UPVC斜三通阻力损失及流动特征数值模拟

为探讨灌溉管网中斜三通管的水流变化阻力规律,揭示产生阻力损失的诱因,基于标准k-ε湍流模型对DN75等径UPVC斜三通管的阻力损失及流动特征进行了数值模拟研究,并通过文献中的试验结果对标准k-ε模型在分岔流中的模拟效果进行验证。结果表明:标准k-ε模型对分岔流的计算具有较高的精度,与试验结果相比阻力系数最大相对偏差为14.3%;斜三通管主管至斜管、主管至直管的局部阻力系数均与分流比呈较好的二次抛物线关系;流动特征分析表明主管至斜管的阻力损失主要是由离心力作用产生的旋涡和流量变化引起的,在分流比较小时旋涡起主导作用,在分流比较大时流量变化起主导作用;而主管至直管的阻力损失主要由水流发生偏转引起的。     

双向流道立轴潜水泵系统流动特性研究

为探索将潜水电泵和双向流道泵装置结合在一起的双向流道潜水电泵系统,通过CFX软件对该系统进行全流道数值模拟,获得了系统内的流动特性,并预测了泵装置的水力性能。对进水流道内加设不同导流措施的水流特性进行了分析,结果表明,加设椭圆线导流锥的进水流道出口流速分布均匀度效果最好,能够防止有害旋涡,保证水泵运行的进水条件。应用特别设计的、单边18°的大扩散角出水室,有效地抑制了脱流和水力损失,确保水泵系统整体效率水平。在高精度水力机械试验台进行了模型试验。试验结果表明,泵装置扬程为3.11 m,流量为256 L/s,泵装置效率达到71.9%,正、反向分别高于可逆式双向潜水泵装置7和13个百分点。说明双向流道配立轴潜水泵装置具有良好的工程应用价值。模型试验结果和性能预测结果在高效区范围内吻合,数值计算得到较好的验证。     

射流振荡三通与滴灌毛管脉冲初步试验研究

基于射流附壁与换向原理设计出一种能够在两个出口产生振荡水流的射流振荡三通,射流振荡三通的两个出口后面分别连接毛管后,能够使水流在两条毛管内按照一定频率间歇性流动,在毛管内产生脉冲水流,可以构建新型的脉冲滴灌系统。在分析射流振荡三通工作原理的基础上,确定了两组射流振荡三通的参数:喷嘴宽度W=5mm和W=4mm,并加工成试验样件,进行了射流振荡三通与毛管脉冲的初步试验研究。试验结果表明:在进口压力为50~120kPa条件下,水流经过射流振荡三通后,每组射流振荡三通都能够产生振荡水流;在每组射流振荡三通两个出口后面各连接一条60m长的毛管,可明显观测到毛管内产生的脉冲水流,在进口压力50~120kPa条件下,W=5mm与W=4mm的毛管进口压力脉冲幅度均在30kPa以上,脉冲频率都为3.6~4.0Hz。通过对比可知,喷嘴宽度越大,脉冲振幅就越大,脉冲频率就越小。     

侧深施肥装置三通管气固两相流仿真与试验

为探究气吹式侧深施肥装置三通管不同结构特征对气流和肥料颗粒运动的影响,通过理论分析,设计气流入口与出口轴线垂直的a型三通管、气流入口与出口轴线呈45°夹角的b型三通管、气流入口与出口同轴的c型三通管。在三通管内径为28 mm、通入气流速度为16.4 m/s、肥料颗粒流量为20 g/s的条件下,采用CFD-EDM耦合方式对不同管道内气流、压力、颗粒运动状态进行仿真分析。结果表明：气流经a、b、c三种类型三通管产生不同的流动效果,进而影响肥料颗粒运动特性,颗粒最大运动速度分别为1.99 m/s、2.94 m/s、2.07 m/s,期间颗粒产生最大碰撞力分别为0.05 N、0.13 N、0.34 N。通过验证试验对比表明,采用b型管侧深施肥装置排肥稳定性变异系数为0.81,肥料破损率为0.72%,施肥过程中无肥料堵塞。     

