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平面S型轴伸泵装置变转速水力特性被引量：4: 2016年; 为了研究水泵变速运行装置内部水力特性变化,采用CFX软件对平面S形轴伸泵装置进行全过流部件数值模拟计算,转速分别为1 050、1 250、1 450 r/min。结果表明,不同转速下装置叶轮进口流速均匀度变化很小,进水流道水力损失变化规律不变。3种转速下出水流道小流量工况水流旋转运动强烈,设计工况流线较平顺,大流量工况水流贴壁运动明显。水泵转速增加后,出水流道水力损失最小值增大,对应的流量也加大。3种转速下,出水流道水力损失与装置扬程之比δ均在泵装置最优工况最小,且均为0.055左右,相差不大。通过断面涡量云图比较,变转速对导叶出口断面涡量影响很大,对应该断面涡量某一数值时,水力损失有最小值。泵装置变转速等效率曲线近似为抛物线,装置外特性基本符合比例律的关系。; 徐磊刘超王芃也许健钱军; 关键词：变速泵装置数值模拟水力特性

大型低扬程立式蜗壳混流泵装置模型试验研究及分析被引量：10: 2013年; 针对某低扬程立式蜗壳混流泵站更新改造的需要,在CFD分析的基础上开展该泵站模型装置试验研究工作,并提出了泵站更新改造的流程分析图。对泵装置模型进行了能量性能、空化性能、飞逸转速和水力脉动的测试。试验结果表明,在设计流量282 L/s和扬程4.7 m工况下初步优化后的泵装置在叶片安放角-1.3°时泵装置效率提高了4%,达到了工程改造的预期目标。采用中高频动态传感器HM90对不同工况的泵装置水力脉动信号进行了采集和分析,得出叶轮进口和进水流道"ω"后壁处的脉动受工况的改变影响较小,叶轮进口流态受叶轮旋转的影响较小,叶轮进口的主频与转频相同,蜗壳压水室的脉动主频与转频成倍数关系。在保证叶轮中心线有足够淹没深度的情况下,泵站能安全可靠运行,该结论为立式蜗壳混流泵机组的稳定运行提供了科学依据,可为同类泵站的改造提供借鉴。; 杨帆汤方平刘超; 关键词：水力机械泵装置 CFD 压力脉动

基于全流道模拟的泵装置出水流道水力特性分析被引量：8: 2014年; 为研究低扬程泵装置出水流道的水力性能，采用CFD方法对泵装置进行全流道数值计算，并通过模型试验对数值计算结果的准确性进行验证。分析了隔墩对出水流道水力性能和泵装置能量特性的影响，阐述了出水流道流量不平衡的问题以及环量对出水流道内部流动特性的影响。结果表明：对于低扬程泵装置，出水流道的隔墩对泵装置能量性能的影响较大，应尽量避免设置隔墩；在出水流道中，隔墩前伸会增加出水流道的水力损失，导致两孔流量分配更加不相等，隔墩后伸对两孔流量的分配无影响但会增加出水流道的水力损失，从而降低泵装置的水力性能。无环量时出水流道的水力损失与流量呈二次方关系，有环量时出水流道的水力损失增大，且内部流态变得复杂。出水流道的内外特性与泵装置的运行工况有关系，应避免将出水流道独立地从泵装置系统中脱离出来进行水力性能的计算分析。; 杨帆刘超汤方平周济人; 关键词：泵装置流道隔墩水力性能

Study of the formation and dynamic characteristics of the vortex in the pump sump by CFD and experiment: 2021年; The formation mechanism and the dynamic characteristics of the floor-attached vortex(FAV)in the pump sump are analyzed,with the velocity gradient as the key factor.The FAV is shown to be formed when the velocity gradient in the singular point area reaches a certain strength.The evolution of the FAV is accompanied by the energy accumulation and dissipation in the vortex area.The generated FAV is in the form of the vortex pair at the initial stage,with opposite directions of rotation.The vortex with the same rotating direction as the impeller is strong because the rotational kinetic energy is easy to accumulate.The circumferential velocity of the FAV first increases and then decreases with the radius of the vortex core,indicating the FAV is a kind of forced vortex.The radius with the largest velocity gradient is the radius of the vortex core.; Xi-jie SongRao YaoLiu ChaoZheng-wei Wang; 关键词：EXPERIMENT

立式轴流泵进水流场PIV测量被引量：31: 2015年; 采用3D-PIV激光流速仪对立式轴流泵喇叭管和进水池内部流动进行了测量,2个典型流量工况下的测量结果表明：设计流量（Q0）工况时,叶轮进口断面流速场呈对称分布,断面轴向流速均匀度达到0.87,无旋涡发生,喇叭管内及泵叶轮进口水流流态良好;大流量（1.2Q0）工况时,叶轮进口断面流速场呈非对称分布,断面轴向流速均匀度仅0.70,流道及喇叭管内有较强的旋涡产生,并进入叶轮诱发振动。分析了旋涡核心区的细部流动结构,导出了旋涡的数字形态,揭示了涡核内水流圆周分速度的分布规律,涡核中心的流速接近为零,圆周分速随涡核半径增加而增大,在半径3~5 mm范围内速度梯度最大,旋涡的强迫涡特征十分明显。提出了基于流量的单元面积加权流速均匀度及相应的计算公式,使过流断面流速均匀度的计算结果更为合理、更加符合实际。; 刘超梁豪杰金燕杨帆陈锋杨华; 关键词：轴流泵流速场旋涡粒子图像测速

