大型泵与泵装置效率特性预测理论分析

对国内外多种原型泵与模型泵之间的效率换算方法进行了理论分析.Moody等传统公式理论分析不充分、不完整,换算结果精度较差.JIS B 8327-2002推荐式以及本文推荐的新型效率换算公式表达较完善,但JIS B 8327-2002推荐式经验常数过多.本文推荐式是根据较严谨的数理关系推导得出的公式,既能适用于泵,也能适用于泵装置,且能定量表达多种因素对效率换算结果的影响,能够为大型泵与泵装置效率特性预测提供依据.     

泵与泵装置特性预测

根据泵和泵站的有关文献及作者提出的泵与泵装置性能（效率及临界汽蚀余量）的表达、换算方法,通过进一步的数学推演,提出了水泵及泵装置性能统一表达式.统一表达式包括：扬程通用式、流量通用式、效率通用式、临界汽蚀余量通用式等.用二次多项式表达了泵及泵装置的扬程特性;根据最小二乘法原理给出了扬程系数计算式.介绍了总效率的表达式,并给出效率常数计算方法.介绍了计及冲击损失的影响,并适用于任意工况点的汽蚀特性表达式;同时给出汽蚀余量系数的计算方法.扬程通用式、流量通用式、效率通用式、汽蚀余量通用式等是在各表达式基础上,根据原模型泵及流道内流动相似,运用水泵相似律、比例律,推导扬程系数、效率常数、汽蚀余量系数的相似关系式;综合各表达式和系数、常数相似关系式即为既适用于模型亦适用于原型的统一表达式,或称通用式.统一表达式既可用于计算,亦可用于原模型的相似换算.     

泵与泵装置特性预测

根据泵和泵站的有关文献及作者提出的泵与泵装置性能(效率及临界汽蚀余量)的表达、换算方法,通过进一步的数学推演,提出了水泵及泵装置性能统一表达式．统一表达式包括:扬程通用式、流量通用式、效率通用式、临界汽蚀余量通用式等．用二次多项式表达了泵及泵装置的扬程特性;根据最小二乘法原理给出了扬程系数计算式．介绍了总效率的表达式,并给出效率常数计算方法．介绍了计及冲击损失的影响,并适用于任意工况点的汽蚀特性表达式;同时给出汽蚀余量系数的计算方法．扬程通用式、流量通用式、效率通用式、汽蚀余量通用式等是在各表达式基础上,根据原模型泵及流道内流动相似,运用水泵相似律、比例律,推导扬程系数、效率常数、汽蚀余量系数的相似关系式;综合各表达式和系数、常数相似关系式即为既适用于模型亦适用于原型的统一表达式,或称通用式．统一表达式既可用于计算,亦可用于原模型的相似换算．     

基于CFD的泵装置性能预测方法比较

以某混流泵装置为例,采用CFD技术分别进行包括进出水流道和水泵在内的水泵装置全流道数值模拟的性能预测和由不带泵进出水流道数值模拟得到的流道效率与泵效率乘积的泵装置性能预测,并与模型装置试验结果进行比较。结果表明,根据水泵装置全流道数值模拟方法进行的装置性能与模型试验结果误差较小;以流道效率与泵效率乘积的方法预测装置效率的误差较大,仅在最优工况点附近与模型试验泵装置效率近似相等,引起较大误差的主要原因是基本理论存在不合理性。因此,建议以进水流道、出水流道和水泵作为整体进行内流数值模拟和装置性能预测,并在考虑泵对流道影响的情况下进行流道的水力设计优化。     

大型泵装置系统性能预测理论探讨

根据泵及泵装置运行特征和泵的相似理论,建立不同技改方案下,泵及泵装置性能预测的数学模型,为合理确定技改方案,预测技改后泵及泵装置特性提供理论依据。     

基于CFD的樊口泵站泵装置性能预测

以樊口泵站的工程实际为背景,运用CFD数值模拟技术和方法,以肘型进水流道、屈膝式出水流道及40CJ-95型轴流泵为具体对象,对泵装置整体进行全面系统的研究.在额定转速下,改变叶片安装角,分别模拟各种不同叶片安装角下的工况,预测水泵性能,并和实际特性曲线进行比较;分别改变转速和叶片安装角,针对模拟结果分析预测装置性能,与模型试验值进行对比.结果表明:用基于有限体积法的双方程紊流模型对泵装置整体进行数值仿真研究是可行有效的;并且通过与已有实验成果比较,得出模拟计算结果与试验值吻合较好的结论,表明计算结果真实可信.     