充水式潜水电机温升计算

充水式潜水电机的热传导和散热方式比较复杂，一般在计算潜水电机温升时，多采用类比法来计算，而类比法计算精度较低，本文采用简化热器法计算潜水电机的温升，经试验证明了该方法较为精确，它可以替代原精度较差的类比法。     

脉冲泵简介

一、国内外研究概况1、常用泵的概况目前，在常用泵中，叶片泵结构简单、高速性好、运行平稳、流量大，得到比较广泛的应用。但在泵出水流速仅3～4m／s肘，作刚体旋转运动的叶轮边缘线速度却高达20～30m／s。这不仅限制了泵出水流速的提高，也是叶片泵产生汽蚀的根本原因。叶片泵中的汽蚀问题，世界上目前还未得到根本解决。另一方面，叶片泵在泵水过程中，水流状态为：它限制了泵能量转换效率进一步的提高。国际最好水平的荷兰叶片模型泵效率为87．5％。活塞泵中液体流动状态为比较单一的直线流动，泵效率及单级扬程均较高。但每次泵水的排…     

灌排双向泵装置出水室数值模拟研究

出水室是影响泵装置效率的主要因素之一，对泵导叶后动能的回收起重要作用。采用雷诺时均方程结合k-ε紊流模型方程研究了双向泵站出水室内的流动状况，提出了独特的曲线型出水结构。实验结果表明其模型装置效率最高，与数值模拟研究结果相吻合。     

基于人工神经网络的管道泵进水流道性能优化

立式管道泵是一种具有进口弯管的单级单吸离心泵,常被应用于安装空间受限的地方。由于进口的特殊结构,该泵不可避免地产生了一定程度的能量损失,从而降低了整体的效率。为了提高管道泵的性能,基于人工神经网络进行了肘形进水流道的优化研究。进水流道的形状可由流道中线和各截面的形状控制,选择五阶贝塞尔曲线拟合流道中线,三阶贝塞尔曲线拟合截面控制参数沿流道中线的变化趋势。考虑到泵实际安装需求,选取进水流道的11个参数为优化变量,泵效率为优化目标。采用拉丁方试验设计方法设计了149个进水流道方案,应用人工神经网络建立了泵效率与11个设计变量间的高精度非线性数学表达式,采用粒子群算法对数学表达式进行了优化,得到了肘形进水流道的最优参数组合。研究结果表明:计算结果与试验结果在小流量和设计流量下呈现出很好的一致性;人工神经网络(ANN)能够准确反映泵效率和设计变量之间的关系,优化后预测值与计算值之间的偏差为0.32%;优化后的模型相对于原始模型效率提高了1.17个百分点,扬程提高了0.23 m,高效运行区得到拓宽;相比于原始进口管,优化后进口管内流动得到改善。     

机械打孔节点渗灌管的出水特性试验

在一定水头压力和出水历时条件下，通过实验室内试验和温室内试验，测量节点渗灌管每单节管的出水量，利用均匀度公式，分别按照单位节点计算渗灌管的出水均匀度，同时考虑渗灌管与灌水毛管的粘合与否的区别。试验结果表明，机械打孔渗灌管出水流量小于一般节点渗灌管。温室内、实验室内渗灌管出水均匀度都不够高，渗灌管总出水量与时间不成线性关系；粘合后的渗灌管出水比较稳定。室内试验发现，灌水毛管的总水头损失很小，整个管路的总水头损失不大。     

