国家自然科学基金(51269011)
- 作品数：29 被引量：265H指数：11
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- 平衡孔直径对离心泵小流量工况空化特性影响被引量：6
- 2017年
- 为研究小流量工况低比转速离心泵的空化特性,以一台降速后的IS80-50-315型离心泵为试验对象,专门设计了更换平衡孔直径的装置,当平衡孔直径等于4、6、8和11mm时分别对0.4Q_d、0.5Q_d、0.6Q_d和0.8Q_d这4个工况进行测试并分析。结果表明,叶轮平衡孔直径增大,泵扬程减小,效率下降。小流量工况下,随空化数的减小,不同平衡孔直径叶轮所受扭矩与泵扬程均出现不同步的陡降,且扭矩有明显的匍匐变化,这主要是由蜗壳和叶轮之间的动静干涉引起的;同一空化数下加大平衡孔直径,扬程系数增加,叶轮轴向力减小,离心泵的抗空化性能增强;同一平衡孔直径下流量越小,离心泵越不易发生空化,但随着离心泵内空化的产生和发展,泵腔内液体压力的下降速率先增大后减小,叶轮轴向力具有先趋于平坦后急剧增加的规律。从抑制空化和减小轴向力的角度,提出平衡孔直径在6~8mm较为合适。
- 赵伟国芦维强刘在伦
- 关键词：离心泵小流量工况空化特性
- 低比转速离心泵非定常空化流动特性被引量：5
- 2020年
- 为了研究低比转速离心泵的空化流动特性,基于SST k-ω湍流模型和ZGB空化模型,在不同进口压力条件下对离心泵内部空化流动进行三维非定常数值模拟,研究了离心泵在发生空化时不同位置的压力脉动规律和空泡体积变化规律.结果表明:空化发生后叶轮压力脉动主频为叶频,流道进口处次频脉动幅值增长明显;空化时叶轮流道靠近叶轮出口处的压力脉动幅值增长率与叶轮流道进口处压力脉动幅值增长率相比增长更明显;空化时叶轮流道进口处的压力脉动与叶轮流道、出口及隔舌处压力脉动相比存在迟滞现象;空化过程中空泡体积的增长过程是非线性的.
- 赵伟国王桂鹏赵国寿夏添
- 关键词：离心泵非定常流动空化压力脉动
- 泵空化现象的研究综述被引量：16
- 2014年
- 介绍了空化现象发生的主要原因以及空化与空蚀对泵水力机械性能的影响,分析了影响泵空化性能的因素,阐述了对泵的空化现象的研究方法与空化监测,最后从4个方面介绍了为防止泵发生空化现象而相应采取的措施。
- 宋启策赵伟国杨军虎盛建萍刘明
- 关键词：空化空蚀预防措施
- 分流叶片对离心泵空化性能影响的数值预报被引量：4
- 2019年
- 为研究分流叶片对离心泵空化性能的影响,采用Zwart-Gerber-Belamri空化模型对无分流叶片及4种具有相同分流叶片进口直径、不同偏置度的叶轮方案进行了数值模拟.结果表明:加分流叶片方案可使扬程提高10.81%~19.97%,分流叶片可使效率在小流量工况有一定程度的提高.加分流叶片方案的流道内气泡均有不同程度的改善,且空泡的体积变小,表明分流叶片可以抑制空泡的生长,分流叶片不同的偏置角度对空泡的抑制程度不同,偏置角度为6°时改善效果最为明显.加分流叶片方案的流道内流动更加稳定,分流叶片有效阻止了长叶片背面上流体的分离和脱流,改善了流道内的流线分布,当分流叶片偏置角度为6°时,叶轮流道内流线分布更均匀,出口的漩涡较小.