射流泵装置性能预测方法

提出了一种射流泵装置性能预测方法,并进行了试验验证.以射流泵试验所得射流泵的流量比与压力比曲线,以及离心泵的流量扬程曲线作为预测初始条件,通过射流泵装置2种吸上高度4.5和9.0 m的性能试验,比较各流量比时装置工况点试验值与预测值精度,发现数值解法整体误差较小,能更好地反映射流泵扬程随流量比变化的情况,但与试验值相比仍存在误差且个别工况点误差较大,需进一步修正.引入预测值与试验值的比值作为修正系数,通过Plackett-Burman试验设计,从吸上高度、面积比、喷嘴直径、流量比、喉嘴距、喉管长径比、泵转速等因子中筛选出对射流泵扬程影响效应显著的面积比及流量比作为修正公式的关键参数,利用遗传算法和公式自动搜索拟合,得到射流泵扬程的计算公式,且相关系数超过0.99.通过射流泵装置在吸上高度为3.5和8.0 m的试验结果比较,表明具有较高的可信度.     

基于分段最小二乘拟合的瞬时频率估计方法

旋转类机械非稳定噪声和振动信号的分析一般采用阶比分析技术。精确地估计参考转轴的瞬时频率是阶比分析技术的关键。考虑丢失、额外脉冲和转速瞬变等因素的影响,在计算转速计脉冲到达时间的基础上,用三次样条曲线分段最小二乘拟合获得转轴的瞬时频率估计,提出了通过数据重叠和加权平均来保证各分段点处的连续及平滑的方法。用频率估计曲线进行实验,得到任意转速下的阶比谱和阶比幅值随转速变化的结果。     

泵及装置原型与模型水力特性换算方法

对国内外多种泵及装置原型、模型水力特性换算方法研究所取得的进展进行了回顾,主要内容包括具有奠基意义的Moody效率换算公式,考虑比尺效应的原型、模型泵及装置效率的换算方法,以及原型、模型泵能量性能参数的换算方法。详细介绍了我国学者在这方面的研究成果,并对现有不同换算方法进行了简要的评述,指出缺乏高精度完整可靠的水泵装置原型测试数据,是目前制约水力特性换算方法深入研究的重要原因,将数值模拟与理论分析和试验研究相结合,可望取得突破性的进展。     

电控喷油系统控制参数特性曲面的测量装置

以ＭＣＳ－８０９８单片机为微处理器,开发了一种汽车发动机多点喷油系统控制参数特性曲面的检测装置。用该装置实测了发动机空燃比和点炎提前角特性曲面。将测量结果用于发动机的实时控制,取得了比较满意的效果。     

基于免疫遗传和蚁群融合算法的散乱点云曲面拟合

对复杂型面物体的曲面拟合方法进行了研究,通过点云数据参数化、基于免疫遗传算法(IGA)的自适应节点计算、反求曲线控制顶点、点云数据分割以及曲面拼接5个步骤来进行曲面拟合。提出了一种基于免疫遗传和蚁群的融合算法,将其应用于曲面拟合中,利用免疫遗传算法的全局搜索能力,来提高蚁群的收敛速度。该算法通过免疫遗传算法的选择、交叉、变异操作、疫苗接种和疫苗选择,并将免疫遗传算法引入到蚁群系统的迭代中,有效地解决了蚁群系统易陷入局部最优和易退化的缺点。采用fender、fandisk、bunny、cow 4个实例,对其3D散乱点云分别采用融合算法、遗传算法(GA)和免疫遗传算法进行曲面拟合,实验表明该融合算法具有很好的收敛速度和全局最优解的搜索能力,通过该算法所拟合的曲面拟合精度较高,相比GA和IGA算法,其拟合精度分别提高18%和11%以上,可以满足复杂型面物体的曲面拟合要求。     

基于BP神经网络拟合水泵特性曲线

通过试验的方法绘制出水泵的特性曲线是判断水泵是否满足设计要求的基础.特性曲线拟合的精度决定判断的准确性.人工神经网络具有较强的非线性处理能力和逼近能力.为此,在分析水泵性能试验及其特性曲线、阐明BP神经网络的方法理论及其特性的基础上,建立了BP神经网络拟合水泵特性曲线的模型,并加以应用.结果表明,其效果显著,具有工程应用价值.     