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。     

组合浮箱式移动泵站的设计与稳定性校核

为了满足水位变幅较大、现场安装环境差等一些特殊的防洪排涝需求，设计制作了组合浮箱式移动泵站，该形式移动泵站以上泵式潜水电泵为机组，小浮箱托浮，农用水带出水，刚性杆件和绳索固定。并校核了组合浮箱式移动泵站的稳定性，阐述了组合浮箱式移动泵站的性能，提出该形式移动泵站的应用。计算分析表明，采用11个小浮箱托浮，安全系数较高，浮箱前后沿都部分浸入水中，机组平衡稳定。采用10个小浮箱，机组平衡稳定，安全系数高，可以偏心安装，减小纵倾幅度。该组合浮箱式移动泵站已达到设计要求，拆装方便、运输便捷、稳定性好、可靠性高，具有一定的实用性和推广价值。     

涡流发生器对试验尾水管性能改善作用分析

为设计出1种含有涡流发生器的新型试验尾水管,对涡流发生器的机理进行一定的研究,并结合尾水管的工作原理,进行计算模拟和试验验证.根据尾水管的几何特征,运用壁面函数法建立全流道结构网格,用SST模型对其进行数值计算,分别以涡产生截面和涡开始发展截面作为涡流发生器叶片的安装截面,先后模拟了其55种不同工况下的水流特性.同时计算出尾水管各工况下的能量恢复系数,找出能使其能量恢复系数提高最大的安装方法.研究结果表明:以15°夹角于尾水管涡开始形成截面,对涡方式安装2对涡流发生器,且涡流发生器的安装截面在尾水管内部涡开始形成的位置.利用此安装方法进行试验验证,测量出试验尾水管的能量恢复系数提高了3.2个百分点,同时,提出了涡流发生器的安装截面为尾水管内部涡流开始形成的截面.为在建和改建水电站提供了一定的依据.     

大型泵站蜗壳出水流道型线的优化与试验

对大型泵站蜗壳出水流道的型线进行了多方案的优化设计和试验研究：将导水锥型线进行了优化,在流道宽度不变的条件下,仅将出水室蜗壳段弧线曲率半径适当加大,同时延长扩散管的长度,减小扩散管出口及蜗壳断面流速.最终得到了水力性能优良的蜗壳出水流道型线方案.在模型比为10.27,叶片角度（-2°）和转速（1400 r/min）都保持不变的情况下,该流道形式的模型泵装置效率达到78%以上,比优化前提高了6个百分点,达到或已超过常用流道型式立式泵装置效率,为蜗壳进出水流道在大型低扬程泵站中推广和应用奠定了基础.     

双向立式潜水轴流泵装置特性研究

潜水轴流泵通常用于单向和卧式泵装置,用于双向立式泵装置不多。针对泵站改造要求,通过CFX软件对双向流道潜水轴流泵装置内的流动进行数值模拟,分析了进出水流道过流特性及流态,预测了装置性能,以此改进了泵装置的进出水结构。在高精度试验台对模型泵装置进行了测试,获得了泵装置综合特性曲线,泵装置最高效率达到67.3%,平均提高3%~5%。进水流态试验观测发现进水流道内的涡带,研发的消涡锥成功消除了附底漩涡,提高了机组运行的安全性。泵装置性能预测结果在高效区与模型试验结果基本一致。     

基于CFD的新型三通管结构优化与水力特性分析

三通管在各个行业应用广泛,针对现有三通管局部水头损失系数ζ大,内部流动特性差等问题,研发出一种新型的三通管流道结构,揭示新型三通管的阻力与流动特性和相关结构参数的关系,得到合理新型三通管内部流道设计方案。基于SolidWorks2016、CFD软件对DN32的普通120°等径三通管进行数值计算,验证模拟的可靠性,并且对新型三通管内部流道结构参数进行优化。结果表明:①进口处与两个出口处的ζ_(01),ζ_(02)均随着肥胖系数λ、最大宽度B都是先减小后增大,两者均随λ呈现二次函数的趋势变化,ζ_(01)、ζ_(02)最小时所对应的λ=4.27,B=42.22 mm左右。②分流损失系数比β随B与λ均呈现两端平缓,中间变异的趋势变化。③新型三通管关于对称面速度分布并不是对称的,低速区会偏向于三通管重心左下方,随着雷诺数增大低速区域越来越小,肥胖系数λ在(4.15,4.91]范围之内流线分布较为光顺均匀。     

