矩形开敞式进水流道的优化设计及数值模拟

对某项目的矩形开敞式进水流道在两个不同运行工况下进行模拟分析,发现即使已采用了进水伞,矩形进水流道自由液面上仍存在大量的旋涡,并且旋涡向水下延伸,对水泵进口流动产生了不利影响。在流动分析结果的基础上对该矩形进水流道进行了两种方案的优化设计,模拟结果显示,两种优化方案矩形进水流道自由液面上的旋涡均减小,各工况下进水流道的水力性能均有不同程度的改善。对比两种优化方案分析结果,优选流道后壁形状为类似“ω”的优化方案作为最终优化方案,以为叶轮提供更好的入流条件。本次优化设计也可为类似的矩形开敞式进水流道设计及优化提供参考及依据。     

立式轴流泵装置流道内部流动特性及消涡试验

采用数值计算和高速摄影技术研究分析了立式轴流泵装置的箱涵式进水流道水力特性,数值预测的附底涡与高速摄影捕捉到的附底涡均发生于喇叭管正下方,各工况时附底涡的运动轨迹较为一致,表明了数值计算的有效性。相比无消涡锥的进水流道,有消涡锥时进水流道出口断面的轴向速度分布均匀度平均提高了0.423%,速度加权平均角平均提高0.397°。设计的复合型消涡短锥可消除各工况运行时箱型进水流道附底区的涡带,提高泵装置运行的安全可靠性。对于箱涵式进水流道,为保证泵装置的安全稳定运行,需在流道附底区设置消涡装置。     

肘型进水、屈膝式出水流道在轴流泵站的应用研究

对国内2.3 m口径某大型轴流机组泵站装置进行了设计优化及应用研究。泵站装置由进水池、进水流道、轴流泵、出水流道、出水池组成,同时对肘型进水流道、屈膝式出水流道进行了着重研究。运用CFD数值模拟分析技术进行设计优化,确定了最优的设计方案,保证装置高效率及可靠、稳定运行。     

钟形进水流道吸水室的后壁距研究

基于标准的k-ε双方程紊流模型,采用SIMPLEC算法,在贴体坐标系下,通过求解三维雷诺平均的Navier-Stokes方程,对半圆形和蜗形两种钟形进水流道吸水室内部流动进行了大量数值模拟,并在流场数值模拟的基础上对这两种吸水室的后壁距进行了研究,给出了具有较好流场以及出口流速均匀度的后壁距范围和最优值:半圆形吸水室后壁距XT=(0.8～1.2)D0,蜗形吸水室后壁距XT≤1.3D0,最优值均为最大值.     

轴流泵流道优化设计及其装置模型试验验证

本文对国内某泵站肘型进水流道进行了优化设计,通过调整宽度Bj、长度XL、高度Hw、流道喉部高度Hk、直线段长度Xz1、弯曲段长度Xw、过渡圆弧段长度Xr、流道进口高度Hj、流道上板倾斜角α、流道底板倾斜角β等参数进行了多个方案的对比,运用CFD数值分析确定最优方案,该项目在扬州大学装置模型试验台进行了装置模型试验验证。     

肘形进水流道优化设计与数值计算

为了提高泵站进水流道的设计水平,对应用最为广泛的肘形进水流道的型线进行了数学建模,并采用高级程序设计语言Visual Basic对工程图形处理软件AutoCAD进行二次开发,形成基于流道设计参数的优化设计软件,能够快速进行流道型线的绘制,并能使流道的型线自动符合流速渐变的原则.同时结合三维紊流数值模拟技术和流道的模型试验对流道的水力性能进行检验.通过工程实例说明,该流道设计方法快速、可靠,所设计的肘形进水流道具有出口流态较好、水力损失较小的优点.     

泵站出水流道标准化设计与模型水力损失试验

设计和制作了大型低扬程泵站常见的虹吸式、直管式和钟形三种标准化模型出水流道。构建了模型试验装置和测试系统，对三种模型出水流道的水力损失特性进行了测试比较，观测了各流道内流态。试验结果表明，虹吸式出水流道局部阻力系数（ξ=0．7～0．8）较直管式（ξ=0．55～0．6）和钟形（ξ=0．6左右）大，而直管式和钟形局部阻力系数较接近。流态观测结果表明，虹吸式与直管式流道内水流平顺，而钟形出水流道出水流呈现螺旋运动，湍动明显。     

双向进出水流道模型试验研究

结合双向进、出水流道泵装置模型试验，重点对双向出水流道的过流特点以及流态进行了观测和分析。通过试验，比较了不同方案的优劣，同时提出了改善出水流道内流态的措施。该研究对同类泵站的水泵选型和流道设计有参考价值。     

博斯腾湖东泵站泵装置模型试验研究

博斯腾湖东泵站进、出水流道的型线较为复杂,为保证泵站水泵装置安全稳定和高效运行,对水泵装置作了模型试验研究。     

南昌市新洲老泵站改建工程潜水泵装置模型试验研究

经多种泵型方案比较,新洲老泵站改建工程确定采用2台大型立式潜水轴流泵装置,配套电机功率800 kW,泵与潜水电机直联。进水流道采用簸箕型流道,出水流道为井筒式。为了预测大型潜水泵装置的水力性能,在中水北方勘测设计公司的水力模型通用试验台上进行了该装置的模型试验,主要包括:能量特性试验、空化(汽蚀)特性试验及空化气泡发生发展情况观察试验、飞逸性能、进水流道压差测流等项目。获得结果:在试验转速1450 r/min下,泵装置效率为64%的高效区覆盖了叶片角度范围-4°~+2。、泵装置扬程范围3~4.5 m的区域,最高效率65.01%;在装置运行工况范围内,临界空化余量均小于6.5 m。     

大型双向流道泵装置优化与试验研究

引江济淮工程枞阳泵站采用双向流道立式轴流泵装置型式.根据枞阳泵站的控制性尺寸,对双向进出水流道进行了参数化数学建模.基于Isight多学科优化平台,搭建了双向进出水流道的水力优化设计平台.采用多岛遗传算法对优化目标进行寻优,得到了高效双向进出水流道型线优化结果,并与TJ04-ZL-20水力模型匹配得到高效泵装置.通过泵...     

