轴流泵出水管内部流动水力特性研究

用五孔探针测定轴流泵出水管内部三维流场,揭示其流动规律,分析流场形成机理,利用流场数值模拟方法计算出水管水力损失.结果表明,后导叶出流环量较大,由于出流环量和出水弯管二次流的共同作用,出水管内为复杂的螺旋流,断面轴向流速和周向流速分布不均匀、不对称,与常规轴向均匀流和对称流的假定不符.过大的环量增大了出水管内水力损失,减小环量可减小水力损失,提高泵装置效率4%～8%.     

导叶出口安放角对双向轴流泵水力性能影响研究

随着湿地生态保护治理过程中对双向轴流泵的需求日益增加，开发设计双向轴流泵已然成为重要课题，为了探究导叶出口安放角对轴流泵双向运行性能的影响，以一台比转速为903的轴流泵为研究对象，利用ANSYS CFX软件的标准k-ε湍流模型对5种不同导叶出口安放角的双向轴流泵进行定常和非定常数值模拟，研究分析了导叶出口安放角对轴流泵双向运行的外特性、水力损失、内部流场、压力脉动的影响。结果表明：正向运行设计工况下，减小导叶出口安放角，可减小导叶部分水力损失，并且减小导叶吸力面低压区面积，因脱流产生的能量损失也随之减小，轴流泵效率明显增大；设计工况反向运行时，随着导叶出口安放角的减小，导叶回收能量的能力也随之减小，导叶部分水力损失增加，并且轴流泵效率降低。改变导叶出口安放角度，可对正向运行时轴流泵内压力脉动产生一定影响。适当增加正向运行时导叶出口安放角均能在一定程度上减小轴流泵内压力脉动幅值，改善能量损失；导叶出口安放角对双向轴流泵反向运行时的压力脉动幅值大小无明显影响。因本次研究的轴流泵为双向运行，结合正反两向效率变化相反的情况，考虑该轴流泵在双向运行时均有较高效率的运行范围，所以取导叶出口安放角为...     

壁面粗糙度对轴流泵水力性能影响的研究

采用全三维雷诺时均Navier-Stokes方程和标准κ-ε湍流模型,数值模拟了包括叶轮、导叶、泵壳和轮毂等过流部件壁面粗糙度对轴流泵水力性能的影响。计算结果表明,壁面粗糙度对轴流泵的水力特性影响显著。通过机械抛光或表面处理等方法,降低过流表面的粗糙度,可有效地提高轴流泵的扬程和效率。水泵的效率对叶片表面的粗糙度更加敏感,应给予更多的关注。研究还发现,水泵出口断面轴向流速分布均匀度和速度加权平均偏流角也随壁面粗糙度改变而改变。     

轴流泵导叶进口段调节对其外特性的影响

针对轴流泵在偏离设计工况时,因水流方向的偏离导致其效率急剧下降,在常规导叶的基础上改变导叶进口段的位置,以期能提高轴流泵在非设计工况下的效率,扩大其在高效区的运行范围。将导叶分为进口段、中段和出口段3个部分,并采用数值计算结合模型试验的方法研究了不同导叶进口段位置对轴流泵外特性的影响。结果表明:导叶进口角度的改变影响到导叶体内的流态及其水力损失,从而影响到泵装置的能量性能;在轴流泵导叶原设计进口角度的基础上,沿顺时针方向旋转适当角度,可扩大低扬程泵装置高效运行的范围,显著提高偏离设计工况点的低扬程、大流量区的效率。     

立式轴流泵等圆出水管内流场试验

采用五孔探针对轴流泵圆形出水室和出水管内流场进行详细测试,研究了后导叶出流环量、泵轴旋转诱导和出水弯管二次流对流态的影响,分析流场形成机理,揭示流动规律．结果表明：后导叶出流环量较大,旋转方向与叶轮相同,泵轴对附近水体有明显的诱导作用,泵轴附近环量明显增大,出水室和出水管内的环量沿流程逐渐衰减,但衰减速度渐慢,整个出水管内水流都具有一定的环量．出水管内为复杂的螺旋流,断面轴向流速和周向流速分布不均匀、不对称,轴向均匀流和对称流的常规假定与实际不符．研究成果对轴流泵装置的优化水力设计,提高泵装置效率有重大意义．     

