蜗壳式混流泵叶轮部件湿模态流固耦合分析

为了得到蜗壳式混流泵在水介质中的模态分布,以某型号混流泵为研究对象,通过ANSYS对其进行流固耦合分析,得到流体对叶轮的流固耦合作用力,并运用ANSYS WORKBENCH有限元软件和APDL命令流耦合的方法,分析叶轮部件的干模态和湿模态特性;针对叶轮部件是否施加预应力,研究预应力对叶轮部件的固有频率和振型的影响;并考虑叶轮部件材料属性,分析得出金属材料的杨氏模量对叶轮各阶固有频率的影响特征;在分析干湿模态时,分别加厚叶轮前后盖板厚度,计算结果表明:加厚后盖板厚度对提高各阶固有频率最明显。本文为研究混流泵的振动特性、优化结构设计提供了一定依据,为进一步的动力学分析提供了一定参考。     

叶片进口冲角对离心泵空化特性的影响

基于ANSYS CFX软件应用标准k-ε湍流模型、均质多相模型和Rayleigh-Plesset方程对一比转数为89的模型泵在冲角变化时泵内的空化流场进行数值模拟.根据计算结果预测了模型泵无空化时的能量特性和空化时的空化性能,并分析了空化状态下叶轮中间流面上的空泡体积分布和叶片中间流线的载荷特性.研究表明,模型泵叶轮叶片冲角变化时,对设计点的扬程和效率影响不大,对于空化性能则存在一个最优值,不是冲角越大越好.     

水泵水轮机泵工况下近设计点驼峰现象的流动机理研究*

中高比转速水泵水轮机泵工况下近设计点驼峰严重制约了其稳定运行范围,是制约抽水蓄能电站安全与经济运行的关键问题之一。作为流动问题的宏观表现,驼峰现象必然与水泵水轮机内部的非定常流动存在密切关系。为此,基于试验和数值模拟,对水泵水轮机泵工况下可调导叶流道内的非定常流动进行研究,探究模型机泵工况下的压力脉动特性、非定流动机理及与性能曲线稳定性之间的关系。结果表明：在设计和小于设计工况下,可调导叶流道内均存在两种显著的周期性压力脉动。模型机泵工况下的流量扬程曲线在0.45~0.75倍设计流量区间内出现驼峰,频域分析清晰地揭示了以上两种压力脉动是对该驼峰存在重要影响的流动参量。     

300 MW级核电站主泵压力脉动研究

以国内某300 MW级核电站主泵为对象,利用Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型对其内部流场进行了非定常数值模拟,并根据模拟结果对丰泵叶轮进、出口和导叶出口处的压力脉动进行研究分析.结果表明:整个泵段的脉动频率主要受叶轮转动频率影响,对于叶轮段为球型的主泵,最大脉动幅值由叶轮入口前向导叶体不断减小,且沿叶高方向依次增大;在叶轮轮缘附近,由于受到球型泵壳的影响,脉动幅值出现减小.     

基于流固耦合方法的300MWe级反应堆主泵叶片应力分析

以国内某300MWe级核电站冷却剂泵为对象,从安全性出发,利用流固耦合技术,通过求解流体和固体耦合方程,对稳定工况下的叶片应力进行计算和分析。理论分析表明,主泵动静叶片的应力主要包括离心力引起的拉应力、流场压力引起的弯、扭应力和温度场产生的热应力;通过对计算结果进行分析,得到结论:最大米塞斯等效应力发生在固支约束处,叶片应力不具有严格的周期性,导叶体段复杂的内部流场是其应力分布无规律性的内在原因;综合对比计算和理论分析结果,证明动静叶片应力的差异性,并简要分析上述差异的主要影响因素。由第四强度理论进行的校核结果证明:主泵满足美国机械工程师协会(American Society of Mechanical Engineers,ASME)的强度要求。为改进叶片翼型设计、保障主泵水力性能和强度要求提供有效依据。     

核电站燃料厂房辅助吊车抗震计算

为实现核电站燃料厂房辅助吊车抗震计算,将结构的各阶固有模态用SRSS方法组合,并将多种地震波放大系数组成的包络线作为输入地震载荷,按SSE地震载荷楼层反应谱,X和Y方向加速度均取0.15g,Z方向加速度取0.10g,阻尼比取2%。计算结果表明,辅助吊车的基频为9.285Hz,远小于33Hz,整体为挠性结构;第一阶振型沿水平方向,显示地震作用下的位移响应以水平方向为主;位移响应幅值均小于跨度的1/1000(即14.3mm),满足规范要求。     

带分流叶片的离心泵叶轮内三维不可压湍流场的数值模拟

对带分流叶片的离心泵叶轮内三维不可压湍流场进行数值模拟。计算采用雷诺时均方程和修正了的 湍流模型,在压强连接的隐式修正法(SIMPLE—C)建立的压力速度校正方程基础上,利用贴体坐标系和交错网格技术进行计算。计算结果揭示了带分流叶片离心泵叶轮内湍流流动的速度分布、压力分布规律,并对增加分流叶片后叶轮内部的流动状况进行了分析和研究,研究结果将对带分流叶片的离心泵进行性能预测和优化设计有指导 意义。     

低比速离心泵优化设计方法

对低比速离心泵优化设计的各种数学模型作了简要评述，指出其优缺点，提出了一些改进措施，为进一步提高泵性能指出了方向。     

大型离心泵并联运行最优控制分析

大型离心泵并联运行的效率优化和调度是一类复杂的有约束非线性规划问题,其建模及求解都比较复杂.针对该问题研究现状的不足,在考虑水泵并联运行时进水管和连接管水力损失的基础上,引入了具有较高拟合精度的离心泵效率表达公式,并以泵群总轴功率最小为目标函数,以供水指标和运行要求为约束条件,建立了符合水泵并联运行特性的大型高扬程供水泵站优化运行的数学模型.仿真试验表明:模型及求解方法有效、实用;当进水管和连接管较长、水力损失较大时,对泵站的最优运行方案产生重要的影响,应当加以考虑.     

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。