对美国一最新离心叶轮设计资料的分析

速度系数法是设计计算离心泵叶轮几何参数的一种常用方法。本文详尽分析了美国最新发展的速度系数法的特征，这一分析与介绍将有助于国内水泵行业技术人员了解和掌握国外先进设计技术，提高产品设计质量。     

速度矩分布规律对混流泵叶轮设计的影响

根据Ωu=0二元设计理论,提出了采用四次多项式表示叶片速度矩沿轴面流线的分布规律,进而通过理论分析,确定用其中一个参数控制叶片速度矩的分布规律,以减小设计结果对经验的依赖程度.由此确定的速度矩分布规律包括＂S＂型、反＂S＂型和＂L＂型3类.采用不同的叶片速度矩分布规律,比较分析了对应的叶片出口边位置、包角等设计结果,并基于正问题分析,对不同叶片速度矩分布规律下的叶轮效率预测值和叶片表面载荷分布进行了比较.结果表明：对于Ωu=0的设计方法,采用四次多项式描述叶轮轮缘边速度矩分布规律是合理的;对于给定的混流泵轴面流道,部分＂S＂型速度矩分布规律能合理地满足叶片表面扭曲和混流泵结构设计的要求;采用合理的＂S＂型速度矩分布规律设计的叶轮效率最高,叶片表面载荷分布更加光滑.结果可为混流泵叶轮设计提供参考.     

速度矩分布规律对混流泵叶轮设计的影响

根据Ωu=0二元设计理论,提出了采用四次多项式表示叶片速度矩沿轴面流线的分布规律,进而通过理论分析,确定用其中一个参数控制叶片速度矩的分布规律,以减小设计结果对经验的依赖程度.由此确定的速度矩分布规律包括＂S＂型、反＂S＂型和＂L＂型3类.采用不同的叶片速度矩分布规律,比较分析了对应的叶片出口边位置、包角等设计结果,并基于正问题分析,对不同叶片速度矩分布规律下的叶轮效率预测值和叶片表面载荷分布进行了比较.结果表明：对于Ωu=0的设计方法,采用四次多项式描述叶轮轮缘边速度矩分布规律是合理的;对于给定的混流泵轴面流道,部分＂S＂型速度矩分布规律能合理地满足叶片表面扭曲和混流泵结构设计的要求;采用合理的＂S＂型速度矩分布规律设计的叶轮效率最高,叶片表面载荷分布更加光滑.结果可为混流泵叶轮设计提供参考.     

对几种圆柱形叶片的分析与研究

系统地给出了几种低比转速叶轮圆柱形叶片的绘制过程,以数学分析方法导出了它们的包角和叶片安放角随包角的规律,这些成果对认识圆柱形叶片的特性和改善低比转速叶轮的性能有重要意义。     

球形农业物料临界速度的动态仿真求解

充分利用巳有的经典实验数据，建立了流体雷诺数Re与阻力系数C之间的更广泛的映射关系，克服了传统关联式的缺陷。在此基础上，建立动态仿真模型求解球形农业物料的临界速度，提出了一种计算临界速度的新方法。     

一种新型基于共用系数的二维 ANCF 高阶梁单元

在现有的梁单元基础上,通过共用系数,提出了一种新的二维ANCF横向高阶剪切梁单元。通过连续介质力学方法对单元进行弹性力建模,建立了单元动力学方程。通过理论推导证明了新单元能够较好缓解泊松闭锁问题。并且通过静力学、动力学等数值实例进行了仿真求解。将新单元与有限元结果与现有梁单元计算结果进行对比,发现相对现有梁单元,新单元收敛精度大大提高,与有限元结果基本一致;证明了新单元对泊松闭锁问题的处理可行性。     

一种监测喷雾装备速度的方法与实现

基于最短距离法的原则,设计了一种时间匹配算法用来监测喷雾装备前进的速度.首先,在运动路径中设置匹配点;然后,利用GPS接收机静态采集的匹配点位置信息匹配GPS接收机动态采集的轨迹信息,从而可以得到装有GPS接收机的运动装置在运动过程中经过匹配点的时间;最后,通过实验使用GPS接收机和机器人来修正这一匹配算法,提高了匹配精度.     

