核主泵变流量过渡过程瞬态水力特性研究

为研究核主泵从设计工况向非设计工况过渡过程的瞬态水力特性及内部流动机理,应用计算流体力学软件CFX对核主泵叶轮流道内的变流量瞬态流动特性进行数值模拟计算。研究结果表明：变流量过渡时,核主泵的压力脉动沿圆周方向分布并不均匀,其变化趋势是逐渐上升到最大值后又降低,基本呈正弦变化规律,瞬态压力波动变化次数等于叶片与导叶片数之间的动静干涉次数,监测点越靠近叶片与导叶交界面,压力波动越大;由于冲角的存在造成叶轮流道内的速度呈先下降后上升的变化趋势;导叶不仅具有将动能转换为压能的功能,同时也具有有效减缓压力脉动幅度的功能;向小流量过渡时,由于流量减少,在靠近叶轮出口处出现二次回流,造成叶轮流道内速度变化幅度随流量的减少而增大。     

基于LabVIEW的卧式离心泵故障诊断系统设计

针对卧式离心泵工作环境恶劣、常发生故障以及现有诊断系统功能不完善等问题,根据离心泵异常振动的时域特征与频域特征,设计基于LabVIEW平台的卧式离心泵状态监测与故障诊断系统。该系统通过采集模拟电压信号,实现对泵的压力、振动和流量等信号的实时处理与状态监测,基于轴心轨迹、时频分析、小波包-AR谱分析和神经网络的故障诊断方法,对离心泵振动信号进行多样化的数据综合分析,实现对泵转子部件与滚动轴承状态的智能化识别。试验结果表明,系统对离心泵的水力性能和健康状态的诊断与预测的成功率达到96%以上。这对机组运行工况的调整和停机检修维护的决策提供了理论依据,在保证机组安全的同时最大程度地降低了停机时间,减少了机组运行的维护成本。     

螺旋离心泵叶轮主要几何参数的确定

分析了螺旋离心泵叶轮的几何特征，并根据作者多年的研究成果，归纳统计出一套确定其几何参数的经验公式。     

离心式上充泵首级叶轮空化特性与试验研究

为研究和改善核电站离心式上充泵首级叶轮空化性能,采用数值模拟方法进行优化分析。将叶片数改为4片,研究了泵的最佳空化性能、扬程和效率。结果表明,最大流量工况点扬程模拟值与试验值的相对误差为2.9%,空化余量相对误差为3.6%,试验结果和模拟结果相吻合。将空化细分为初生空化、发展空化、临界空化、严重空化和断裂空化5个阶段,分析表明:初生空化时汽泡首先出现在叶片进口背面处,临界空化状态以后叶片工作面也开始出现汽泡;在发展空化到严重空化状态之间,空化和叶轮蜗壳动静干涉共同影响叶轮内的压力脉动规律;严重空化状态之后,空化成为主要影响因素,压力脉动变得相对稳定,叶轮进口和中部的压力脉动幅值明显减小,但叶轮出口处仍然保持较高幅值且比较规律的压力脉动。     

概率分布及应用

用所取的可靠数据进行统计推断,得到学生考试成绩成正态分布的理论结果,再用正态分布的3σ规则研究并得出学生考试成绩科学分等的理论方法和实用方法。     

基于非线性空化的离心泵内部流动特性分析

为研究离心泵发生空化时叶轮内部瞬态不稳定流动变化规律,本文应用ANSYS-CFX软件对离心泵内部发生空化时进行定常和非定常计算,采用泵内部不同流道的速度场、压力场、气体体积分数以及压力脉动情况的计算结果分析流道内部瞬态非线性的流动变化规律。研究结果表明：受动静干涉及蜗壳喉部面积等因素的影响,离心泵内部各流道空化的发展是非线性的,随着空化的发展,叶轮内部压力场、速度场和各流道气体体积分数的分布是不对称的。导致这种非线性空化现象的主要原因是蜗壳结构的不对称以及流道内中间流面到叶片背面所在流道区域的空化进程不同步;在空化不严重的情况下,不同流道的脉动呈现相同的规律,但严重空化情况下,压力脉动主频混乱,规律性减弱。     

基于二次回归正交组合设计低比转速离心泵叶轮的优化设计

为改善某低比转速离心泵的水力性能,运用二次回归正交组合方法设计试验方案,选取7个主要的叶轮几何参数作为研究因素,包括叶轮出口直径D_2、叶片出口宽度b_2、叶片出口角β_2、叶片包角ψ、叶片数Z、短叶片前缘周向偏置度θ_1和短叶片尾缘相对周向偏置度τ_1,利用CFX对试验设计方案进行定常数值模拟计算,基于试验方案模拟结果建立以扬程和效率2个响应的二次多项式回归预测数学模型。分析结果表明:叶片数对该离心泵扬程和效率影响最大,叶轮出口直径的变化相比其他因素对泵扬程和效率的综合影响更加突出,基于二次多项式回归数学模型频率分析法筛选出的最佳优化方案达到了预期的优化效果。     

小型堆核主泵水力优化设计及试验研究

以更安全、更高效、更经济为主要特征的新一代核能技术及其多元化应用,成为全球核能科技创新的主要方向。小型反应堆因其安全、经济、可移动等优点而具有广阔的应用前景,小型核主泵的研究也受到了诸多学者的关注。对小型堆核主泵的水力开发进行研究,采用CFD数值模拟和试验验证相结合的方法,对小型堆核主泵进行水力优化设计。首先基于设计输入参数确定关键水力部件基本结构参数,对小型堆核主泵的叶轮和导叶进行初始模型的建模,采用三维软件对进口吸入段、叶轮、导叶及泵壳进行建模;其次利用6因素3水平的L18(63)正交表对小型堆核主泵水力进行正交优化设计,将不同因素与水平合理分为18组试验方案,并对18组模拟结果进行极差分析,选取最佳参数组合;最后与优化前模型的外特性和汽蚀特性进行对比,并对优化后的模型进行了内部流动分析。优化模型进行实体制造并通过试验验证,一方面证实了正交优化设计方法是可行的,另一方面优化后的小型堆主泵模型具备了较优的性能,促进了小型堆核电技术发展。     

1000MW核电站双壳体离心式上充泵抗震计算

采用有限元Ansys软件建立离心式上充泵三维模型和划分有限元网格,对其结构进行固有模态分析,并采用静力法按SSE地震载荷计算上充泵的抗震性能,并将自重、温度、工作压力等载荷的作用结果与地震载荷的作用结果按SRSS组合．结果表明：离心式上充泵结构的基频为655．13Hz,远大于33Hz,为刚性结构;上充泵最大VonMises等效应力发生在外壳体中部,为103．40MPa,小于ASMEⅡ所确定的该材料许用应力140．23MPa;位移最大响应发生在外壳体中部,为0．143mm,远小于各部件最小1mm间隙,满足抗震规范要求．