国家科技支撑计划(2011BAF14B01)
- 作品数：34 被引量：340H指数：9
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- 潜水搅拌机内部压力脉动特性分析被引量：1
- 2014年
- 为深入研究由叶轮内压力脉动引起的潜水搅拌机振动的内部流场特性,利用大型计算流体软件Fluent 6.3和大型网格专用软件Gambit,采用RNG k-ε湍流模型和PISO算法和滑移网格技术与刚盖假定方法,对潜水搅拌机搅拌的污水处理水池三维非定常湍流流场进行了数值模拟,在研究了叶轮区域及水池内流体流场特性基础上,分析了潜水搅拌机内部压力脉动特性研究.研究结果表明:潜水搅拌机搅拌叶轮内部以及叶轮附近的流体具有很明显的周期流动变化,高压低速区和低压高速区均随着叶轮的旋转而发生周期转动.叶轮进出口以及内部的压力脉动频率以叶轮转频为主.研究结果可为潜水搅拌机的实际工程应用提供参考.
- 田飞施卫东卢熙宁张德胜郎涛
- 关键词：潜水搅拌机压力脉动数值模拟
- 离心泵空化流动数值计算被引量：23
- 2014年
- 为了研究离心泵内部复杂的三维空化特性，采用改进的空化模型和湍流模型中的Standard κ-ε模型和修正的RNGκ-ε模型，对离心泵内部有、无空化流动进行了计算和分析，得到了设计工况下初生空化、发展空化和严重空化时叶片吸力面和压力面上的压力，并与无空化做了对比，提出了空化初生判定准则，系统划定了离心泵的空化区域。结果表明，随着进口压力的降低，空泡首先出现在叶片进口的吸力面，然后沿着叶片型线运动，形成附着空泡，进而空泡尾迹脱离主流，偏向压力面，堵塞部分流道，最终占据全部流道，使液流断裂；设计工况下初生空化数（σ=0．3067）和严重空化数（σ=0．0281）相差一个数量级；从叶轮子午面上看，空泡首先在靠近后盖板处出现，逐步向前盖板运动，并附着在前盖板圆弧附近；离心泵空化细分为初生空化、临界空化、发展空化、完全空化、断裂空化5个空化过程。
- 王维军王洋刘瑞华黎义斌印刚李贵东
- 关键词：离心泵空化多相流初生空化
- 发动机冷却水泵空化特性的数值模拟与改进被引量：7
- 2013年
- 发动机冷却水泵的空化破坏是缩短汽车冷却系统寿命、产生振动噪声等危害的关键因素.为了提高发动机冷却水泵的抗汽蚀性能,以时均N-S方程作为基本控制方程,采用标准k-ε双方程湍流模型及多相流模型,利用CFX流体计算软件模拟了发动机冷却水泵内部的三维湍流,并观察叶轮内部空化流场的分布.通过试验对比验证,水泵在285,L/min设计流量下扬程为6.1,m,远远低于常温下的数值模拟扬程,说明该泵在实际运行工况下已发生严重空化;在85,℃下,模型泵试验汽蚀余量为9.8,m,与数值计算结果基本一致,说明数值计算结果是可靠的.并由此提出了两种减缓发动机冷却水泵发生空化的有效方法,两种方案均能较好改善泵的空化性能,且减少叶片数方案抗汽蚀性能更优.
- 李伟施卫东裴冰张华陆伟刚
- 关键词：冷却水泵空化特性数值模拟
- 后掠式双叶片污水泵固液两相流动规律的数值模拟被引量：9
- 2015年
- 基于Particle模型,采用SIMPLEC算法、多重参考坐标系法对后掠式双叶片污水泵固液两相流场进行数值模拟.液相采用标准k-ε双方程湍流模型,固体颗粒采用离散相零方程模型,分析了固相颗粒体积浓度分别为5%,10%,15%,20%,颗粒粒径分别为0.2,0.4,0.6,0.8,1.0 mm时,固相颗粒在泵内的分布情况及其滑移速度的大小,从而进一步研究泵内过流部件的磨损情况,并探讨了颗粒浓度及大小对泵水力性能的影响规律.结果表明,颗粒直径一定时,随固相体积浓度的增大,颗粒运动轨迹偏向叶片吸力面;叶片压力面及吸力面尾部的后盖板处固体颗粒滑移速度增加明显,该处壁面产生磨损,因此设计时后盖板处应加厚;固体颗粒的粒径及固相体积浓度对泵水力外特性有着不同程度的影响,粒径增加,泵扬程、效率均下降;固相体积浓度增加,泵扬程增加、效率下降.样机试验表明:额定工况下效率为80%,扬程为11 m,设计合理,达到国内污水泵设计的领先水平.
- 程成施卫东张德胜曹卫东邢津
- 关键词：污水泵固液两相流磨损
- 射流泵喷嘴收缩角的取值被引量：8
- 2015年
- 为了研究喷嘴收缩角对射流泵性能的影响,采用数值计算和试验研究相结合的方法,对浙江某公司生产的XDPm255A型射流泵进行了研究.根据Fluent的数值模拟结果,在射流泵不同面积比下,分析不同的喷嘴收缩角对射流泵内部流场以及外特性的影响.通过数据拟合,进一步得到面积比在2.01~5.06时射流泵喷嘴收缩角在高效区取值的拟合趋势线,并对其进行试验验证.结果表明：当射流泵的面积比一定时,对应不同的喷嘴收缩角均存在1个最优流量比,其可使射流泵的效率达到最高;当面积比增大时,最优流量比也随之增大;射流泵高效区喷嘴收缩角取值拟合趋势线是可靠的.
