壅塞空化器设计及其处理污水的可行性研究

在分析直管中气液两相混合流的壅塞空化现象,射流泵发生极限工况时的壅塞空化现象,经过倒角的圆柱管在定常和非定常流动下的壅塞空化现象,在阶梯圆管中的稳态绝热闪蒸流中的壅塞空化现象的基础上,提出了一种新型的空化器——壅塞空化器;通过采集分析空化噪声和处理模拟污水(苯酚溶液)的实验,对壅塞空化器在污水处理应用中的可行性进行了初步研究。实验结果表明:壅塞空化器模拟处理污水的效果较好,其空化能量比振荡腔喷嘴高,从而为国内外研究空化发生器开辟了一条新途径。     

调节阀空化噪声原因分析及降噪研究

为了控制和防止空化噪声,对液流管道调节阀简化孔板模型的内部流场进行了二维CFD解析,分析模拟结果得出压力分布与空化噪声的关系,重点分析了空化噪声产生的机理及特性．结合空化噪声的预估方法,依据多级降压控制空化噪声的原理,提出有效的降噪声措施,对降低液流管道调节阀空化噪声具有一定的指导意义．     

空化喷咀的参数分析

“空化水射流”可以提高高压水射流的切割能力。利用空化喷咀来产生“空泡”是获得“空化水射流”的简便方法。在大量试验的基础上,本文对“空化喷咀”各参数对“空化水射流”的影响进行了分析,为设计优良的“空化喷咀”,产生高效的“空化水射流”提供了参考。     

壅塞管直径对壅塞空化器空化特性的影响

在不同壅塞管直径下,利用Fluent软件对壅塞空化器进行数值分析并采用水听器对其空化噪声信号测试,探索壅塞管直径对壅塞空化器空化特性的影响。测试结果表明：增大壅塞管直径,最大压力上升梯度值会增大,壅塞截面会向上游移动;壅塞空化器的数值分析和空化噪声信号测试结果基本吻合,壅塞管的最佳直径为10 mm。     

壅塞空化与射流空化噪声谱特性的实验研究

水力空化已成为一种很有潜力的水处理技术。利用水听器采集空化噪声信号,通过对比分析不同喷嘴产生的空化噪声的功率谱特性,得出壅塞空化器具有宽频高能量平台的功率谱曲线,特别适合于水动力空化处理污水和净化水等领域。     

水下火箭弹头部空化流场的数值仿真研究

对火箭弹头部的局部空化流场的研究可作为头部敏感装置安装位置设计和选择的依据。研究了利用RANS(针对定常分析)和LES(针对非定常分析)湍流模型对水下火箭弹弹体头部空化流场进行仿真分析的方法,并与实验结果进行对比验证。通过仿真分析了在零攻角/小攻角下弹体头部周围定常、非定常流场空化区域和不同速度、加速度下空化区的变化;比较了相同空化数下不同速度对空化区域的影响。结果发现,小攻角情况下的火箭弹头部背流面空化流场存在较强的非定常特性,头部流场空化区受到加速度的影响且存在速度比尺效应。     

孔板和文丘里管复合结构空化器的优化设计

利用ANSYS-CFX软件, 在相关水力装置空化器研究的基础上, 对孔板和文丘里管复合结构空化器的空化效果进行模拟优化。在孔板结构参数相同、位置一定的条件下, 对复合结构空化器的空化流场进行数值模拟, 探讨3种不同形式的文丘里管喉部结构对空化效果的影响。通过对空化流场的压力分布、空泡体积分数以及汽含率的分析, 结果表明:文丘里管喉部结构形式对空化效果有着明显的影响, 在相同的边界条件下, 急剧型的复合结构空化器空化效果更强。       

修正湍流粘度的混流泵空化非定常分析

为了减少混流泵空化数值模拟误差和分析泵内空化压力脉动的特征,运用Zwart-Gerber-Belamri空化模型对混流泵的空化性能进行了数值模拟,分析了SST湍流模型和RNG湍流模型对混流泵空化数值模拟的影响,并利用湍流粘度修正后的RNG湍流模型对混流泵的空化性能进行了定常和非定常数值计算。研究表明,无论是在非空化时还是空化时,RNG湍流模型都比SST湍流模型计算的误差小;湍流粘度修正后,RNG湍流模型的误差进一步减小。通过对叶轮进出口和泵出口处的压力脉动进行监测和分析,发现叶轮进口处的平均压力最小,但波动最剧烈;各监测点处压力脉动的主频为叶轮叶频,并且主频的幅值随着进口有效汽蚀余量的减少而增大。     

柴油机喷孔出口截面空化流动特性

为了更好地了解柴油机喷孔内燃油空化流动特性,基于空化数和几何结构相似原理,采用比例放大试验装置,并结合CFD三维仿真,研究了喷孔出口截面处空化过程及空化过程对出口截面燃油流动速度、密度分布及湍动能的影响.分析了在保持入口压力不变的工况下,出口截面空化流动随背压改变的变化规律.研究表明:当入口压力不变,随背压降低,喷孔入口截面空化区先增大后稳定,喷孔出口截面空化区及燃油密度随背压的降低而减小;喷孔出口截面的湍动能随背压降低而不断增大,其中空化饱和阶段湍动能增加率小于无空化及空化发展阶段;喷孔出口截面与入口截面的液相平均流速在无空化阶段相差不大,而在空化发展阶段及空化阻塞阶段,两者相对速度不断增大.     

