王鹏
- 作品数：13 被引量：96H指数：6
- 供职机构：江苏大学流体机械工程技术研究中心更多>>
- 发文基金：江苏高校优势学科建设工程资助项目江苏省自然科学基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：机械工程电气工程动力工程及工程热物理更多>>
- 叶轮搅拌非牛顿流体时的功耗特性研究
- 2021年
- 发酵液搅拌是沼气工程不可或缺的工艺过程,合理的搅拌对提高沼气的产气率具有重要的意义.由于发酵过程中的沼液呈非牛顿流体特性,其粘度随剪切速率变化而变化致使在沼液搅拌过程中的功耗特性预测一直是一个研究难点.文中考察了Metzner&Otto广义雷诺数ReMO,Metzner&Reed广义雷诺数ReMR及Chhabra广义雷诺数ReCH与功率准数Ne的相互关系.采用上述三种方法基于不同尺寸搅拌叶轮及不同浓度非牛顿流体的搅拌系统所测得的数据来预测搅拌系统的功耗特性,发现每一种方法都不能完全准确的预测从层流到转捩过程的功耗特性.因此,文中通过分析非牛顿流体的本构方程,在上述三种方法的基础上推导了一个适用于预测从层流到转捩过程功耗特性的广义雷诺数Renew.研究发现,相比已有的预测方法,新的广义雷诺数能很好的预测该搅拌系统的功耗特性,为进一步研究奠定了坚实的基础.
- 王鹏段江龙王世基
- 关键词：发酵液搅拌桨功率准数
- 蜗壳不同心度对核主泵瞬态水动力特性研究被引量：3
- 2015年
- 为研究核主泵在不同工况下运行的瞬态特性，基于RNG k－ε模型采用CFX三维非定常数值模拟方法分析其在4种不同同心度下压力脉动变化规律。结果表明，改变偏心距并未改变叶轮主频，随偏心距增加叶轮内压力脉动幅值先减小后增大。各偏心距在不同工况下压力呈相似规律变化，且波动次数等于导叶数目，即叶轮内流动状态受导叶影响较大。小流量工况下脉动幅值随偏心距增加波峰出现位置逐渐向下一时刻推移，且不同偏心距下压力脉动幅值差别较大；设计工况下叶轮流道内压力脉动幅值波动明显小于小流量工况，出口压力脉动幅值远大于进口。大流量工况时叶轮内各监测点压力脉动幅值在各偏心距下从叶轮进口到出口均呈不稳定波动，波动幅值远大于设计工况。偏心距为10-15 mm时核主泵运行压力脉动最小。
- 王鹏袁寿其王秀礼周帮伦卢加兴
- 关键词：核主泵压力脉动偏心距
- 断电停机过渡过程中核主泵气液两相流动特性研究被引量：2
- 2014年
- 为研究断电停机过渡过程中核主泵气液两相瞬态流动特性,借助CFD技术对不同含气量下核主泵内的气液两相流动变化规律及径向力进行了研究,并对计算结果进行试验验证。结果显示,数值模拟数据与试验数据变化趋势吻合,断电停机过渡过程中,在叶轮背面附近产生旋涡,旋涡的存在使气相区域变大且相应的气体体积分数增加。随着流量的减少和转速的降低,叶轮和导叶内存在大量的气相,导致叶轮转换能量的能力减弱。含气量较小时,叶轮内气体体积分数先达到最大值后开始呈离散状回旋下降。而含气量较大时,叶轮内的气体体积分数随流量的减少而增加。含气量对流道内流体的速度影响较大,尤其是对靠近叶片进口方向的流体。随着含气量的增加,叶轮的径向力不平衡程度开始减弱,其最大不平衡径向力由正负值不等转变为以负值为主。
- 王秀礼王鹏袁寿其朱荣生付强
- 关键词：核主泵气液两相