井筒式泵装置双泵模型进水特性被引量：4: 2019年; 井筒式泵装置的双泵模型与单泵模型相比,能提供更大的抽排能力,在平时的运行或者维护中, 2 台泵可交替使用,可靠性较高。通过 CFD 软件对 2 种不同进水方向的井筒式泵装置双泵模型内部流动进行数值模拟,获得了泵装置内部三维流动特性,并预测了泵装置的性能。计算结果表明正向进水比侧向进水性能更好。通过分析速度云图和流线图,发现侧向进水时水流在整体上有顺时针旋转的态势,2 台泵的进水状态有较大的区别。从喇叭管进口断面涡量云图中可以得到,涡量较高的区域主要是喇叭管下方,2 个喇叭管下环形区域的涡量是由内到外逐渐增大,到超过喇叭管的范围外,又逐渐减小到 0,而正向进水的环内一对漩涡以及侧向进水的环内单个漩涡,由外到内涡量逐渐增大。; 查智力刘超严天序黄佳卫; 关键词：水力特性涡量

泵站进水口淹没深度对漩涡的影响被引量：8: 2019年; 泵站流道进水口漩涡会危害水泵运行,降低水泵性能。进水口漩涡的发生发展情况与进水口淹没深度有关,结合泵站实际运行情况选取5种不同的淹没深度,通过数值模拟,分析不同淹没深度下流道进水口的流场结构、漩涡的涡量变化及分布规律。研究结果表明:在流量不变,淹没深度0.09 D^0.2 D时,随着淹没深度的增大,漩涡强度变小。淹没深度为0.09 D的漩涡强度最大,在淹没深度为0和0.05 D的状况下没有明显漩涡产生。淹没深度为0.09 D、0.14 D、0.2 D时,漩涡均在距离进水流道进水口顶板以下0.3m附近终止。研究结果可为泵站设计进水口淹没深度参数提供一定参考。; 初长虹刘超孙玉民崔玉静张重阳雷镇; 关键词：泵站进水口漩涡数值模拟

高效S形轴伸贯流泵装置内流动特性研究被引量：6: 2014年; 为深入研究新型高效S形轴伸贯流泵装置流道内部流动特性,采用CFD技术对该泵装置进行了全流道三维定常流动计算,获得了在大流量、小流量和最优工况时泵装置的内部流场。结果表明:在叶片安放角0°的最优工况(泵装置计算最高效率为81%,试验最高效率82.57%,流量系数KQ=0.492,扬程系数KQ=0.830)时进水流道的速度加权平均角为88.8°,轴向速度分布均匀度达到97.51%,水力损失为3.89cm;泵装置流道效率达到98.5%。运行工况范围内,出水流道出口断面的最大速度为1.429 m/s,满足国家标准(GB50265-2010)的要求;在大流量工况时,出水流道的弯管段上侧出现了小范围的漩涡。与该泵装置物理模型试验结果比较可知,数值预测泵装置性能与试验的性能数据符合较好,该泵装置匀顺的整体流动形态使能量损失很小,泵装置性能优异。; 刘超杨帆金燕杨华; 关键词：水力机械贯流泵泵装置数值模拟

轴流泵装置运行工况对肘形进水流道水力性能的影响被引量：11: 2016年; 为研究肘形进水流道的水力性能与泵装置运行工况的定量关系,采用CFD(Computational fluid dynamic)方法对轴流泵装置进行全流道的数值计算,在考虑了轴流泵与肘形进水流道内流相干条件下定量地分析了肘形进水流道水力特性各参数与泵装置运行工况的关系,并给出了相应的数学模型,对比了物理模型试验与数值预测结果的差异性。结果表明:在高效工况范围内,流道出口流场水流稳定性及均匀性均较好;在大流量工况时,流道出口流场水流稳定性及均匀性较差。流道出口流场的偏流角受泵装置运行工况的影响较小,极差为0.91°。肘形进水流道均化效率为99.215%,流道断面的均匀性主要受弯肘段几何边界条件的约束,在弯肘段时压能与动能的转换率较高,对于肘形进水流道结构尺寸设计及优化的关键在于弯肘段。; 杨帆谢传流刘超袁尧石丽建; 关键词：轴流泵肘形进水流道水力性能数值模拟

多机组泵站正向进水阵列式隔板整流模拟及试验验证被引量：11: 2022年; 针对多机组正向进水泵站前池内存在不良流态的问题,采用CFD与模型试验相结合的方法,对不同开机工况下的泵站前池流场进行了研究,提出一种利用阵列式隔板整流的措施,并评判了阵列式隔板整流的效果.计算结果表明:在4种不同开机工况下,前池内均存在大范围的回流与旋涡区,前池出口断面流速均匀度为38.42%~57.39%,水泵进水条件较差.为改善正向进水泵站前池的不良流态,提出一种利用阵列式隔板整流的措施.采用阵列式隔板整流后,前池内回流与旋涡区得到减小、转移,回流与旋涡区对主流的挤压明显减弱,前池出口断面流速均匀度提高到47.23%~63.17%,水泵进水条件得到显著改善.试验测量结果与数值计算结果基本吻合,数值模拟得到了试验的验证.研究成果可为多机组正向进水泵站的建设运行提供参考.; 张校文刘超荣迎春冯旭松傅题善孙玉民; 关键词：泵站前池流态

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国家自然科学基金(51279173)

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