吴大转
,
蒋庆磊
,
武鹏
,
李志峰
,
王乐勤
工程热物理学报
为研究用于特殊液压动力系统的开敞式离心泵的水力性能,设计了含方形压力舱的开敞式离心泵系统,对该离心泵进行了水力性能测试、内流场PIV测试,建立整个回路系统模型进行内部流动分析并预测性能.介绍了开敞式离心泵模型结构、试验装置、试验方法和数值模拟方法,内流和外特性的试验结果与数值模拟结果取得了较好的一致.研究结果表明,开敞式离心泵由于受到扩压腔和压力舱结构的限制,压力舱内流动损失明显,其性能明显低于普通蜗壳式离心泵,在有限的压力舱里提高开敞式离心泵性能的关键在于合理设计扩压腔和压力舱出口管结构.
关键词:
离心泵
,
水力性能
,
开敞式结构
,
试验研究
,
数值模拟
吴大转
,
许斌杰
,
李志峰
,
王乐勤
工程热物理学报
为研究离心泵在瞬态操作条件下的内部非定常流动演化过程,分析外部瞬态特性的内流机理,采用滑移网格方法对快速启动过程中的离心泵内部流动进行数值模拟.建立了包含循环管路和泵在内的完整系统模型,分析了叶轮从静止到最高转速的瞬态过程的流动演化,比较了管路阻力特性对瞬态特性的影响,探讨了数值方法对求解三维瞬态流动的适应性.分析结果表明,基于非定常流动分析的瞬态外特性预测结果与实验结果能较好吻合,所采用的计算方法和得到的结果为瞬态操作条件下离心泵内部流动的诊断和优化建立基础.
关键词:
离心泵
,
瞬态过程
,
非定常流动
,
滑移网格
,
数值模拟
尹俊连
,
刘锦涛
,
焦磊
,
王乐勤
工程热物理学报
为了研究涡流二极管内空化流动的发展过程及对其性能的影响,对其空化现象的标志性现象-空气柱进行了试验研究,试验中捕捉了空气柱的形成过程,记录了不同雷诺数及不同出口背压下的空气柱尺寸,最后测量并对比了不同空气柱尺寸下的涡流二极管的性能.试验结果表明:空气柱是微气泡由于亨利定律在旋转流场形成的压力梯度下而发生的输运效应形成的;空气柱随雷诺数的增大而增大,不同雷诺数下的增大速度有所不同;相同流量下,出口背压越大,空气柱尺寸越小,涡流二极管的性能越高.上述结论对涡流二极管的设计及其指导工程应用具有重要的价值.
关键词:
空化
,
空气柱
,
涡流二极管
武鹏
,
吴大转
,
李志峰
,
王乐勤
工程热物理学报
为研究离心泵流量突增过程所表现的外部瞬态水力特性及其内部流动机理,对离心泵在管路阀门突然开启条件下的特性进行数值模拟和实验研究.测试了不同稳定流量下的离心泵外特性和内流场,验证了稳态工况下的仿真结果.在稳态实验与仿真的基础上,利用分离涡模型(DES)对离心泵流量突增过程的流场进行了数值模拟研究.结果表明,流量突增的瞬态过程的流量-扬程曲线明显偏离稳态值,其主要原因是流量变化引起的流体加速效应及泵内的旋涡结构的不断演化.
关键词:
离心泵
,
流量突增
,
分离涡模型
,
数值模拟
焦磊
,
陈枞楠
,
吴淳杰
,
刘锦涛
,
王乐勤
工程热物理学报
为研究涡流二极管切向管结构对其性能及内部流场的影响,本文采用SIMPLE算法、κ-ε模型对锥角为0.(直筒型),3°、5°、7°和10°的五种切向管结构模型进行了数值模拟.结果表明:随着切向管锥角的增大,由于强制涡速度的提高,反向阻力系数随之增大,同时由于切向管中涡量的增大,正向阻力系数也随之增大.直筒型切向管结构ε值最小,随着切向管锥角增大,ε值随之增大,在锥角7°时达到最大,10°时ε值减小.因此涡流二极管切向管锥角的最优值在7°左右.所得结论可为涡流二极管的优化设计提供参考依据.