- 叶片V型切割对双吸离心泵性能影响研究被引量：6
- 2014年
- 基于传统的切割定律换算发现在小流量工况下,叶轮切割值不能按照传统的切割定律来选取。为了研究不同叶片切割值对低比速双吸离心泵性能的影响,以MS59-160型双吸式离心泵为研究对象,对其叶片进行V型切割,采用CFD数值模拟对切割后的双吸离心泵流体动力性能进行预测。研究结果表明:小流量工况下,效率预测值比试验值略低,而大流量工况时二者吻合较好;随着切割角度的增加,叶轮出口处及蜗壳内的高压区呈梯度扩散且压差逐渐减少;当角度15°时,叶轮出口和蜗壳内部的压力梯度分布相较于切割前分布变得均匀;叶轮效率降低的主要原因是叶轮内部出现漩涡,随着切割角度的增加,漩涡面积剧增且在叶轮出口靠近前盖板处。
- 王鹏袁寿其王秀礼李贵东周帮伦
- 关键词：双吸离心泵流场分析
- 大流量工况下核主泵内部不稳定特性分析被引量：6
- 2015年
- 为了研究大流量工况下,核主泵内部流动不稳定特性,基于RNG k-ε湍流模型,利用ANSYS CFX对大流量工况下核主泵内部流场进行三维非定常数值模拟,分析了大流量工况下在导叶不同位置9个监测点上压力脉动的时域和频域特性。研究结果表明:由于漩涡的存在,H^Q曲线在1.0Qd^1.1Qd内出现正斜率现象。核主泵导叶流道内最大压力脉动出现在导叶进口处,随着流量的变化,主泵运行偏离最优工况越远,导叶进口处的压力脉动系数越大,在1.3 Qd工况时导叶进口处的压力脉动系数最大且为出口处的2.5倍;蜗壳壁面的径向力受流量变化影响最大,在一个旋转周期内蜗壳壁面所受到的径向力随流量的增加平均值逐渐增大,偏离额定工况越大,蜗壳壁面受到的径向力最大,导叶次之,叶轮最小。试验与数值对比分析发现大流量工况下二者吻合较好,证明该数值模型可较准确地描述泵内流场特征。
- 王鹏袁寿其王秀礼周帮伦李贵东
- 关键词：核主泵压力脉动径向力
- 半开式叶轮与导流器间隙对自吸泵性能的影响被引量：3
- 2013年
- 为分析射流式自吸离心泵的半开式叶轮与导流器前盖之间的间隙大小对其性能的影响,采用数值模拟的方法得到了4种不同间隙下射流式自吸离心泵水力性能、径向力变化规律、自吸过程泵内部气液两相分布及流动情况,结果表明:间隙大小对射流式自吸离心泵水力性能影响明显,随着间隙增大,泵扬程和效率呈明显下降趋势,额定工况点间隙为0.5时的扬程和效率相对于间隙2mm时的扬程和效率分别下降14.43%、7.07%;叶轮与导流器上径向力也随间隙增大而减小;叶轮含气率、导流器两个不对称出口及泵体出口的气相质量流率随间隙增大而降低.兼顾考虑水力性能、自吸性能及加工装配工艺,最终确定叶轮与导流器前盖的间隙为0.5mm.样机试验结果表明:在额定工况点扬程34.21m,效率55.29%,当自吸高度为5m时,自吸时间45s,达到设计要求。
- 刘建瑞文海罡高振军郭晨旭王鹏
- 关键词：半开式叶轮导流器数值模拟水力性能自吸性能
- 不对称出口导流器的射流式喷灌泵优化研究被引量：1
- 2014年
