江苏省属高校自然科学基础研究项目(11KJA570001)
- 作品数：9 被引量：115H指数：8
- 相关作者：刘超汤方平杨帆金燕周济人更多>>
- 相关机构：扬州大学江苏省水利勘测设计研究院有限公司更多>>
- 发文基金：江苏省属高校自然科学基础研究项目国家自然科学基金江苏省重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：水利工程机械工程农业科学更多>>
- 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
- S形下卧式轴伸贯流泵装置的振动特性分析被引量：7
- 2013年
- 为分析S形下卧式轴伸贯流泵装置的振动特性,该文通过物理模型试验,研究了5个叶片安放角时S形下卧式轴伸贯流泵装置的能量性能,在导叶体进口处布置2个振动测点,采用EN900数据采集分析仪和振动速度传感器VS-080对叶片安放角为+4°与4°时各工况的泵装置模型进行振动测试和分析。测试结果表明:在叶片安放角2°时,S形下卧式轴伸贯流泵装置的最高效率达83.55%,此时流量为289.28L/s,装置扬程为4.438m。在相同叶片安放角时,泵装置在径向的振幅峰峰值Ap-p高于铅垂方向。随泵装置扬程的增大,径向振幅峰峰值呈先减小后增大的趋势,泵装置的不平衡振动频率与转频成倍数函数关系。在扬程相同时,在叶片安放角为+4°时泵装置在径向的振幅峰峰值较大,不同叶片安放角时泵装置铅垂方向的振幅峰峰值差异性较小。研究结果可为该泵装置的安全稳定运行及同类型泵装置的振动分析提供参考。
- 杨帆刘超汤方平周济人
- 关键词：水力机械振动
- 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
- 箱涵式进水流道的立式轴流泵装置水动力特性分析被引量：25
- 2014年
- 为了研究有涡时箱涵式进水流道的立式轴流泵装置水动力性能,该文采用CFD(computational fluid dynamic)和高速摄影技术对箱涵式进水流道的立式轴流泵装置进水流道内部附底涡流动特征及其对泵装置水动力性能的影响进行了分析。数值模拟和试验结果表明,基于CFD数值模拟技术,成功捕捉到各工况时箱涵式进水流道内部附底涡轨迹,与高速摄影捕捉到附底涡的运动轨迹较为一致,且均发生于喇叭管口下方,附底涡对泵装置的安全运行稳定性有直接影响。有、无消涡锥的箱涵式进水流道出口断面的轴向速度分布均匀度与速度加权平均角的差异性较小,但其水力损失值下降较大;叶轮所受轴向力相对比值m1在0～7.0%范围内波动,轴向力随流量系数的增大而减小,附底涡对叶轮所受径向力的影响较大,径向力相对比值m2在5.0%～110.0%范围内波动,涡带对叶轮受力有一定程度的影响,实际工程中应避免箱涵式进水流道内部涡带的出现。
- 杨帆刘超汤方平周济人罗灿
- 关键词：流场轴流泵涡带
- CFD在新沟河双向竖井贯流泵站中的应用被引量：9
- 2014年
- 基于RNGk-ε紊流模型,雷诺时均N-S方程,运用商用CFD软件对双向竖井贯流泵装置进行三维流动数值模拟及水力性能优化设计,通过调整竖井及直管式流道型线,总体性能较初设方案得到了较大的上升。计算了正反向运行时泵装置各分段的水力损失,并给出了三维柱状图,定性分析了流量和环量对竖井和直管式流道水力损失的影响,通过比较正反向运行的流线图解释了竖井后置时水力损失较大的原因。
- 谢荣盛汤方平邵勇齐立龙谢传流
- 关键词：优化设计数值模拟泵站水力损失
- 竖井贯流泵装置内部流动数值模拟与性能分析被引量：14
- 2014年