进口流场对虹吸式出水流道的性能影响

采用数值模拟方法,把轴流泵后导叶的出口流场作为虹吸式出水流道的进口流场,研究对其水力特性的影响。计算结果表明,导叶出口流速和压力分布不均匀,存在横向流速和剩余环量,使虹吸式出水流道水力特性变差,下降段和出口段的回流区增大,驼峰断面和出口断面轴向流速分布均匀度显著下降,水力损失增加。轴流泵后导叶出口流场影响虹吸式出水流道两侧的流量分配,右侧流量恒大于左侧流量,而右侧的水力损失却小于左侧的水力损失,但两者都比无旋、轴向进水条件下的流道水头损失大得多,流量和水头损失的关系并不符合二次抛物线变化规律。     

轴流泵装置反转水动力特性研究

为了探究轴流泵装置反转运行条件下的水动力特性,采用试验测量结合数值模拟的方法,对某配有常规单向叶轮的轴流泵装置的反转运行特性进行了研究,分析了轴流泵装置包括反水泵工况、反向发电工况的能量特性和内流特性。结果表明,应用单向叶轮的轴流泵装置进行反转抽水的扬程和效率均较低,高效点的扬程仅为常规泵工况高效点扬程的0.38倍,高效点的效率仅为常规泵工况的0.55倍。反水泵工况下的压力脉动信号成分较为复杂,泵装置出水流道的流态较差,不同流量工况下的叶片非工作面均存在较大范围的回流区。反向发电工况下,最高效率点向大流量偏移,出现在Qd=1.63流量工况,高效区的范围明显增大,达到了泵工况的1.53倍,在大流量工况下仍能维持较高水平的水力效率。反向发电工况下水泵叶片非工作面的极限流线较为平顺,叶片工作面的压力梯度分布较为均匀。研究成果为特殊利用条件下的轴流泵装置的安全稳定运行提供了参考。     

糙条消减弯段溢洪道水流能量试验研究

为研究糙条消能工对弯道水流能量的消减过程,利用模型试验结合数值模拟方法对溢洪道模型进行研究,采用水能耗散率、流速均匀度、主流区位置作为评价溢洪道流态改善效果的指标,结果表明,糙条的置入可以消减水流能量,同时降低下游流速,增加下游水深;糙条使纵向流速沿横断面趋向均匀分布,缩短弯道出口直段调整距离;糙条将偏向凸岸的主流区引导至溢洪道轴线,抑制冲击波在弯道内形成。     

轴流泵装置虹吸式出水流道内流机理数值分析

为研究轴流泵对虹吸式出水流道内部流动特性的影响机理,采用CFD(Computational fluid dynamic)方法对虹吸式轴流泵装置进行全流道的数值计算,在考虑了轴流泵与虹吸式出水流道内流相互影响的条件下定性地分析了虹吸式出水流道的流场特征,定量地研究了导叶体出口剩余环量和流量对虹吸式出水流道水力损失的影响,给出了相应的数学关系模型,并将泵装置性能预测结果与模型试验结果进行了对比。结果表明:受导叶体出口剩余环量和流量的双重作用虹吸式出水流道内部流态差异较大,虹吸式出水流道的水力损失主要集中于驼峰断面前的过流通道。各工况时虹吸式出水流道驼峰断面的速度加权平均角的均值为52.34°,不同工况时速度加权平均角变化范围仅在0.1°~2.3°之间。随流量系数的增大,驼峰断面的轴向速度分布均匀度逐渐增大,导叶体出口剩余环量则先减小后增大,在高效工况范围内导叶体出口剩余环量存在最小值。导叶体出口剩余环量通过影响虹吸式出水流道内部流态而对出水流道水力损失产生影响,虹吸式出水流道的水力损失与流量未呈二次方关系。     