一种与行驶速度无关的农机路径跟踪方法

针对智能农机自主作业中的路径跟踪控制问题,提出了一种与行驶速度无关的农机路径跟踪方法,该方法对农机行驶速度的变化具有鲁棒性。首先建立了空间参数驱动的非线性相对运动学模型,并证明了基于该模型进行控制方法设计的合理性和可行性。然后对此模型进行反馈线性化和最优控制设计,得到了一种与速度无关的农机路径跟踪控制律。最后进行了实车的路径跟踪实验,实验结果表明该方法的直线路径跟踪精度为4 cm,曲线路径跟踪精度为7 cm,且跟踪精度不受速度变化的影响,验证了该方法的有效性和对速度变化的鲁棒性。     

国外一种离心泵双蜗壳设计方法的介绍和分析

双蜗壳作为一种用以平衡离心叶轮在非设计工况下运行时产生的径向力的压水室形式,阐述了其重要性;介绍了国外近期一种离心泵用双蜗壳的设计方法．以充分的试验结果为基础,给出了叶轮所受径向力的精确而详尽的计算统计公式;比较了双蜗壳与单蜗壳,以及不同结构形式的双蜗壳对叶轮径向力的平衡效果和双蜗壳的水力效率特性．同时,介绍了双蜗壳外侧等流量断面的两种设计绘形方法,即基于国外统计资料的速度系数法和基于速度矩守恒原则的数字积分方法．     

低比转速离心泵塑料叶轮设计

以一台低比转速离心泵铸铁叶轮水力模型为原型,将其材质替换为塑料.考虑泵效率提升和注塑工艺可行性对叶轮几何参数进行修改:减小叶轮外径,增加叶轮出口宽度;考虑塑料结构工艺对叶轮结构进行调整:后盖板外侧设置加强筋,轮毂处加铜嵌件,盖板与叶片结合处添加定位孔销和焊接用导熔线。将塑料叶轮和铸铁叶轮安装在同一泵体进行对比测试。测试结果表明:塑料叶轮设计工况点泵的效率由56%提高到60%,增加了4%,既达到国家节能效率指标,又为用户节省了用电费用。     

基于FINE的水泵叶轮内部流场的数值模拟

采用标准模型和SIMPLE算法,通过数值模拟软件 FINE ,对一台单级农用水泵动叶轮的流场进行了数值模拟.根据计算结果对该水泵的性能进行了分析,成功地预测了水泵叶片汽蚀发生的部位.结果表明,利用CFD进行水泵设计可以大大减少实验成本,缩短实验周期,对于从事流体机械设计的工程技术人员有一定的参考价值.     

15WD0.5—120型窄流道离心式叶轮的设计

介绍了小流量（Q=0.5m^3/h)、高扬程、离心式叶轮堵塞部分流道面积-窄流道离心式叶轮的设计方法：堵塞叶轮部分流道面积与增大叶轮出口宽度（b2)相结合，这将便于加工制造、控制泵的流量、减少叶轮流道的水力损失，试验结果证明：窄流道离心式叶轮的水力设计是成功的，满足小流量泵的性能要求，其性能曲线平坦，效率比设计值高3%，使用范围宽，运转平稳，叶轮的几何尺寸加工制造易保证。     

双吸离心泵叶轮无损反求设计研究

介绍了进口MABS双吸离心泵叶轮的无损反求设计研究过程。根据反求工程理论，进行该叶轮的结构反求设计、CAD辅助水力性能反求设计和工艺及材料的反求设计。反求设计的MABS叶轮现场运行平衡，水力性能指标达到原型水泵的性能。     