- 优化竖井贯流泵装置的水力性能,应了解包括转轮在内的竖井贯流泵装置的流动特性。采用一维水力设计方法设计了竖井贯流泵装置的进、出水流道,并采用ANSYS CFX软件对前、后置竖井贯流泵装置进行三维定常流动数值模拟。引入平均涡漩角的概念,分析了前、后置竖井贯流泵装置内部流动的差异性,重点对不同形体的进、出水流道的水力性能及前、后置竖井贯流泵装置的外特性进行了分析比较,并通过模型试验得到了前置竖井贯流泵装置的综合特性曲线。结果表明,竖井与直管进水流道水力性能差异较小,出水流道对泵装置能量性能的影响较大。在叶片安放角0°时,前置竖井贯流泵装置最高效率为77.79%,后置竖井贯流泵装置最高效率为78.82%。本文可为竖井贯流泵装置设计及形式选择提供有益参考。
- 杨帆刘超汤方平成立吕大为
- 关键词：水力机械贯流泵水力性能
- 双向潜水贯流泵装置性能试验与数值分析被引量：30
- 2012年
- 该文针对城市防洪排涝泵站的特点,研发了2套双向潜水贯流泵装置,并采用CFD(computational fluid dynamics)技术计算了双向潜水贯流泵装置的内流场,分析了灯泡体段对泵装置正反向运行的影响,包括灯泡体段的水力损失、导叶体内部的流态及"S"形叶轮的水力性能,并经试验验证分析了数值计算结果的有效性。计算结果表明,反向运行时导叶体内部流态较好,反向运行工况优于正向运行;正向运行工况流量为4和5m3/s时,导叶体内均出现涡旋;灯泡体支撑件对"S"形叶轮的水力性能影响极小,但对泵装置水力性能影响较大;正向工况时"S"形叶轮所受轴向力小于反向工况。通过泵装置模型性能试验比较了2套泵装置的综合水力特性指标,并给出了供参考的潜水贯流泵装置的结构尺寸,其中导叶体扩散角为3°,灯泡体长度为2.43D、灯泡体直径为0.46D、泵装置总长为13.45D(D为叶轮名义直径),灯泡体采用流线型尾部及5片支撑件。
- 杨帆金燕刘超汤方平成立杨华
- 关键词：水力机械数值模拟水力模型贯流泵
- S形贯流泵装置多工况过流部件水力性能分析被引量：17
- 2014年
- 为深入研究S形轴伸贯流泵装置过流部件的水力性能,采用CFD技术对泵装置进行了多工况全流道的数值计算,分析了泵装置各过流部件的水力性能,重点阐述了3种特征工况(小流量工况KQ=0.368、最优工况KQ=0.490、大流量工况KQ=0.613)时转轮叶片表面的静压分布、摩擦力线、各轴向弦长位置的轴向速度分布以及导叶体内部流态和回收环量效果。结果表明:在轮缘侧的叶片压力面静压值较大,在轮毂侧的叶片吸力面的静压值较大,轮缘侧较小,且随着展向位置Span值的增大,压力面与吸力面的压差呈现出逐渐递增趋势。在最优工况时,从导叶体进口至出口,导叶体的静压值逐渐增大。随流量的减小,导叶体的回收环量比CH先减小后增大。在最优工况KQ=0.490时,回收环量比CH最小,其值仅为0.031。针对该泵装置进行了同尺寸的物理模型试验,获得了泵装置的综合特性曲线,在叶片安放角-2°时,新型S形轴伸贯流泵装置的最高效率达83.55%,此时流量系数KQ=0.443,扬程系数KH=0.828。通过物理模型试验结果对泵装置外特性预测结果进行了验证,对比分析结果表明数值模拟是可信的。
- 杨帆刘超汤方平周济人金燕
- 关键词：贯流泵水力性能
- 竖井型线演变及对泵装置水力性能的影响分析被引量：15
- 2014年
- 为研究系列竖井型线的演变规律及其对贯流泵装置内流机理及运行稳定性的影响,在归纳分析竖井型线演变的基础上采用一维水力设计方法设计了4种型体的竖井流道.基于ANSYS CFX对4种不同竖井型体的贯流泵装置进行了三维湍流场的数值计算,定量分析了4种竖井流道的水力性能.引入无因次动量参数分析法对比分析了各竖井流道对泵装置运行稳定性的影响,流量系数K Q在0.317—0.634范围内各方案的泵装置动量参数均随流量系数增大而减小,4种竖井流道对泵装置运行稳定性的影响差异性很小.提出了泵装置多工况性能加权评价指标(M.P.I)定量分析了不同竖井流道对多工况运行时泵装置综合水力性能的影响,该方法可用于不同泵装置水力性能的分析及泵装置方案的优选.为验证数值计算的准确性和可靠性,对泵装置进行了物理模型试验,对比分析结果表明,数值计算的结果是可信的.
- 杨帆刘超汤方平周济人
- 关键词：水力机械贯流泵水力性能
