李忠
,
杨敏官
,
姬凯
,
高波
工程热物理学报
运用高速数码摄像系统对比转速为700的轴流泵在最优工况流量下不同空化程度时的叶顶间隙内空化流动进行拍摄实验，捕捉到空化发生位置和空泡团形态随空化程度变化的演变过程。实验结果表明：叶顶间隙内空化发生的初始位置位于叶顶翼型头部，空泡团为沿叶片工作面向背面旋转的旋涡空化，旋转轴和圆周方向基本一致；随着泵汽蚀余量的降低，空化发生位置和空泡团与叶顶翼型粘连的区域均呈由叶顶翼型头部向尾部延伸发展的趋势；当泵发生汽蚀时，空化发生位置覆盖整个叶顶翼型，间隙空泡团和叶片背面空泡团相掺混，对叶轮流道内液相主流产生强烈干扰，导致泵能量性能急剧下降。研究结果为轴流泵叶顶间隙内空化发生及发展过程的理论研究提供了有效参考。
关键词:
轴流泵
,
叶顶间隙
,
空化流
,
可视化
马鹏飞
,
王军
,
单单
,
刘卫伟
,
杨勇
工程热物理学报
叶栅稠密度是轴流泵设计中的重要参数之一,为研究其取值对泵性能的影响,基于升力法以三种不同的叶栅稠密度组合设计了符合设计参数的模型,推导了叶栅几何参数和泵性能参数的关系,采用数值分析方法,比较了各模型的内流特征及外特性,结果表明;三个模型内流场分布规律相差较小,当叶栅稠密度增大时,叶片静压变化更加均匀,效率有所增加,同时最优工况点向小流量偏移,但叶片进口边有较强的液流冲击.
关键词:
轴流泵
,
叶栅
,
水力性能
,
数值模拟
李忠
,
杨敏官
,
张宁
,
高波
工程热物理学报
对不同工况下轴流模型泵装置各主要测点处的振动加速度信号进行动态测量和分析,获得了特定频域范围内振动加速度均方根值随流量的变化规律.实验结果表明:10～8000 Hz频域范围内振动加速度均方根值随流量的变化趋势和泵扬程随流量的变化趋势基本一致,运行工况从大流量降至小流量的过程中其装置振动水平可分为低水平区、快速增长区及高水平区;10～350 Hz频域范围内低水平区中振动最低点对应的流量和泵最优工况流量基本一致.研究结果为轴流泵多工况下的稳定运行及最优工况判定提供了一定的理论和技术基础.
关键词:
轴流泵
,
振动加速度
,
均方根值
,
变工况
李江云
,
胡少华
,
周龙才
,
周其源
工程热物理学报
针对湖北省新滩口泵站钟形流道和28CJ56轴流泵运行振动噪音大、效率低、电机负荷率低等问题,通过全流道数值仿真,分析指出该站流道设计中的主要问题是进水流道出口(轴流泵进口)流速周向分布不均匀,使旋转叶片受力不均衡,加之负压区诱发汽蚀,进一步加剧机组振动和噪声.为此,提出钟Ⅱ形及簸箕形进水流道改造方案并对其流态进行仿真分析,对比分析指出簸箕形流道方案在调整进水流态方面有更大的优势,最后模型试验结果验证了该结论的正确性.
关键词:
排水泵站
,
簸箕形进水流道
,
钟形进水流道
,
轴流泵
,
数值仿真
李忠
,
杨敏官
工程热物理学报
基于N-S方程和标准k-ε模型对出口等速度环量的轴流式模型泵在不同工况下进行了全流道数值模拟,给出了叶片表面相对速度和压力的分布规律,并将叶轮出口处速度分量计算结果和球形五孔探针测量结果进行比较.分析结果表明:叶片表面的相对速度沿径向逐渐增大,流动分布规律符合圆柱层无关性假设;叶片发生汽蚀的危险区域约位于吸力面外缘进口边到出口边的1/4位置;最优工况下叶轮出口处流场呈螺旋形向外运动趋势,出口旋转动能占出口总动能的34%左右;速度环量测量值从轮毂至轮缘逐渐减小,设计中应适当减小轮毂处圆周分量值,增加轮缘处圆周分量值.研究结果揭示了叶轮表面和出口流动规律,为轴流泵优化设计提供了理论和实际应用参考.
关键词:
轴流泵
,
数值计算
,
测量
,
速度分量
,
速度环量
王珏星
,
杨爱玲
,
李国平
,
陈二云
,
戴韧
工程热物理学报
叶轮涡动将引起轴流泵叶轮顶部间隙沿周向不均匀,从而导致附加的流动激励和噪声.本文利用计算流体力学方法模拟不同偏心度条件和流动工况下的轴流泵非定常流场,研究运行工况和周向非均匀间隙对泵内三类流动激励力的影响.数值结果表明;在同一偏心度下,流量的减小均会引起三类激励力脉动增加且脉动峰值朝低频方向偏移.随着叶轮偏心度的增加,三类激励力的幅值增加,且轴频信号逐渐占主导,从偏心度0增至60％,轴频幅值增量在10倍级左右.数值结果还发现:由于非均匀叶顶间隙非对称效应,壳壁激励力脉动最大值并不出现在最小间隙处,而是出现在偏离最小间隙约60°左右的位置.
关键词:
非均匀叶顶间隙
,
偏心度
,
轴流泵
,
压力脉动
,
激励力
李忠
,
杨敏官
,
高波
,
康灿
工程热物理学报
运用LMS多通道振动噪声测试与动力学分析系统，对轴流模型泵最优工况流量下不同空化程度时的振动加速度进行了动态多点测量和分析，获得了振动加速度的特征频率以及低频、高频振动水平随汽蚀余量的变化规律。实验结果表明：轴频、叶频以及其高次谐波是泵振动的主要激励频率；空化诱发的振动主要为高频振动；随汽蚀余量的降低，低频振动和高频振动均呈现先上升后下降的趋势；高频振动比低频振动更易被阻尼力削弱，高频振动水平上升的拐点和空化引起泵能量性能下降的临界点相一致。
关键词:
轴流泵
,
空化
,
振动
,
实验研究
陈次昌
,
杨昌明
,
王金诺
,
宋文武
,
季全凯
工程热物理学报
本文采用通用流场分析软件FLUENT,基于N-S方程,选用RNGk-ε湍流模型与SIMPLEC算法,对轴流泵叶轮内部(及端壁间隙)流动进行了三维粘性数值计算.通过实验验证,表明数值计算结果和实测数据吻合较好.详细分析了叶顶附近流场形态以及叶轮出口轴向、周向速度分布,进行了性能预估.并给出了实验装置图.
关键词:
轴流泵
,
数值计算
,
间隙流动