基于流固耦合效应的梯级泵站输水管道振动特性分析

为解决管道结构固有振动特性分析中选取高精度流固耦合模型的方法问题,以景电工程中梯级泵站输水管道为研究对象,运用附加质量法和直接耦合法原理,建立不同的流固耦合模型,对其进行固有模态特征提取,并将求解结果与SSI法模态辨识结果对比。结果表明:直接耦合法模型的结果与SSI法辨识结果吻合得较好,最大误差为3.62%,同阶次的计算精度均优于附加质量模型,频率间隔小,弥补了附加质量模型出现的模态缺失现象;直接耦合模型的计算结果在模拟阶数和精度方面都优于附加质量模型,能较好地反映管道结构的固有振动特性,可在复杂管系结构的动力特性分析中应用。     

一体化泵站自清洁流动特性研究及优化

【目的】研究不同底部结构形式对一体化泵站内泥沙淤积的影响。【方法】基于多相流计算理论采用CFX软件对一体化泵站内流动特性进行固液两相流数值模拟。根据一体化泵站底部流场结构特点,设计了平底底部、锥形底部、台形底部和椭圆形底部等4种底部结构形式,计算结果得到试验的验证。【结果】采用平底底部（方案一）和椭圆形底部（方案四）的一体化泵站内存在明显的泥沙淤积,采用锥形底部（方案二）和台形底部（方案三）一体化泵站内未见明显泥沙淤积。在设计流量工况下方案一至方案四中叶轮进口的流速均匀度分别为86.5%、90.7%、94.3%和88.3%。【结论】方案三中台形底部结构一体化泵站泥沙淤积最少,综合性能最高,底部几何结构最合适,能实现一体化泵站的自清洁。     

基于粗糙集神经网络的收割机需求评价方法

结合粗糙集理论和神经网络在信息处理方面的优势,构建了基于粗糙集理论和人工神经网络相结合的收割机需求评价方法的模型,并对陕西省多款收割机进行评价,建立数学模型.实例表明,约简后的知识系统可以获得原知识系统的分类结果,但分类指标却减少了77%,大大减少了信息需求量,可以计算每个属性在评价收割机方面的重要性,给收割机生产厂家提供一份可供参考的指标.     

基于粗糙集的粮食产量组合预测模型

为预测粮食总产量,建立了基于粗糙集的粮食产量组合预测模型.通过建立预测模型与预测对象的关系数据模型,离散化属性数据值来建立知识表达系统和决策表,并依据粗糙集理论计算出预测对象对预测模型的依赖度、预测模型的重要度以及组合预测模型中各单一模型的权系数.利用浙江省粮食总产量的历史数据建立了粮食产量组合预测模型,分析表明所建模型有较好的预测效果.     

基于组态软件的泵站经济运行

介绍了组态软件的图形系统，并从组态软件的基本功能入手，对泵站经济运行进行了初步探讨。认为：基于组态软件的泵站经济运行使用组态软件的图形系统，通过人机交互界面提供强大的图形功能，自动化程度高，误差小，精度高。     

基于聚类算法的游梁式抽油机的模块化设计

抽油机的模块化设计能以较少零部件最大限度地满足不同用户多种类型、规格抽油机的需要,能给企业带来较高的经济效益。模块划分是模块化设计的关键,如果模块的规模越小,越容易进行设计、修改,但相应的,模块数量就越多,会增加模块组合的难度,增加加工的成本。本文利用K-means聚类算法,以玉门等厂家的44种游梁机的杆长尺寸为参考,对它们进行模块划分,提供了抽油机模块化设计中的模块划分的新方法。     

基于粗糙集与神经网络的农机化发展水平评估方法

在分析现有农业机械化发展水平评价方法的基础上 ,提出了粗糙集理论与人工神经网络技术相结合的农业机械化发展水平评价指标简化体系和评价方法。实例表明 ,约简后的指标体系可以获得原有指标体系的分类结果 ,但比原有模型少了 6 0 %的指标 ,大大减少了信息的需求量 ,为农机化水平评价提供了一种新的途径。     

基于回归预测的铝块表面质量研究

通过实验测量的方法研究数控加工过程的铝块表面质量.首先提出表面粗糙度评价指标Ra,其次基于铣削参数设计了四因素三水平的正交铣削实验,利用tr200表面粗糙度测量仪对加工后的铝块表面进行表面粗糙度测量,最后使用SPSS软件对表面粗糙度以及切削参数进行多元非线性回归拟合,得出铝块表面粗糙度预测模型.