离心泵水力元件三维实体造型的研究

在分析国内泵水力元件三维实体造型现状的基础上，提出在二维泵水力设计CAD软件的基础上，采用Pro／Engineer进行泵水力元件的三维实体造型。介绍了径向导叶三维实体造型的方法，同时还给出了离心泵扭曲叶片、双流道叶轮以及蜗壳的三维实体造型图。最后介绍了泵水力元件三维实体造型的应用。     

双流道泵三维实体造型过程的研究

提出了双流道泵的流道中线用NURBS自由曲线的方法进行构造的概念，具体讨论了CAD的二次开发环境下NURBS自由曲线的构造方法和过程以及在PROE环境下双流道泵叶轮和流道的三维实体的造型，阐述了实体造型的应用，展望了未来泵行业的水力设计和制造方向。     

基于流固耦合的耐高温双吸双流道泵强度分析

基于CFD性能预测方法,对双吸双流道泵内部流场进行三维数值模拟,将流场的计算结果作为结构场的初始条件。采用单向流固耦合方法对泵转子系统进行仿真计算,以预测其在不同的温度条件下,泵转子系统的强度和刚度。研究结果表明,各部件的最大等效应力远远小于材料的许用应力,最大变形都在工程允许的范围之内。各阶固有频率远离泵的叶频与轴频,各阶临界转速远远高于额定转速,泵运行过程中发生共振的可能性极小。该研究可为进一步研究双吸双流道泵的水力设计和结构优化提供一定的参考。     

泵水力设计软件PCAD 2004的开发

在简要分析国内泵水力设计CAD软件现状的基础上。提出了开发泵水力设计软件PCAD2004的基本思路,即实用性和能够进行绝大多数泵水力元件的设计。介绍PCAD2004的水力设计方法、编程方法、文件管理等关键技术。还给出了离心泵叶轮、蜗壳和双流道叶轮的设计图例。     

高低叶片对旋流泵性能影响的研究

通过对旋流泵内部流道进行三维造型,利用雷诺时均方程、双方程湍流模型并结合SIM-PLEC算法对旋流泵内部三维不可压缩湍流场进行数值模拟,得出旋流泵内部的压力分布。通过对三种不同高度差的弯曲叶片模拟结果进行对比,发现高低叶片能够改善旋流泵水力性能。在模拟的基础上进行了试验研究,结果表明：模拟结果是正确的;高低叶片能够减小水力损失,提高旋流泵的扬程和效率;3种叶轮中,2个对称分布叶片比其余4个叶片高的叶轮的水力性能最好,效率提高约3%。     

双流道泵叶轮轴面图的数学模型

利用几何法推导出双流道泵叶轮轴面图前，后盖板型线方程以及轴面图流道中线方程，首次给出了双流道泵叶轮轴面图流道中线分点的计算方法。研究结果将会对双流道泵叶轮水力设计CAD软件的开发和手工绘型提供很大帮助。     

双流道泵内部流动非定常数值的研究

在不同工况下,采用滑移网格技术对双流道泵进行了非定常流动数值计算,着重分析了叶轮内不同点的压力波动情况。计算表明,双流道泵内流的非定常特性明显,蜗壳喉部尤为剧烈;从叶轮的进口到出口,压力逐渐增加;不同工况条件下叶轮的压力变化明显,其中小流量条件压力波动最大;叶轮流道内部不同点的压力随时间呈周期性变化规律。该计算为进一步研究双流道泵的水力设计、性能预测、优化设计提供了一定的理论依据。     

双流道泵内部流场数值模拟及性能预测

运用标准κ-ε湍流模式，在双参考系下利用有限控制体积法对臂诺平均Navier—Stokes方程进行数值离散，采用Simple方法求解，对一台双流道泵在不同工况下的内部流动进行了三维数值模拟。根据数值计算的结果分析了泵叶轮和蜗壳内的速度分布和压力分布，并将泵的扬程和效率的计算值与试验值进行了比较．获得了满意的结果。     

双流道泵的数值计算

针对目前对双流道内部流场研究相对较少的情况,设计了比转速为275的双流道叶轮,并采用多面体网格与prism边界层网格的方式对其进行划分,并通过数值计算对其外特性进行了预测及内部流场的剖析。通过对双流道泵叶轮内部流场的剖析,揭示了双流道泵叶轮内部流场的物理结构,为以后双流道泵的优化设计提供了依据。     