离心泵非定常计算中叶轮转动位置对性能影响的数值模拟

利用CFD软件,采用Realizable k-ε湍流模型,分别在3种工况下,对1台比转数为71的导叶-蜗壳组合式离心泵的内部流动进行三维非定常数值模拟,获取了离心泵内部流场结构,计算泵的扬程及效率。根据计算结果,分析了叶轮转动位置对泵外特性和内流场的影响。结果表明：当叶轮转动位置不同时,泵扬程、效率随之发生变化,选取某一特定位置处结果作为最终预测结果会产生较大的随机误差;叶轮转动位置的不同,也会对叶轮、导叶、蜗壳流道内的压力场和速度场产生一定的影响。     

离心泵叶轮内汽蚀发生的理论探讨

计算流体动力学(CFD)技术在水力机械内部流场计算中应用日益广泛,已成为优化设计的重要工具。为此,介绍了汽液两相流混合模型的基本方程,并应用离心泵叶轮内汽蚀两相流基本理论,数值模拟稳定工况下工质为清水低比速离心泵叶轮的汽蚀两相流场的分布情况,同时采用CFD软件分析汽蚀发生过程中的叶片静压分布,揭示叶轮内汽蚀两相流场的内在特性,为高抗汽蚀性能低比速离心泵的优化设计提供理论基础。     

低比转数离心泵叶轮切割定律的研究

切割定律在离心泵设计中有着重要的作用,但由于目前还没有十分准确的公式用来进行泵的设计,泵设计一般采用经验公式设计,再加以理论校核计算,这样新设计的泵的性能参数很可能存在着与设计参数不吻合。为此,用统计归纳方法给出该切割定律的具体计算公式与曲线图,并举例验证了推导低比转数离心泵叶轮公式与曲线图的准确性。     

交错叶轮双吸离心泵空化特性研究

为了探究交错叶轮双吸离心泵的空化性能,结合Rayleigh-Plesset空化模型和RNGk-ε湍流模型,对一叶轮两侧叶片进行交错布置结构的双吸离心泵内部空化流动进行了数值模拟,分析了空化对泵内压强分布的影响,绘制了空化特性曲线,并分析了不同工况下叶轮所受径向力,同时研究了空化对叶轮叶片空泡体积分数及泵内湍动能分布的影响。结果表明,交错叶轮双吸离心泵空化特性同常规离心泵空化特性具有一致性,空化对叶轮所受径向力大小以及湍动能分布都有较大影响。     

离心叶轮中的非定常扩散过程

针对用离心泵输送粘结物含量高的介质的灌排过程,分析了液固两相流体的非定常扩散以及粘结性液固两相流体的动力学特性,用双流体混合模型模拟了流体在旋转离心叶轮中的非定常流动情况。研究发现,随着流动的发展,固相先是在流道局部开始聚集,形成潜在的固体边壁;而后,流动与固相运动进一步耦合,固相在流道中呈现出类似于湍流扩散的运动形态,最终在叶片前缘附近发生较大程度的沉积。     

双吸离心泵叶轮交替加载设计方法

双吸离心泵内部的压力脉动是影响机组运行稳定性的关键因素之一。为了减轻压力脉动,分析了引起双吸离心泵压力脉动的主要原因,研究了不同类型的叶片载荷曲线对双吸离心泵流态的影响,建立了叶片加载方式、叶片出口倾角和叶轮交错角与泵内二次流及压力脉动的关系,提出了能够抑制二次流、降低压力脉动的叶轮交替加载设计方法。在新的设计方法中,叶片载荷曲线具有盖板前加载、轮毂后加载的混合加载模式。基于该方法所生成的双吸叶轮具有轮毂两侧交错布置、叶片出口边正向倾斜、盖板和轮毂包角差小的特点。通过在一大型引黄灌溉泵站的试验表明,该方法可将双吸离心泵压力脉动主频的幅值降低到原来的1/5左右,同时还可改善泵的最优效率和高效区。该方法为大功率双吸离心泵的优化设计和更新改造提供了一种新的技术途径。