压裂混砂搅拌装置关键结构分析与流场模拟 被引量：6

1

作者 黄天成 王德国 +1 位作者 周思柱 廖建敏 《石油机械》 2015年第11期96-101,共6页

混砂搅拌装置性能对压裂技术的实施起着关键性作用。针对混砂搅拌的特点及对压裂混合液的质量要求,确定了压裂混砂设备关键部件中搅拌叶轮和混砂罐的结构设计方法。利用Fluent软件完成了对搅拌罐内部流场的分析,得到了固相体积分数为0.... 混砂搅拌装置性能对压裂技术的实施起着关键性作用。针对混砂搅拌的特点及对压裂混合液的质量要求,确定了压裂混砂设备关键部件中搅拌叶轮和混砂罐的结构设计方法。利用Fluent软件完成了对搅拌罐内部流场的分析,得到了固相体积分数为0.6的混合液在2 s内的压力与密度分布云图,并针对不同固相体积分数对搅拌效果的影响,对搅拌罐搅拌20 s后的内部密度流场进行了数值模拟。分析结果表明,罐内形成了上、下2个流场循环,在交汇处形成了低压区;数值分析计算处罐中混合密度与理论分析结果比较接近;固相体积分数为0.6的混合液搅拌罐底部密度大部分区域较理论值偏小,固相体积分数为0.4和0.2的混合液搅拌罐底部较大部分区域的密度与理论值偏大。结构分析以及数值模拟验证为混砂搅拌装置的设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 压裂 混砂搅拌罐 搅拌叶轮 结构分析 数值模拟

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新型搅拌装置底支撑结构探讨及应用

2

作者 徐博文 巩天敏 《世界有色金属》 2024年第10期43-45,共3页

基于带有底支撑的搅拌设备在运行中存在的问题,指引了新型底支撑的研发、设计基本方向。在新型底支撑封闭腔体内注入水或其他允许的无固含的液体,使物料中的固相很难进入到新型底支撑的封闭腔体内,由于隔绝了物料中的固相进入新型底支... 基于带有底支撑的搅拌设备在运行中存在的问题,指引了新型底支撑的研发、设计基本方向。在新型底支撑封闭腔体内注入水或其他允许的无固含的液体,使物料中的固相很难进入到新型底支撑的封闭腔体内,由于隔绝了物料中的固相进入新型底支撑腔体内,从而消除了因此而引起的搅拌设备振动、底支撑磨损等问题,从而扩大了底支撑应用场合,形成一系列优势。本文主要介绍了底支撑的作用、新型底支撑的结构特点以及与安装底支撑相应的注意事项。 展开更多

关键词 搅拌设备 搅拌参数设计 搅拌机械设计 搅拌叶轮 新型底支撑 全封闭结构 振动 磨损

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压裂混砂搅拌装置搅拌叶轮结构优化设计研究 被引量：3

3

作者 黄天成 周思柱 +1 位作者 袁新梅 王德国 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期159-165,共7页

为了提高压裂混砂搅拌装置的搅拌效果,以混砂搅拌装置混合时间为实验指标,针对搅拌叶轮的结构特点,采用正交实验及CFD数值模拟相结合的方法研究了搅拌叶轮的主要几何尺寸对混合时间的影响规律,得到了搅拌装置叶轮最佳结构参数,为搅拌叶... 为了提高压裂混砂搅拌装置的搅拌效果,以混砂搅拌装置混合时间为实验指标,针对搅拌叶轮的结构特点,采用正交实验及CFD数值模拟相结合的方法研究了搅拌叶轮的主要几何尺寸对混合时间的影响规律,得到了搅拌装置叶轮最佳结构参数,为搅拌叶轮结构优化设计提供了理论支撑。结果表明,搅拌叶轮的几何尺寸变化对混合时间具有一定的影响,其中,上叶轮直径影响最大,下叶轮直径和下叶轮导流筒与叶轮直径比值次之,上叶轮导流筒与叶轮直径比值影响相对较小;搅拌叶轮几何尺寸最优方案对应的混合时间最短,值为11.0 s。 展开更多

关键词 压裂 混砂 搅拌装置 搅拌叶轮 混合时间

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关于螺旋搅拌装置稳定性优化设计仿真研究 被引量：4

4

作者 王旭东 张贤明 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2015年第6期208-211,240,共5页