轴流泵汽蚀与渣浆泵材质问题

在对轴流泵汽蚀研究及修补效果的调研基础上，结合理论与实践，论述了轴流泵汽蚀问题和渣浆泵过流部件材质研究现状。     

横流式风机内部流动的研究

提出了一种直接边界元和离散旋涡法相结合的数值解析方法并对横流式风内部流动进行了计算，该方法不仅考察了叶轮的作用，同时也考虑了叶轮的作用，同时也考虑了涡室的影响。实测了横流式风机的内部流场并与计算结果作了比较，结果表明，该方法可望于流体机械的民。     

混流谷物干燥机的模型与模拟

在谷物和气流流动模拟的基础上，建立了混流谷物干燥机的二维干燥模型和模拟方法，编制了混流谷物干燥机模拟软件ＭＦＧＤＳ。对模拟结果进行了实验验证，并与已有的模拟方法进行了比较。本文的模型和方法将混流干燥机模拟从一维近似模拟提高到二维精确模拟的水平，并具有精度高、速度快、功能强的特点。     

管道中非定常流动的计算分析

对管道中非定常流动进行了研究,导出了流体在管道中流动时,实用的特征线法的计算方法和公式。该方法是从Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程和连续性方程出发,结合流体实际流态状况及摩擦损失函数等,将难以求解的流体偏微分方程组转换为便于工程数值计算的等价差方程组,从而解决了液压管道中液体非定常流动的计算问题,它能很好地满足实际工程计算需要,是研究液压系统动态问题的一种有效方法。     

横流风机的噪声机理及试验研究

阐述了横流风机的噪声源分布及降噪途径,用频谱分析和优化方法,研制出了一种低噪声横流风机模型,为横流风机的开发应用奠定了理论基础。     

可调导叶式混流泵主要设计要素的确定

对叶片可调导叶式混流泵主要设计要素的确定方法进行了理论研究,应用该理论设计了比转数为 600混流泵的水力模型,试验结果表明,泵的性能达到了设计要求。     

离心泵入口旋流的试验研究

在试验研究的基础上,用三维流动理论,论述了离心泵入口旋流的特性、产生的条件和原因;给出了旋流存在区域;分析了旋流和预旋及反向流的内在联系;并对一些问题提出了新的论点。     

固液两相流动中最佳流动模式的探讨

该文阐述了,在固液两相流中,随着重量浓度的不同,流动呈现出牛顿流体与宾汉流体两种不同的流态;在宾汉流体的输送中又存在着一种柱状流动现象,柱状流动是两相流动中输送宾汉流体的最佳流动模式。对牛顿两相流体的输送,该文通过牛顿流体中加入微量添加剂会使流动摩阻大为降低的现象,从理论上分析了普兰特混合长度（ｌ）减小,来解释牛顿两相流流层剪应力（τ）的减小,以此说明牛顿两相流中摩阻降低的机理。该研究课题思路很好     

ZM931高比转数轴流泵水力模型的设计

介绍了ＺＭ９３１高比转数低扬程轴流泵水力模型的设计,提出了一些实用的处理方法,实践表明,用这些方法能够设计出效率高,高效范围宽,过流量大,抗汽蚀性能好,工艺性好的轴流泵水力模型。设计的模型已推广应用。     

ZBM-750型轴流泵水力模型的研究

介绍了ＺＢＭ－７５０型轴流泵水力模型的设计及试验研究,通过取消大的轮毂比ｄｈ,增加轮毂侧的叶栅稠密度ｌ／ｔ和外缘翼型安放角,达到了良好的效果,结果表明：该模型具有效率高、等特点,可以推广应用。     

轴流式强制循环泵选型设计参数补偿方法

针对化工行业中所用的强制循环泵因没有导叶而产生的问题，从理论上提出利用有导叶泵模型资料进行选型设计时参数确定的办法，并绘制出补偿曲线。