- 为改善射流式喷灌泵的性能,提高泵的效率。本文设计了一种有2个出口的不对称导流器,可以加快泵内的气液混合与分离。通过正交试验和数值模拟方法,得到叶轮与导流器中截面多方案的空气体积分布云图,分析其气液混合与流动规律,研究导流器出口1角度θ、导流器出口2角度α和基圆直径D3对喷灌泵性能的影响,并对数值计算结果进行极差分析。研究结果得出方案4的导流器几何参数较为合理,并进行样机试验。样机试验证明:在额定工况下,泵的效率为68.86%,比国家标准值提高7.6%,达到设计要求。
- 刘建瑞王鹏郑俊锋付登鹏
- 关键词：正交试验气液两相流
- 核主泵空化过渡过程水动力特性研究被引量：7
- 2014年
- 采用流场分析软件ANSYS CFX对核主泵在不同空化工况下的水动力特性进行数值模拟分析,利用Morlet小波变换和快速傅里叶变换对相应数据进行处理分析。结果表明:气体含量随压力的降低或时间的增加呈现出指数变化规律。在空化初生工况,核主泵扬程脉动频率以低频为主,叶轮流道内的压力脉动的主频仍以转频为主,而空化产生的压力脉动对主频的影响不明显。随着空化的发展,空化所诱发的压力脉动对主频、次主频及脉动幅值的影响越来越大,其扬程脉动频率以低频脉动为主。空化严重工况时,扬程脉动频率以无规律变化的脉动高频为主,同时包含近乎规律变化的脉动低频。
- 王秀礼王鹏袁寿其朱荣生付强
- 关键词：核主泵空化数值模拟水动力特性
- 射流喷嘴几何参数对喷灌泵自吸性能的影响被引量：16
- 2012年
- 为探索射流喷嘴几何参数对射流式自吸喷灌泵自吸性能的影响规律,该文选择射流喷嘴的喷管总长L1、喷管角度θ、出口长度L2及出口直径D2为变化因素,按L9(34)正交试验的方法设计了9种不同参数的射流喷嘴,通过数值模拟得到使用9种不同射流喷嘴的泵自吸过程气液两相体积流率、叶轮进口速度、叶轮进口气相体积分布及叶轮气相体积分布规律。分析结果表明:射流喷嘴几何参数对射流式自吸喷灌泵气相及液相流率影响的主次顺序为D2>L2>L1>θ;对叶轮进口速度影响的主次顺序为L2>θ>D2>L1;对叶轮进口气相体积分布影响的主次顺序为θ>L1>D2>L2;对叶轮气相体积分布影响的主次顺序为D2>θ>L1>L2;对该射流式自吸喷灌泵射流喷嘴各几何参数最佳组合为射流喷嘴的喷管总长L1=55mm、喷管角度θ=42°、出口长度L2=2mm及出口直径D2=13mm。研究结果可为射流式自吸离心泵射流喷嘴的设计提供参考。
- 刘建瑞文海罡高振军郭晨旭王鹏
- 关键词：农业机械数值模拟自吸性能
- 偏心距对核主泵径向力影响的数值分析被引量：6
- 2015年
- 为了研究核主泵所受径向力,基于RNG k-ε模型分别对原型核主泵和重心偏移后的核主泵进行数值模拟.通过模拟分别获得了原型泵和不同偏心距下核主泵外特性、中心截面的静压分布及作用在蜗壳和叶轮上的径向力特性,并将其与理论值进行对比分析.研究结果表明:对比试验与数值计算外特性曲线趋势一致,说明所建立的核主泵径向力计算模型具有一定的准确性;4种方案下叶轮与导叶内部的静压区别不大,而蜗壳内部的静压变化较明显,各偏心距下的静压呈非对称分布,偏心距的变化对核主泵的内外特性具有一定的影响;核主泵在设计点运行时径向力最小但不为零,偏心10 mm左右时所受径向力最小;通过对比不同偏心距下径向力数值预测值和Stepanoff理论公式计算值可知,不同偏心距所受径向力与理论公式值变化趋势一致,说明数值模拟的方法验证了用经验公式计算径向力的准确性.
- 王鹏袁寿其王秀礼尹庭赟
- 关键词：核主泵径向力偏心距数值模拟