数值求解矩形断面蜗壳

为实现水流在蜗壳内的自由流动，给出了带有过渡圆弧的矩形蜗壳断面的数值求解原理及算法，显著地提高了蜗壳断面的设计精度及绘形精度。试验表明，给出的方法对改善泵效率指标有明显效果．     

气波增压柴油机进气管设计与优化

以SOFIM 2．5L涡轮增压中冷柴油机为样机，设计了气波增压柴油机进气管。用正交设计优化试验进气管的结构组合，并用三维设计软件UG进行几何建模及结构分析，找出质量最小、内腔容积最大的进气管，再用ANSYS软件对其进行流动分析，找出平均进气质量流量最大的进气管；综合结构优化和流动优化结果，确定最终的气波增压柴油机进气管，采用快速成型技术制成其模型并在气道试验台上与原管进行稳态流动对比试验。试验结果表明，该管比原管进气质量流量平均提高近7％，基本可满足气波增压柴油机的要求。     

德特─75拖拉机故障排除两则

1．液压系统执行元件不工作：症状：小油门时油缸无法升起；大油门时油缸升起缓慢且抖动．重载无法升起。当笔者去现场时，该机组人员已将分配器拆下，分析可能是机组人员更换液压油管后发生上述故障。经检查发现油管安装前，内扎木经清洗，杂质多，造成溢流问波杂物所阻是开启状。后经法除阀座与阀接触面间杂物，清洗油路，更换液压油，该故障排除。2．发动机功率急剧下降，冒黑烟，无法工作．机组人员用断缸法检直，判断为一缸喷油器故障，但更换新喷油器后，故障仍未排除，于是卸下缸盖，拆下油底壳，抽出活塞，发现一缸活塞尾部严重磨损…     

箱涵式轴流泵装置进出水流道优化设计

基于RNGk-ε紊流模型和雷诺时均N-S方程,运用CFD商用大型软件对箱涵式进出水流道立式轴流泵装置进行了三维流动仿真计算及水力特性的优化设计。通过先部分后整体的方法先独自对箱涵式进水流道进行优化计算,而后在整体泵装置上对箱涵式出水流道进行优化计算。进水流道的优化以出口断面流速均匀度和水力损失为目标函数,出水流道的优化则以泵装置效率和水力损失为目标函数。通过数值计算得出,优化后箱涵式进水流道的水力损失由7.52cm降低到3.49cm,进水流道出口流速均匀度由42.41%提高到89.11%,进水流道的悬空高度H和进水喇叭管与叶轮间的连接角度α对进水流道水力特性的影响显著,设计时应该重点考虑。箱涵式出水流道的水力损失由87.15cm降低到76.37cm,出水流道的设计应重点关注导流墩与出水喇叭管的半径差Δr和出水导流墩的半径R,合适的出水导流墩半径在0.75倍导叶出口直径左右。泵装置模型试验在叶片安放角-4°时,设计工况下泵装置效率达到75.0%,泵装置最高效率为75.67%,高效区运行范围较宽;对比数值计算和模型试验的结果可以发现误差最大处低于5%,整体性能曲线的趋势相对良好,说明数值模拟对于泵装置的优化是合理的,对于实际工程具有指导意义。     

灌排双向泵装置出水室数值模拟研究

出水室是影响泵装置效率的主要因素之一 ,对泵导叶后动能的回收起重要作用。采用雷诺时均方程结合 k-ε紊流模型方程研究了双向泵站出水室内的流动状况 ,提出了独特的曲线型出水结构。实验结果表明其模型装置效率最高 ,与数值模拟研究结果相吻合