高温气冷堆（HTR-10）用多级给水泵的三维造型与CFD分析

本文应用三维实体造型软件对10MW高温气冷核反应堆(HTR-l0)中13级给水泵的全部过水流道进行了实体化造型，在此基础上进行了CFD(计算流体动力学)分析。数值模拟基于N-S方程、RNGκ-ε湍流模型和SIMPLEC算法．对给水泵全流道进行了三维紊流场计算．得出该泵全流道三维可视化流场特征和可以预测泵外特性的进出口截面总压分布云图。数值计算的结果为反应堆二次侧给水泵运行参数变化提供了预测与分析手段。实体造型和CFD分析可为研发新产品、提升产品制造理念、优化产品设计、提高新产品开发的成功率提供经济快捷而可靠的手段。     

固液两相双流道泵的设计与试验研究

提出了双流道固液混合输送离心泵的水力设计方法,研制了2台输送大直径固体颗粒的双流道离心泵,并进行了清水试验、清淤试验及输送卵石的试验研究。试验结果表明双流道泵不仅具有较好的水力性能,而且在清淤及输送较大的固体颗粒时同样具有良好的通过能力和较高的效率,证实了本文提出的固液两相双流道离心泵的设计方法是合理可行的,对固液两相离心泵的进一步研制和推广应用有一定的指导意义。     

单流道泵及双流道泵的设计

在大量试验研究和设计实践的基础上，提出了单流道泵及双流道泵的设计方法。     

蜗壳泵定常流动数值计算

本文利用单流道计算方法对一单级蜗壳泵在设计工况进行了定常流动数值模拟，分析了叶轮流道内的速度，静压，总压的变化规律。计算表明，蜗壳泵内流场非常复杂，叶轮进口有明显冲击，本次计算为进一步提高蜗壳泵性能，减少水力损失提供了一定的理论依据。     

泵叶轮设计分析及造型系统的研究与开发

泵叶轮形状复杂，难以进行二维精确描述，给设计结果的分析造成了障碍。本文介绍一种基于三维流场计算的泵叶轮设计分析及造型系统，用以在系叶轮的水力设计和三维流场校核之间构建连接，并实现整个设计及分析流程。     

双流道泵设计方法

在吸收先进科研成果和大量试验的基础上，总结出双流道泵的设计方法。实践证明，用这种方法能设计出性能优良的泵。     

太阳能光热电站高温熔盐泵研发

高温熔盐泵是一种液下长轴泵，用于输送温度高达400～700℃的熔融盐，是太阳能光热发电的核心部件，其稳定性、可靠性是保证储热系统安全运行的关键，但其关键技术掌握在国外厂家手中，我国仍无法实现国产化。为解决高温熔盐泵的关键“卡脖子”技术，为高温熔盐泵的研发与优化提供参考，基于ANSYS-CFX计算软件，以太阳能光热电厂高温熔盐泵为研究对象，针对其在实际运行中的工况与水力特性，从三维设计、数值模拟、水力分析三方面入手，通过应用有限元对高温熔盐泵进行应力应变强度分析、温度场耦合分析、模态分析以及转子动力学分析。针对分析结果设计了机械密封与上部轴承及其散热机构，并结合试验对高温熔盐泵的水力性能进行了对比分析，对其结构进行了优化，设计出了效率符合要求的高温熔盐泵水力样机，为太阳能光热电站高温熔盐泵的优化设计提供了参考依据。     

单流道泵叶轮水力径向力的数值计算

将叶片和蜗壳作为一个整体,采用边界元法对单流道泵内部三维非定常势流流动进行了数值模拟,计算了泵叶片表面压力,并在此基础上进一步计算了叶轮上所受的水力径向力及其变化趋势,对提高泵的运行稳定性具有指导意义。     

海上平台注水泵数值计算与性能优化分析

根据国外在线运行产品设计参数,对中开式多级泵结构及水力模型进行设计优化,利用数值分析软件对泵模型进行了长、短过渡流道的两级全三维流场数值模拟计算。先进的前处理软件不但能提供数据支持和理论依据,而且能缩短研发周期,还减少了其试制的风险。     

双流道泵设计实践

叙述了双流道泵的设计全过程，提出了双流道泵叶轮、泵体的主要几何尺寸取值的经验数据，同时提出了双流道泵设计时必须考虑的叶片进、出口角选取。经样机测试，50QW25—22—3潜水排污泵效率达67．57％。     

球形压水室扩散管位置对核主泵性能的影响

根据AP1000核主泵设计参数,利用泵一维设计理论,设计了核主泵的叶轮,导叶和球形泵壳。应用Pro-e软件进行了三维造型及装配;利用CFD软件Fluent进行了数值模拟运算。分析了压水室扩散管位置对核主泵性能的影响,得到了核主泵内的总压分布;静压分布;速度矢量分布和流线图。数值模拟结果清楚的反映了核主泵内部流场的特点。