正后的理论扬程公式计算结果更加准确,为工程实际应用提供了一种较为准确的计算方法。     

污水泵的研究现状与进展

研究固液两相流体在离心泵内的运动规律、完善其设计理论和设计方法一直是设计人员十分重视的课题。针对污水泵的研究情况,分别从污水泵理论研究、内特性研究、外特性研究、水力设计等几个方面对污水泵的研究现状进行了较为详细的阐述,指出加强泵内外特性研究、探求流动机理、开发适合水泵设计的专业化软件用于泵产品的计算机集成制造(CIMS),将是泵行业发展的重要方向。     

离心泵蜗壳内部三维不可压湍流场

基于标准k- 湍流模型，采用SIMPLEC算法，在贴体坐标系下， 通过求解时均化的Navier-Stokes方程，对一离心泵蜗壳内部三维不可压湍流场进行了数值模拟。得到了离心泵蜗壳内速度、速度矩、压力等参数的分布，分析了蜗壳内部流动的特征。研究结果表明：蜗壳对称面上流动比较均匀，随着半径的减小周向速度分量和径向速度分量逐渐增加，且径向速度分量增加得较快；各径向截面上，速度分布的对称性好，幅角 后，径向截面上出现二次流现象；速度矩沿径向的分布随半径增大略有提高，沿蜗壳幅角方向的分布不等于常数，但其平均值基本不变；蜗壳内压力分布较为均匀，只是在隔舌附近有较大的压力梯度；流量沿蜗壳包角的分布基本遵循线性规律。     

喷头水量分布信息传感测试机理分

针对传统喷头水量分布特性测试手段落后的问题，研究了喷头水量分布特性自动测试的关键技术，并根据水量测试原理，建立了水量信息传感器的转换模型，实现了水量信息从模拟量到数字量的一步转换。采用基于分布式总线技术的水量信息采集方案，设计了喷头水量分布特性自动测试系统，使水量分布信息和其他测试数据快速直观地显示在计算机屏幕上，并可打印输出，提高了喷头性能测试的工作效率和水平，对新型喷头的试验研究提供了可靠数据和分析手段。     

基于实验和CFD分析的QDP-200电泵故障诊断与改进

对QDP-200塑料泵进行了性能试验和温升试验分析，并借助CFD软件模拟了其内部全流场的分布情况。从试验和内部流动规律双重角度深入分析，找到了此型号泵性能不能满足用户要求的原因所在：水力部件设计简化和匹配不合理使得水泵效率低，厂家盲目的“模块化”生产给实际用户带来了巨大的安全隐患；对此给出了相应的改进建议。首次用CFD技术分析了QDP-200潜水电泵在非设计工况运行时的流动情况，从流动规律角度分析了合理选型的必要性。