双螺杆压缩机齿型优化

为了提高双螺杆压缩机的性能,对已有转子型线进行优化。首先提出了具有相同中心距,外径和内径以及转子长度的4/6齿螺杆压缩机型线,在此基础上,提出了减小中心距的转子型线,最后提出了一种节省加工成本,提高加工效率的4/5齿转子。对所提出的4种压缩机型线的几何特性分别进行了分析计算。     

汽轮机隔板围带冲模的制作

汽轮机隔板是冲动式汽轮机静子的导向装置，围带是围带式焊接隔板的重要组成部分，围带上型线孔的加工极为重要，它是装配叶片的基准，在很大程度上决定汽道的精度，因此，其型线、安装角、节距、定位尺寸必须准确。围带上的型线孔通常都是由冲模冲制而成，为保证围带式焊接隔板汽道有较高的精度，必须改     

按ψ、λ等条件的偏置式摆动液压缸机构的图解分析与综合

引据几何学的Apollonius定理,提出"辅助圆"的概念,即发现揭示出已知摇杆长度l3、摆角Ψ、活塞杆伸缩比λ和偏距比μ条件下,液压缸固定铰链中心点O1的可落居区域——解集为"圆";据此给出了Ⅰ型、O型和Ⅱ型机构的概念及结构特征;给出偏置式摆动液压缸机构通常的图解设计方法;讨论了缸—杆初始铰链中心距lO1C1、缸—杆初始长度l12(0)、偏距e、机架长度l4、初始安装角σ和起始、终止位置传动角γC1、γC2随O1点位置变化而变化的规律。     

新型差速双螺杆混炼机最优型线设计参数研究

提出一种可对高黏度物料进行输送、混合及塑化作用的新型双螺杆挤出混炼机构——差速双螺杆挤出混炼机。利用双螺杆泵的设计思想及空间啮合原理建立差速双螺杆挤出混炼机的型线设计方法与数学模型。对差速双螺杆挤出混炼机组成齿型线设计参数进行分析,研究了中心距以及头数比变化对容积效率的影响,研究结果表明：当双螺杆转子组成齿型线的阴阳转子螺棱部分采用摆线时可以获得最佳输送及自清理效果。对剪切捏合性能进行研究,推导出剪切捏合性能最优的安装中心距的计算式。给出组合性能最优的阴阳转子螺旋副组成齿型线参数方程及设计实例。     

双流道污水泵叶轮绘型探析

通过对双流道式污水泵设计方法的分析研究，在总结其优秀水力模型设计方法和设计参数的基础上，根据自己的设计实践。对双流道式污水泵叶轮的绘型方法进行了一些改进和完善，尤其是在确定轴面图流道中线上最后一个分点的位置和绘制平面投影图上。给出了与文献[1]不同的方法。该方法可以既快速又准确地确定出流道中线上最后一个分点的位置及绘制出叶轮平面投影图。     

泵站钟型出水流道水力特性试验及内流场分析

设计制作了一个钟型出水流道模型，测试了流道的水力损失，观测流道内的流态。采用雷诺平均纳维-斯托克斯方程（RANS）和标准k-ε湍流模型，运用SIMPLEC算法，对钟型出水流道内的流动进行了三维湍流数值模拟，揭示了钟型出水流道蜗壳内流场及特征断面速度分布规律。     

泵站进水流道的两种基本流态

概述开敞式流道、斜式流道、肘形流道、钟形流道、簸箕形流道以及方箱式双向流道等各种形式的泵站进水流道内水流的基本流动形态,并从流体动力学的角度,将进水流道分为单面进水和四面进水两种基本类型。     

轴流泵出水流道水力损失试验研究

受导叶出流环量、出水弯管二次流等因素的影响,轴流泵单孔出水流道内为复杂的螺旋流,双孔出水流道左孔流量大于右孔流量,水力损失异常。采用五孔探针准确测定流道断面水流能量,实测分析出水流道水力损失特性,探讨减阻措施。结果表明,出水流道水力损失不符合与流量平方成正比的关系。与等圆出水管相比,渐扩出水流道可以减小水力损失,提高泵装置效率10％～30％;对单孔流道,轴流泵出口环量过大,增大了水力损失, 而微小环量会使水力损失略有减小;对双孔流道,两孔流量不等,存在偏流,水力损失增大。采用微小出流环量或无出流环量后导叶,可减小出水流道水力损失,提高泵装置效率6％-11％。     

泵站前池水力性能的数值模拟

利用FLUENT软件建立了标准k-ε模型,应用SIMPLEC算法,对2个吸水管同时工作的泵站前池进行了水力性能模拟研究。研究发现泵站前池的水力性能受泵站前池的长度、进水流道与泵站前池的高度比值和吸水管喇叭口悬空高度的影响。通过对数值模拟结果的分析,给出了泵站前池的长度、进水流道与泵站前池的高度比和吸水管喇叭口悬空高度较优的取值范围。同时,建议设计泵站前池尺寸时综合考虑土建成本和水力性能进行取值。