关键词:
涡流二极管
,
切向管
,
锥角
,
综合性能
吴大转
,
孙幼波
,
陈涛
,
许斌杰
,
王乐勤
工程热物理学报
为了改进和完善多级离心泵的性能需求,本文采用CFD(计算流体力学)方法,建立了包含叶轮、导叶、叶轮前后间隙、密封口环和平衡孔的三维全流道实体模型,重点对叶轮结构进行了参数化的分析与研究,比较了不同参数的叶轮对多级离心泵的性能影响,基于模拟结果给出了改善低比转速多级离心泵性能的结构和设计建议,该数值方法的提出和完善可为多级离心泵的水力性能提高提供参考和依据.
关键词:
多级离心泵
,
复合叶轮
,
半开式叶轮
,
优化设计
李江云
,
王乐勤
工程热物理学报
本文针对变波速可压缩两介质段非定常流的数值模拟,提出了修正特征线法.为使计算网格保持矩形,将一个大于1的修正因子α引入动量方程,从而在一定的范围内对特征线斜率进行调整,并据此确定时间和空间步长.其中因不满足稳定性条件而造成的误差由修正因子对动量方程进行修正.这种方法适用于一般瞬变流和振荡流.为解决介质界面连续移动的问题,本文提出了可自动调节空间步长的浮动网格,这使计算单元介质得以保持单一.通过在压力项中加入人工粘性改善了计算的稳定性.文章最后给出了计算实例.
关键词:
修正特征线法
,
定常振荡流
,
气液活塞泵
,
修正因子
,
浮动网格
武鹏
,
张菲茜
,
吴大转
,
王乐勤
工程热物理学报
漩涡泵运转时,其自身压力脉动问题会引起流动噪声和振动,影响设备运行可靠度.因此,需要尽可能减少旋涡泵的压力脉动问题.本文采用数值模拟分析用于汽车燃油输送的微型旋涡泵压力脉动特征,并采用随机叶片分布的方法设计了两只新的涡轮,分别采用不同的叶片分布规律,通过数值仿真研究在非等距叶片分布下压力脉动的特征.结果显示,采用非等距叶片分布可以大幅分散峰值强度,降低压力脉动的振幅,有利于防止压力脉动频率与油箱频率发生共振,降低燃油泵运行中的噪声.因此,采用非等距叶片设计,有助于改善旋涡泵压力脉动,对旋涡泵的性能提升具有借鉴价值.
关键词:
旋涡泵
,
压力脉动
,
非等距叶片
,
数值模拟
李江云
,
王乐勤
,
徐如良
,
焦磊
工程热物理学报
为解释低压大直径喷嘴自激脉冲发生机理,本文对空化初生条件进行了讨论,提出一种可适用于高速剪切流的非定常空化模型.认为自激振荡腔内空化或凝结的发生,不仅与当地压力有关,而且与当地速度有关,并根据能量平衡条件,给出了新的空化判别标准.在一定程度上改善了非定常空化模型的收敛性,解决了非定常状态下,由于压力的变化,流体发生周期性相变,即空化和凝结交替发生的数值模拟问题.最后,对低压大直径喷嘴自激脉冲射流进行了数值模拟,并对振荡腔内的压力场、速度场以及相图之间的关系进行了分析.
关键词:
自激脉冲
,
射流
,
空化
,
凝结
,
数值模拟
朱祖超
,
王乐勤
工程热物理学报
阐述了高速离心泵串联诱导轮的设计理论及工程实现,提出了第一级诱导轮采用变螺距结构而第二级诱导轮采用锥形等螺距结构的设计方案.经过理论分析、试验研究和工程应用表明,串联诱导轮可使高速泵获得比带单级诱导轮更高的汽蚀性能.
关键词:
高速离心泵
,
串联诱导轮
,
设计理论
,
工程实现