- 赵伟国咸丽霞赵国寿潘绪伟
- 关键词：空化性能离心泵
- 口环间隙变化对离心泵性能的影响研究被引量：18
- 2014年
- 基于雷诺时均N-S方程组和RNG k-ε湍流模型,采用三种口环间隙变化方案对离心泵进行了数值模拟:只改变前口环间隙,只改变后口环间隙,同时改变前后口环间隙;与试验结果的对比表明,计算结果与试验结果吻合良好,在可接受的误差范围内;三种间隙变化方案中,以前口环间隙的改变对离心泵性能的影响最大。口环间隙的改变不仅会对离心泵的容积损失产生影响,而且会影响离心泵的外特性。从流场结构看,间隙变化的影响主要集中在前后腔体及间隙出口处;随着间隙增大,腔体处低压区向蜗室方向扩大,而间隙出口处高压区也有扩大趋势。由间隙增大导致的泵进口压力升高,在大流量工况下可以提高泵的空化性能。
- 赵伟国邬国秀黎义斌王秀勇
- 关键词：离心泵口环CFD
- 叶片数对离心泵瞬态空化特性的影响被引量：7
- 2019年
- 为研究叶片数在离心泵设计工况下对瞬态空化特性的影响,基于SST k-ω湍流模型和Zwart空化模型,以3种叶轮叶片数的离心泵为研究对象对其内部空化流动进行三维非定常数值模拟。结果表明:对于3组不同叶片数(Z=4、5、6)的叶轮,随着叶片数逐渐增加,离心泵扬程增加,但效率无明显差异;不同叶片数离心泵的空化特性曲线不同,临界空化点压力以及扬程断裂值不同,3种叶轮方案在无空化时的扬程分别为44.8、41.8和39.2 m,扬程断裂的相对值分别占其扬程的27%、25%、32%,即Z=5的叶轮离心泵扬程下降最少;在叶轮的一个旋转周期内,随着时间的增大,Z=4的空泡体积逐渐增加,Z=5和Z=6的空泡体积逐渐减小;叶片数较少时,叶轮流道内相对轴面漩涡运动剧烈,流体的绝对速度降低,造成泵压头的衰减,加速空化发生。
- 赵伟国马亮亮张舒研咸丽霞
- 关键词：叶片数离心泵空化特性
- 叶片厚度对低比转数离心泵性能的影响被引量：13
- 2015年
- 为了研究叶片厚度对低比转数离心泵性能的影响,选取一比转数为48的离心泵为研究对象.在离心泵其他几何参数给定的条件下,通过改变圆柱形叶片厚度,构造了5种不同叶片厚度的叶轮.基于标准k-ε湍流模型,采用SIMPLE算法,在6种不同工况下分别对其进行全流场数值模拟,对比分析了叶片厚度对泵的外特性及内部流场的影响,得出了叶片厚度对泵水力性能的影响规律.结果表明:叶片厚度在一定范围内,随着叶片厚度的增大,泵的最优工况点向小流量偏移,最高效率略有提高;同时随着叶片厚度的增加,泵在设计工况下运行时的湍动能损失不断增大;在满足叶片结构强度的前提下,选取合理的叶片厚度,可确保离心泵具有较好的水力性能.
- 赵伟国刘明刘宜盛建萍宋启策
- 关键词：离心泵叶片厚度数值模拟性能分析
- 双吸泵输送含沙水流时蜗壳内压力脉动特性被引量：9
- 2015年
- 为了研究含沙水流下单级双吸式离心泵蜗壳内压力脉动的变化规律,采用ASMM固液两相流模型和RNG k-ε湍流模型,并结合SIMPLEC算法,在固液两相流介质时对泵内流动进行了全流道三维非定常数值计算.分析不同固相体积分数和粒径时,泵蜗壳内压力脉动的变化规律,并将固相体积分数=12%、固相粒径d=0.050 mm时的计算结果与输送清水介质时计算结果进行了对比.结果表明:固液两相介质下的压力脉动远大于清水介质,且脉动波形滞后0.002s;随着固相体积分数的增大,蜗壳内压力脉动幅值逐渐增大;随着固相粒径的增大,压力脉动幅值有减小的趋势;蜗壳内压力脉动主要以叶片通过频率为主,且在1倍叶频处压力脉动最大.
- 程效锐张楠赵伟国
- 关键词：单级双吸离心泵固液两相流非定常流动压力脉动
- 凸轮泵的理论计算及模拟被引量：4
- 2014年
- 针对凸轮泵两叶或三叶转子,介绍了由圆弧—共轭曲线组成的转子型线,根据啮合特性及几何原理建立其型线的参数方程,并建立二维模型。通过模拟软件Fluent,导入UDF文件使两个转子同步反向旋转,采用动网格技术和湍流模型对凸轮泵模拟分析,可得结论:叶谷为圆弧、叶峰为共轭曲线的转子模型较好;在转子的节圆半径相同的前提下,转子为两叶的凸轮泵输出的流量大,但呈现的波动很剧烈,而三叶的凸轮泵输出流量小,但较为平稳。并通过试验验证其模拟的正确性。
- 贾琨黎义斌孟庆武沈浩
- 关键词：共轭曲线数值模拟动网格
- 蜗壳出口位置对低比转速离心泵性能的影响被引量：3
- 2020年
- 为了研究蜗壳出口位置对低比转速离心泵性能的影响,在保证蜗壳基圆、前八断面面积及形状、蜗壳出口直径和中心高相同的前提下,改变蜗壳出口位置,分别设计出A、B、C三种型号蜗壳.以清水为介质,基于雷诺平均法、RNG k-ε湍流模型,对比转速为46的离心泵进行数值计算.结果表明:三种不同出口位置情形时离心泵的外特性变化趋势基本一致,但最高效率值有所不同,在各个工况点,C型的效率均高于A、B型,且三者的高效区均向大工况偏移;三种型号蜗壳的离心泵,在各自相应工况下,叶轮进口处的静压分布、湍动能分布和流线分布大致相同,而叶轮出口及蜗壳流道中三者的变化较大,表明改变蜗壳出口位置对叶轮进口处内流场的影响较小,主要影响叶轮出口及蜗壳流道中内流场的变化.
- 赵伟国李尚升潘绪伟王恒
- 关键词：离心泵低比转速压力脉动
