太阳能光伏水泵系统损失分析与优化设计

分析了太阳电池阵列和铅酸蓄电池组的能量损失;利用速度三角形,推导了叶轮入口的冲击损失公式;讨论了非工况下离心叶轮中的流动损耗。提出了适用于中小型系统的兼顾精度、速度和成本的五段式变步长扰动观察最大功率跟踪(MPPT)法。文章设计了蓄电池组充电控制策略,该策略能防止电池单体的过充、欠充和互充电,提高能量利用率。从水力设计上探讨了缓解二次流和回流的方法,为进一步研究奠定了基础。     

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。     

多喷嘴射流泵流场的数值模拟与PIV测量

为研究多喷嘴射流泵性能和内部流场特征,设计了不同结构的多喷嘴射流泵试验模型.采用k-ε湍流模型和壁面函数法对不同参数下的多喷嘴射流泵进行了数值模拟,模拟结果表明,喷嘴数和喷嘴角度及喉嘴距对射流泵工作性能影响较大;在吸入室及喉管入口处湍动能较大.利用PIV系统对不同结构射流泵内部流场进行了三维测量,获得了射流泵对称面流场的速度矢量和湍动能等值线图.试验结果表明,其速度梯度衰减得愈快,工作流体和被吸流体混合距离越短.验证了多喷嘴射流泵可缩短喉管长度.测量结果证明数值模拟的正确性,为多喷嘴射流泵理论研究和合理设计提供了理论依据.     

磁力泵的研究现状与发展前景

介绍了磁力泵的基本工作原理和结构分类,总结了国内外在磁体排列方式、运行监控、数值分析等方面的研究现状.重点分析了磁力泵高温问题和两个技术难题.对磁力泵研究设计发展趋势的展望表明,采用先进的监测技术对预防运行失效有重要意义,磁力泵的研究主要依靠理论分析、优化设计和实验.     

第三代反应堆主泵的发展现状及展望

综述了第三代反应堆主要堆型——压水堆的发展现状和特点,以欧洲压水式反应堆(EPR)和先进的非能动式1000兆瓦级反应堆(AP1000)为实例,详细比较两种主泵的安装位置和布置方式,阐明了它们各自的优缺点。对主泵各种运行工况、事故工况以及抗震性能的简要分析说明,在进行主泵的设计时,必须全面考虑各种工况,并选择适当的地震模型进行抗震测试,保证其具有很高的抗灾性能。通过对屏蔽泵、轴封泵和磁力泵进行比较,说明了未来主泵将向多样化方向发展。     

基于CFX的国内某300MWe级核电站主泵内部流场数值研究

从反应堆冷却剂泵的经济性出发,以国内某300MWe级核电站主泵为对象,利用计算流体技术(CFD)对其内部流场进行了数值研究,以效率为中心,重点分析了主泵叶轮段、导叶体段的速度、压力分布.通过计算9个不同流量点,得到了叶轮段和整个泵段的性能曲线,并根据对比分析结果提出了优化设计方案.     

单叶片螺旋离心泵水力平衡性能优化

为了研究螺旋离心泵水力平衡性能的优化效果,以一台单叶片螺旋离心泵为例,采用3种切割出口边形式,通过CFX15.0对泵流场进行非定常计算,对比分析了不同切割形式下径向力和扬程随时间的变化情况,利用SAMCEF研究了转子的临界转速及振型,并分析了在径向力激励下转子系统的瞬态响应。结果表明,不同切割形式下,作用于叶轮的径向力均呈周期性变化,周期与叶轮旋转的周期相同;径向力恒定值的大小随切割角度的增大而降低,扬程亦随切割角度的增大而降低;设计转速下,转子系统不会出现共振情况,振幅随切割角度的增大而减小,切割角度为30°时振动最小,且扬程达到要求。     

中高浓纸浆泵湍流发生器的结构设计

为提高中高浓纸浆泵的性能,改进其湍流发生器的结构,本文在研究中高浓纸浆特性的基础上,对纸浆悬浮液的流体特性进行了研究,对中高浓纸浆的流体动力学特性进行了分析,确定了中高浓纸浆流体化的临界条件,为实现中高浓纸浆的流体化提供了理论依据。据此,对中高浓纸浆泵流体化装置湍流发生器进行了设计和验证,确定了湍流发生器的结构形式和尺寸。湍流发生器的成功设计为中高浓纸浆泵的结构设计奠定了基础。     

基于CFturbo和SolidWorks的螺旋离心泵设计方法研究

螺旋离心泵是一种防堵塞性能优秀、高效区宽广以及功率曲线平坦的单叶片杂质泵,主要应用于食品输送、污水处理和制浆造纸领域。但目前该泵设计方法尚不成熟,较为依赖设计者的设计经验,同时传统的螺旋离心泵水力模型设计方法和绘制过程较为陈旧,这也造成该种泵设计效率普遍不高,设计成本较大。因此本文通过研究现有螺旋离心泵的设计方法,对现有经验公式进行修改,并使用CFturbo和SolidWorks相结合的方法对螺旋离心泵水力模型进行开发。该方法能够明显简化设计流程,且设计出的泵水力性能较好,数值计算显示,该方法设计的比转速为145、包角为600°的螺旋离心泵优化后设计工况点的水力效率达到73.83%,最佳工况点的水力效率达到75.95%。