江苏省自然科学基金(BK2010347)
- 作品数：7 被引量：62H指数：5
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- 分流叶片对离心泵径向力特性的影响被引量：11
- 2013年
- 为了分析有/无分流叶片、分流叶片进口直径以及分流叶片周向偏置度对离心泵径向力特性的影响,设计了5个具有不同分流叶片的叶轮,并采用ANSYS-CFX软件对各方案进行三维全流场非定常数值模拟。通过非定常数值模拟获得了作用在不同方案叶轮上的径向力特性,并对其进行比较分析。结果表明:分流叶片有利于减小作用在叶轮上的径向力,并有效改善径向力的脉动情况;小流量及设计工况下,作用在叶轮上的径向力及其脉动幅值随着分流叶片进口直径的增大而增大;大流量工况下,当分流叶片进口直径为106mm时,作用在叶轮上的径向力脉动幅值最小;非设计工况下,带偏置分流叶片设计方案的径向力脉动幅值小于带不偏置分流叶片设计方案。
- 张金凤叶丽婷袁寿其袁野
- 关键词：离心泵径向力
- 带分流叶片的高速离心泵压力脉动特性研究被引量：3
- 2012年
- 为了研究带分流叶片高速泵的叶轮-隔舌干涉作用所引起的压力脉动特性,及其蜗壳内压力场的变化,本文基于标准k-ε模型,采用SIMPLEC算法和滑移网格技术,对一带分流叶片的高速离心泵进行了全流场非定常数值计算。通过在隔舌及蜗壳内布置监测点,分析了长叶片及分流叶片对叶轮-隔舌干涉作用的影响,揭示了长叶片与隔舌的干涉是引起压力脉动的主要因素。同时论证了蜗壳内压力变化的不稳定性只与长叶片数有关,随着长叶片数的减少,脉动次数逐渐减少。添置分流叶片引起的压力脉动的主频是2倍叶片通过频率,其与隔舌干涉作用产生的压力变化远小于长叶片与隔舌作用引起的脉动幅值。
- 袁野张金凤
- 关键词：高速离心泵压力脉动数值模拟
- ZJ-200-25型螺旋离心泵转子静力学分析被引量：4
- 2012年
- 为研究螺旋离心泵叶轮与转轴工作时的振动特性,以ZJ-200-25型双叶片螺旋离心泵为研究对象,建立了螺旋离心泵内部流场三维模型,并对其设计工况进行了数值模拟.建立转子部分的有限元模型,根据泵腔内流场压力分布,对转子进行了有预应力的静力学分析和模态分析,获得了转子的对载荷的响应信息、固有频率和对应的振型.结果表明:转子强度满足设计要求,应力最大的点位于叶片根部及轴肩处;转子为刚性,但其在工作时的叶片通过频率与前两阶固有频率比较接近,这说明转子的转速不尽合理,工作时产生共振的可能性较高.因此需要对螺旋离心泵转子结构进行优化设计,可通过更改轴承位置、重新设计轴向和径向尺寸以及更换轴的材料来实现.从而改变转子的固有频率,使固有频率能够避开泵内流动的激励频率,避免发生共振.
- 徐宇平袁寿其张金凤周建佳李彤
- 关键词：螺旋离心泵转子静力学分析流固耦合模态
- 螺旋离心泵转子系统动态响应数值分析被引量：6
- 2013年
- 为研究螺旋离心泵转子对流固耦合作用的动态响应信息,以ZJ200-25型双叶片螺旋离心泵为研究对象,利用CFD软件CFX12.1和有限元软件ANSYS Workbench对其进行了考虑流场变载荷和结构相互作用的两场交替联合求解。得到转子受到的激励力以及位移响应频谱特点,结果表明:叶轮受到流场变载荷激励,发生了弯曲及拉伸振动;叶轮径向位移随流量增大而减小,其主频率与径向力主频率同为48.3Hz,轴向力以低频随机波动为主,但轴向位移仅在200Hz以内有较明显的响应,且振幅随频率增加而减小;叶轮质心位移在低阶频率处的振幅不高,高阶频率的振幅逐渐减小,轴向及径向位移均没有振幅过大的情况出现,说明螺旋离心泵转子正常工作时未发生共振,稳定性良好。研究结果对螺旋离心泵转子系统的设计改良及振动分析具有一定的参考意义。
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- 关键词：螺旋离心泵流固耦合转子系统
- 双叶片螺旋离心泵非定常压力脉动数值分析被引量：5
- 2011年
- 为了分析双叶片螺旋离心泵内部流动压力脉动特性,以ZJ200-25型螺旋离心泵为研究对象,采用Navier-Stokes方程和标准SST k-ε湍流模型对其内部流场进行了多工况全流道非定常数值模拟。在叶轮与蜗壳耦合面上以及泵进出口处设置了7个监测点,计算得出了各监测点的压力脉动时域及频谱特性。计算结果表明,各工况下螺旋离心泵内压力波动呈明显的周期性变化规律;轴频和叶频是流道内压力脉动的主频:叶轮与蜗壳耦合处以及隔舌处的压力脉动主频基本为轴频,进、出口压力波动主频接近叶频;进口脉动幅值相对出口及泵内脉动幅值很小,高频成分也相对减少;同一监测点在不同流量下主频相同,但主频振幅各不相同,设计流量下的主频振幅最小,小流量下的主频振幅最大;叶轮与蜗壳耦合面上的监测点,在距离隔舌越远处,其压力脉动强度越低。
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- 关键词：压力脉动
- 分流叶片对离心泵内部非定常流动特性的影响被引量：14
- 2012年
- 采用Ansys-CFX软件对5个具有不同分流叶片进口直径、不同分流叶片周向偏置度的叶轮方案进行全流场非定常数值模拟,分析了有、无分流叶片以及不同分流叶片设计对叶轮进口、蜗壳出口及叶轮-蜗壳交界面处压力脉动特性的影响规律.结果表明:分流叶片有利于降低叶轮进口压力且提高蜗壳出口压力,从而提高泵的扬程,带分流叶片设计方案的扬程比没有分流叶片设计方案提高2%～12%,但不同分流叶片设计方案的扬程绝对值差异不大;分流叶片有利于减小叶轮进、出口处的压力脉动;有利于减小叶轮-蜗壳交界面处的压力脉动,从而改善叶轮出口的'射流-尾流'结构;不同分流叶片设计对扬程的影响趋势接近,但对非定常流动特性的影响不同,当分流叶片进口直径为106 mm且向长叶片背面偏置5°时,扬程最高,压力脉动最小;带偏置分流叶片设计方案的扬程略高于带不偏置分流叶片设计方案.
- 袁寿其叶丽婷张金凤袁野张伟捷
- 关键词：离心泵非定常流动特性数值模拟
- 带分流叶片离心叶轮机械研究进展被引量：23
- 2011年
- 针对分流叶片在3种离心工作机(压缩机、风机和泵)的应用及研究现状,从设计理论和内部流动两方面详细综述了离心叶轮机械中分流叶片的研究成果。通过总结带分流叶片离心叶轮机械内部流动方面的研究结论,对分流叶片的添置对内部流动特性和性能的影响机理有了深刻的认识,总结了分流叶片主要参数的取值原则,为分流叶片在离心叶轮机械中的应用提供了参考。最后在内部流动理论和特性以及设计方法方面给出了研究的展望。
- 张金凤袁野叶丽婷张伟捷