节流口内空化流体的湍动特性

为了提高孔板空化器的水力空化强度并得到空化规律,考虑到脉动对空化模型的影响引入了脉动影响因子,得出流体脉动空化模型,采用多相流的方法通过Fluent软件得出流体的气液两相传质速率及湍流强度,最后得出流体空化规律.研究结果表明:当恢复压力一定时,适当增加入口压力可以提高流体的空化强度,在0.5～0.7 MPa可获得较大的空化强度,当压力继续增加时,使空化强度和发育程度均降低;相比于进口压力,出口压力对流体空化强度起主导作用,在0.4～0.6 MPa空化强度不断增强,当出口压力继续增加时,压差过小抑制了空化的发生;分析多孔出流的流体湍动模型和传质速率得出,在0.4～0.6 MPa多孔出流引起了流体的湍动叠加效应,导致空化强度增加.     

船用离心泵的汽蚀现象与解决措施

通过对船用离心泵汽蚀现象的分析,阐述了离心泵汽蚀的危害,进而提出了避免离心泵产生汽蚀的措施,对船用离心泵轮泵的设计、安装和使用有参考意义。     

多级离心式水泵中回流对汽蚀的影响

阐述了多级离心式水泵吸水叶轮在欠负荷运行时，回流对汽蚀的影响，并对在回流时发生在叶轮叶片上和第一级叶轮前吸水短管中的汽蚀现象、产生机理和影响因素进行了初步探索。     

表面技术在水力机械抗汽蚀防护中的应用

汽蚀是水力机械使用和维护中普遍存在的主要问题之一．从防护角度出发,阐述了堆焊技术、表面粘涂技术、热喷涂技术、渗铝和渗氮及热处理、电镀、激光表面强化等技术在水力机械过流部件抗汽蚀防护方面的应用．表面工程技术的应用,能更有效地减缓水力机械的汽蚀危害,进而延长其使用寿命,提高运行可靠性,减少经济损失．     

可调式轴流泵叶片力矩特性研究

本文对可调式轴流泵浆叶的力矩特性进行了研究。首先,确定了各种型式的浆叶在不同安放角下所对应的理论计算方式。接着,通过对可调式轴流泵进行力矩特性实验,确定实际运行翼型与力矩的关系。结果表明:理论与实验均能得到轴流泵叶片的力矩特性。实验得到的水力矩特性曲线存在马鞍型区,在此区内伴有机组振动,叶型汽蚀。     

长江中上游供水泵汽蚀成因分析与改进

本文阐述了供水泵汽蚀的分布、类型及对汽蚀样件进行的定量测定。在实际运行观测和对样件进行分析的基础上，提出了汽蚀的成因和改进措施。     

低比转数高速复合叶轮离心泵的优化设计分析

本文根据多年对低比转数高速复合叶轮离心泵的设计和实践，建立了其性能预测的数学模型，并在该模型的基础上提出了以效率为目标函数、以抗汽蚀性能和工作稳定性为约束条件的优化设计方法，对两台比转数为２１和４３的高速复合叶轮离心泵进行了试验验证，表明了本文提出的性能预测模型和优化设计方法是合理可行的．     

离心泵的选取及其气蚀问题

介绍了离心泵选取过程中流量和扬程的确定步骤,指出了气蚀的产生过程及其对泵工作时的影响、危害,并给出了解决气蚀的两种办法。     

轴流泵前置导轮的结构形式及水力特性研究

为消除大中型轴流泵站因进口流态不良引起的汽蚀、振动和噪音,同时探讨将前置导轮用于轴流泵吸入性能调节的可能性,分析研究了前置导轮的结构和特性,包括导轮三种水力设计方案的叶片形式及其水力特性、导轮对主叶轮性能的影响以及导轮的主要结构参数等．     

电站水泵汽蚀防止

汽蚀现象在水泵运行中经常发生,其对设备和系统带来诸多不利影响.尤其是电站的一些水泵,工作环境比较恶劣,对系统运行又非常重要,需要更加注重汽蚀的防范.研究汽蚀发生的机理和影响因素,探讨汽蚀的防预方法,有针对性地采取措施是非常重要的.     

Investigation of performances and flow characteristics of two bi-directional pumps with different airfoil blades

Today, the most commonly used bi-directional airfoil in hydraulic machinery is the S-shaped airfoil (SA). A new bi-directional airfoil, obtained by lowering the bent airfoil camber and thickening the bone line bi-directionally, is proposed. Two bi-directional axial flow pumps, with the SA blades and the arc airfoil (AA) blades, respectively, were designed to verify the applicability of this airfoil. By comparing the hydraulic performances of the two pumps obtained from the experiments, and the cavitation performance and flow field of the two pumps obtained from numerical simulations, it was found that AA blades can improve both the hydraulic and cavitation performances under a low flow rate and near the best efficiency flow point (BEP), whether in forward or reverse operation for the bi-directional axial-flow pump. Furthermore, the hydraulic performance of the AA blade pump declines sharply in a large flow rate compared to that of the SA blade pump. The location and composition of the inhomogeneous flows inside the impellers of the two pumps are similar. However, the SA blades work on fluid, mainly at the front half of the blades, which is a distinctive feature from the AA blades and may be a universal phenomenon in all SA-type blades.