- 吕忠斌王洋刘洁琼曹璞钰李贵东
- 关键词：射流泵
- 后掠式双叶片污水泵优化设计与试验被引量：14
- 2014年
- 为了解决污水处理用排污泵叶轮易堵塞和磨损问题,该文设计了一种新型后掠式双叶片污水泵叶轮结构。采用正交试验的方法,按照L9(34)正交表,选取了叶片出口安放角β2、叶轮进口直径Dj、叶片出口宽度b2以及叶轮出口直径D2等因素,设计出了9组方案,通过正交试验分析了4个几何参数对泵性能的影响,得出叶轮出口直径D2是影响效率和扬程的最主要因素,并提出了优化设计方案。基于k-ε湍流模型及离散相零方程模型,对污水泵进行了固液两相流数值模拟,并将数值模拟结果与样机试验结果进行了分析对比。结果表明,双叶片、大包角、叶片前缘后掠的设计方法,可使颗粒杂质向外输送至叶片外周边,保证了固体颗粒或纤维的顺利通过,大幅降低了叶片的磨损,从而提高了泵的使用寿命,同时还具有较高的效率。通过样机试验得到优化设计方案在额定流量点的效率为80%,扬程为11 m,效率高于国家标准2.5%,该水力设计方法对污水泵水力设计具有一定的参考价值。
- 施卫东程成张德胜邢津陈刻强
- 关键词：污水泵叶轮两相流水力设计优化设计
- 喷水推进器最佳工况被引量：2
- 2015年
- 为解决喷水推进器传统设计方法中目标求解设计参数在实际工作中与理论最佳工况点存在偏差,导致相应喷水推进器效率普遍偏低的问题,文中选取SDPM-450喷水推进器为研究对象,以最高喷水推进效率为目标,围绕喷水推进器最佳工况点展开效率分析,进而优化参数选取办法.首先,基于极值理论推导了喷水推进器最佳工况点的充要条件,即航速比数值上等于2倍的伴流系数;其次,运用数值仿真中的UDS反向追踪法验证了理论推导的正确性,偏差分析后确立了最终判别式为K=2εα;最后,基于判别式优化设计参数选取办法,提出了以喷嘴直径和伴流系数为基础变量的参数求解方程组,为喷水推进器的高效设计奠定基础.
- 曹璞钰王洋李贵东彭帅
- 关键词：喷水推进器
- 潜水搅拌机分布对污水处理池搅拌效果的影响被引量：10
- 2013年
- 为研究潜水搅拌机的分布对污水处理池内搅拌效果的影响,采用三维建模软件Pro/E建立实体模型,利用ICEM大型软件对污水处理池进行非结构化四面体网格划分,在Fluent 6.3计算流体力学软件平台上,采用动坐标系技术、RNG k-ε湍流模型和PIOS算法,对潜水搅拌机搅拌的污水处理池进行数值模拟,分析全池内流体的宏观流场与各截面速度流场分布,考察各潜水搅拌机的效率,同时对污水处理池内的流体平均速度及搅拌面积率进行了研究.计算结果表明:优选方案H中,3个潜水搅拌机转速为1 200 r/min,安装角度分别为45°,30°,30°,其搅拌面积率超过90%.在3个潜水搅拌机搅拌下,污水处理池内流体形成连续循环水流,搅拌充分,平均流速在0.3 m/s左右,符合潜水搅拌机工作要求.利用此方法,可为潜水搅拌机的实际工程应用提供参考依据.
- 田飞施卫东卢熙宁陈斌欧鸣雄
- 关键词：潜水搅拌机流场数值模拟
- 双叶片排污泵固液两相流的数值模拟被引量：8
- 2013年
- 为了研究双叶片排污泵叶轮、蜗壳的磨损规律,以WQ8-20-1.5的双叶片泵为研究对象,采用RNGk-ε湍流模型、SIMPLEC算法和Mixture两相流模型,数值模拟了设计工况下固相体积分数为6%、15%、20%和粒径为0.06、0.12、0.18mm时的固液两相流场,分析了不同颗粒体积分数、不同颗粒直径对流动的影响。结果表明:在叶轮流场内,固相颗粒分布不均匀,颗粒主要集中在叶片工作面及其出口处的前后盖板处;蜗壳流道内,固相颗粒呈靠近壳体分布,固体颗粒大多集中在蜗壳第七断面至出口处;粒径越大,离析现象越明显,颗粒体积分数对固相离析作用较小;颗粒直径越大,扬程效率降低,但变化较小,颗粒体积分数增加,扬程效率降低,降低程度较大。过流壁面切应力随着颗粒粒径和体积浓度的增大而增加,体积分数对其变化更为明显。
- 王洋刘洋王维军曹璞钰李亚成
- 关键词：体积分数固液两相流数值模拟
- 多级离心泵轴向力的数值计算与试验研究被引量：31
- 2012年
- 轴向力的大小及平衡问题是影响离心泵可靠性、安全性以及效率的重要因素。由于不同的经验公式计算出来的轴向力大小相差很大,因此,找到一个离心泵轴向力精确计算的方法十分必要。该文通过对离心泵轴向力的理论分析,基于Fluent商用软件,采用标准k-ε湍流模型、SIMPLE算法对多级离心泵的内流场进行数值计算,分析离心泵内部流场的静压分布规律,并通过静压积分求得轴向力大小。对模型泵进行压力分布试验,获得14组流场的压力值及流量-压力、扬程-压力曲线,从而推导计算出轴向力大小。比较数值模拟与试验结果,压力值在小流量工况下相差较大,在设计工况下接近叶轮出口处模拟压力值与试验值基本吻合;轴向力的计算结果大体一致,最大误差仅为4.6%,在允许误差范围内。研究结论为离心泵的可靠性设计提供了新的思路和方法。
- 李伟施卫东蒋小平周岭徐焰栋江志焜
- 关键词：离心泵仿真可靠性轴向力
