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。     

射流泵汽蚀参数分析

汽蚀是影响射流泵系统安全运行的重要因素.迄今为止,已有多种参数用于描述射流泵的汽蚀性能和判断汽蚀发生与否,其中最常用和最具代表性的是汽蚀系数σ和汽蚀流量比qk.在理论分析和试验研究的基础上对两者进行了研究.结果表明,虽然σ值较为稳定,但由于其难以测定和计算,不适宜用于判断汽蚀的发生与否;而qk则易于计算,且比较直观,更适合用于判断汽蚀的发生与否.     

无除氧器系统汽动给水泵的运行特性分析

针对改造有除氧器热力系统为无除氧器热力系统时可能对给水泵所产生的安全给水量温度和汽蚀度的影响进行了分析,强调对无除氧器热力系统给水泵工作状态进行监测的必要,并以ＩＴＨ－１５００－３５０－１型汽动给水泵泵壳热应力和给水温度变化率的实验为例,通过对其汽蚀特性分析得出汽蚀余量与汽蚀度,汽蚀度与给水泵转速,流量的数学模型,提出对汽动给水泵运行可靠性的监测方法。     

基于流固耦合的核主泵汽蚀动力特性研究

为研究在考虑流固耦合的基础上,核主泵在发生汽蚀时,汽蚀对叶片的变形及径向力的变化规律,应用数值模拟方法对核主泵在不同汽蚀工况下汽蚀对叶轮最大变形量和径向力进行数值模拟。结果表明:汽蚀发生区域中气体体积分数最大的地方对应于叶片进口的最大变形量处。在汽蚀初生工况时,叶轮最大变形主要受压力脉动的影响,在汽蚀发展工况时,汽蚀仅对叶轮最大变形的幅值产生影响,其波动幅值仍然由压力脉动占主导,汽蚀仅对径向力的位置及波动幅值产生影响。在汽蚀严重工况时,汽蚀是叶轮最大变形波动幅值的主要因素。在此汽蚀工况下,汽蚀不仅对径向力的位置及波动幅值产生影响,而且也对径向力的值也产生明显影响,故在后续设计中需要重点考虑汽蚀对径向力的影响。     

水泵汽蚀防护措施的研究现状

介绍了水泵汽蚀现象、危害及影响因素,对水泵汽蚀防护的各种措施进行了阐述.     

水泵汽蚀尺度效应述评

本文主要根据国外有关文献,综合评论了汽蚀尺度效应课题的研究情况及问题。对汽蚀空泡的初生和发展,以及汽蚀剥蚀等方面所涉及的尺度效应,分别进行了述评。另外作者提出了模型与原型泵剥蚀损失体积的换算公式。     

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。     

凹坑型仿生形态环块样件接触问题有限元数值模拟

利用ANSYS建立了环块样件接触的实体模型,将齿轮接触问题进行了等效简化;根据ANSYS接触问题的有限元分析方法与仿生学表面形态优化设计技术,在环块样件的接触面区域形成了九种不同分布的凹坑型仿生表面微观形态,完成了光滑环块样件与九种凹坑型仿生形态环块样件接触问题的三维有限元数值模拟,进行了光滑与凹坑型仿生形态环块样件接触应力的对比分析,得出:仿生形态环块样件接触区域接触应力峰值高于光滑样件,但仿生形态环块样件接触区域的平均接触应力值低于光滑形态。     

离心泵汽蚀的压力脉动判据研究

离心泵汽蚀的研究是多年来研究工作者极关注的问题之一，本文以流体动力学为基础，以空泡动力学为指导，对离心泵空化空蚀的机理的早期判据进行了深入的探讨。为汽蚀的早期诊断和汽蚀检测的工程应用，提供了有用的依据。     

排涝站水泵空蚀及磨损防护的措施

吴兴区排涝站经过40多年的运行,主水泵汽蚀、磨损严重,造成机组振动、噪音加剧,工作性能下降,严重影响了泵站的安全可靠运行。水泵中汽蚀和磨损破坏往往是设计、制造、运行等各种因素综合作用。为预防叶片汽蚀和磨损,需从工程、设计和运行三方面同时进行。对于已产生汽蚀和磨损破坏的叶片,可采用非金属材料涂敷、不锈钢板镶嵌、合金粉末喷焊等方法进行修复。合理选择水泵抗汽蚀和磨损预防和修复措施,可使泵站充分发挥社会效益和经济效益。     

通气超空泡形态及其稳定性实验研究

通过在水洞中开展的系列实验对通气超空泡形态及其稳定性进行了研究．研究表明,重力对通气过程和关气过程所形成的通气超空泡影响不同,但超空泡轴线变形量都以非线性方式增长．当重力影响较小时,在相同空泡数下,通气超空泡与自然超空泡在形状和尺度上基本相似,并且两者的长细比都随着空泡数的增大而减小．通气超空泡形态不稳定主要有3种表现形式：气泡振荡、空泡界面波动以及空泡界面扭动,它们特点各异,对空泡产生的影响也不同．     

基于全波整流频谱分析的水轮机多维气蚀监测系统及应用

建立了一种以多维气蚀分析法为基础,利用全波整流分析法提取气蚀特征信号为手段的水轮机气蚀综合监测系统.该系统通过合理布置大量传感器获取与气蚀相关的多维参数的特征信号,利用全波整流频谱分析信号并多元联合求解得到参数间的函数关系,最后量化它们对气蚀强度的影响.经白山水电厂4号机组测试和应用,证明该系统稳定可靠,能为水电厂的状态检修和经济运行提供有力依据.     

液压锥阀气穴现象两相流仿真及实验

为研究液压锥阀存在的气穴问题,基于流体力学理论及阀芯受力分析,计算出径向偏移量的大小,在考虑阀芯发生径向偏移的情况下,借助UG软件建立不同工况下的内流场三维模型,通过ICEM-CFD软件划分网格模型,基于FLUENT软件对锥阀内流场的气穴现象进行液-气两相流仿真,获得径向偏移、半锥角、开口度、背压4个影响因素下的气穴分布及强度的变化规律.搭建可视化的液压锥阀气穴现象实验台,借助高像素的相机拍摄各工况下阀口位置的气穴图像,对仿真结果进行实验验证.结果表明:仿真结果与实验结果相吻合,径向偏移使气穴集中分布在上锥面一侧的流场.半锥角为45°时,阀芯的锥阀气穴强度变化平缓,同时半锥角为45°时,开口度为0.4 mm时气穴的强度最明显,随着开口度增大,气穴现象的气团强度逐渐减弱.综合通流能力、气穴强度,半锥角为45°是一个较优的阀芯半锥角度,同时,增大开口度和背压具有抑制气穴发生的作用.     

水下通气空泡航行体结构模态及冲击响应研究

将航行体水下通气空泡简化为空气弹簧,并基于结构水下附加质量与空气弹簧作用原理,推导了水下通气空泡航行体在局部通气空泡包裹下的流固耦合振动方程.基于该振动方程,对通气空泡航行体在不同空泡长度包裹下的模态频率以及冲击载荷作用下的结构响应进行了分析,并将结果与将通气空泡简化为真空情况的计算结果进行对比.研究结果表明,结构的模态频率随通气空泡长度的增大而波动增大;通气空泡刚度对结构模态频率的影响随模态阶数的增大而减小;在冲击载荷作用下,通气空泡长度越大,响应幅值越小、响应频率越高.     

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。       

Experimental Observations of Cavitating Flows Around a Hydrofoil

The cavitation around a hydrofoil is studied experimentally to shed light on the multiphase fluid dynamics. Different cavitation regimes are studied by using high speed visualization and particle image velocimetry(PIV). As decreasing the cavitation number, four cavitating flow regimes are observed: incipient cavitation, sheet cavitation, cloud cavitation, and supercavitation. From the incipient cavitation to the cloud cavitation, bubbles become more and more. Phenomena with large-scale vortex structure and rear re-entrant jet associated with the cloud cavitation, and subsequent development in the supercavitation are described. The velocity in the cavitation regions in the different cavitation conditions is low compared to that of the free stream. The large velocity gradient is also observed in the cavitating flow region near the surface of the hydrofoil.     

基于流声耦合的调节阀空化噪声数值预测

针对工程应用中调节阀普遍出现的空化以及由其产生的噪声问题,提出基于流声场耦合法的调节阀空化噪声数值预测方法,首先选择大涡模拟和空化模型对调节阀进行瞬态流场计算,然后联合声学边界元法利用流场信息计算噪声场特征,分别数值计算一种轴流式调节阀在空化和无空化工况时的噪声。结果表明:监测点处的声压级频率响应曲线整体趋势基本一致,计算结果符合实际规律;空化工况时的声压级频率响应曲线具有较多的峰值点,而无空化则较为平稳,可作为判断调节阀是否产生空化的依据;数值计算得到的监测点处总声压级与理论预测计算的相对误差低于7.1%,证明了数值计算的准确可行性。     

水力空化与臭氧联合降解罗丹明B

针对超声空化处理量小、水力空化处理效果不够理想及臭氧虽然有较好的水处理效果,但臭氧容易从液体中冒出,造成臭氧的浪费的问题,探讨了增强水力空化的方法并采用水力空化与臭氧联合以提高臭氧利用率.首先研究不同通气量的臭氧单独作用时,对罗丹明B的降解率；其次研究臭氧与水力空化先后参与对罗丹明B降解时的降解率；最后将臭氧与水力空化进行联合,详细分析了1 mm孔径与2 mm孔径的两个穿孔板在固定条件下产生的水力空化与臭氧联合的降解效果,并改变孔径、孔数、进口压强等参数进行实验,研究不同条件下的降解效果.结果显示,臭氧对罗丹明B具有很强的降解作用,水力空化与臭氧先后降解对降解率提高不大,不同的穿孔板在不同的条件下产生的水力空化都可以大大提高臭氧的降解效果,水力空化使臭氧能够基本全部利用,避免了臭氧的浪费,同时臭氧分解成的微小气泡也增强了水力空化效应.     

空化数与雷诺数关系的确定

采用量纲分析和试验相结合的方法探求空化数和雷诺数的关系。通过量纲分析表明,空化数和雷诺数之间有确定的函数关系。利用不同厚度、孔数和孔径的多洞孔板作为水力空化发生装置,通过对罗丹明B溶液的空化降解试验,得出了空化数与雷诺数间呈幂次关系。试验结果也验证了水力空化有降解效果。     

通气空泡发展过程及其水动力影响

在水洞中对通气空泡发展过程及其对水动力影响开展了系列实验研究,发现通气空泡发展经过局部空泡和超空泡两个阶段,回注射流在局部空泡和超空泡阶段的表现形式不同,对空泡形态的影响也不同,根据空泡形态的显著变化可以得到局部空泡过渡到超空泡的转变判据.空泡数和模型阻力在局部空泡阶段随通气率的增加而减小;在过渡阶段随通气率的微小增加而迅速减小;在超空泡阶段随通气率的增加基本保持不变.通气空泡形态不稳定主要表现为空泡振荡和界面波动,此外空泡形态不稳定还会导致模型动力不稳定.文章对于超空泡控制技术的研究具有重要参考价值.