针对螺旋搅拌桨旋转工作时产生的共振容易导致桨叶结构破坏的问题,为提高螺旋搅拌装置的稳定性,充分考虑桨叶流固耦合场效应,通过研究流场及桨叶不同安装位置对桨叶性能的影响,提出了螺旋搅拌桨叶的结构参数优化及稳定性分析方法,设计... 针对螺旋搅拌桨旋转工作时产生的共振容易导致桨叶结构破坏的问题,为提高螺旋搅拌装置的稳定性,充分考虑桨叶流固耦合场效应,通过研究流场及桨叶不同安装位置对桨叶性能的影响,提出了螺旋搅拌桨叶的结构参数优化及稳定性分析方法,设计出了具有优越稳定性特征的螺旋搅拌装置。借助FLUENT和ANSYS软件,在某工况下对设计螺旋搅拌桨叶的流场性能及结构载荷进行数值模拟,对搅拌桨叶的固有模态和预应力模态等稳定特征进行了仿真分析,得到了流固耦合场对搅拌桨叶的振动频率和振型的影响,给出了螺旋搅拌桨的各阶振动频率及振型变形分布。研究结果表明,设计螺旋搅拌桨在各种工作工况下能够有效的避开了共振现象发生,具有较好的稳定性。 展开更多

关键词 螺旋搅拌桨 流固耦合 稳定性 设计仿真

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矿浆搅拌过程中不同位姿搅拌桨叶的磨损状况分析 被引量：1

5

作者 宁晓光 汤赫男 +1 位作者 赵晶 王世杰 《机电产品开发与创新》 2016年第1期12-14,22,共4页

桨叶作为搅拌设备的核心部件,在矿浆混合液中其磨损现象非常普遍,严重时导致桨叶搅拌效率降低,运行稳定性变差。运用液固耦合方法剖析液固两相流中三种不同位姿桨叶的表面剪切作用,并由此剖释桨叶的磨损状况。从三种位姿桨叶剪切应力云... 桨叶作为搅拌设备的核心部件,在矿浆混合液中其磨损现象非常普遍,严重时导致桨叶搅拌效率降低,运行稳定性变差。运用液固耦合方法剖析液固两相流中三种不同位姿桨叶的表面剪切作用,并由此剖释桨叶的磨损状况。从三种位姿桨叶剪切应力云图可得,桨叶表面的矿物固体颗粒分布多集中于桨叶端部,桨叶表面的剪应力从桨叶根部向端部逐渐增大,矿浆颗粒与桨叶表面的彼此剪切作用逐渐增强,桨叶端部区域冲蚀磨损严重。增大矿浆混合液浓度后,矿物固体颗粒与桨叶表面的相互剪切作用增强,冲蚀磨损加剧。 展开更多

关键词 固液两相流 搅拌叶轮 磨损趋势 冲蚀磨损

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一种三转子铝合金熔炼搅拌实验装置的设计

6

作者 汪东明 覃峰 +1 位作者 黄规 韦江波 《大众科技》 2023年第12期115-118,共4页

传统的铝合金熔炼通常采用单转子搅拌方式。这种方式在较高的转速下,容易导致搅拌不均匀,而低转速则搅拌时间长、效率低。文章设计了一种三转子搅拌实验装置,在结构上采用高低不等的3个转子均布排列在溶液罐内部,中间转子和底部转子采... 传统的铝合金熔炼通常采用单转子搅拌方式。这种方式在较高的转速下,容易导致搅拌不均匀,而低转速则搅拌时间长、效率低。文章设计了一种三转子搅拌实验装置,在结构上采用高低不等的3个转子均布排列在溶液罐内部,中间转子和底部转子采用右向旋转,上端转子采用左向旋转的设计方案。以水作为实验介质进行了试验,结果表明采用三转子混合式搅拌,线性增速的方法可以使旋转的水流更平缓,能获得较好的搅拌效果,同时也缩短了搅拌时间,提高了搅拌效率。 展开更多

关键词 铝合金 熔炼 搅拌机 搅拌叶轮

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矿浆搅拌装置改进

7

作者 赵启东 白伟 丁杰 《包钢科技》 2020年第5期8-10,33,共4页

针对矿浆搅拌系统因长期处在高温、蒸汽大、矿浆浓度高的环境下运行,导致搅拌叶片脱落、减速机齿轮及轴承损坏、搅拌体轴承损坏、设备故障率高、维护费用大等问题,进行了矿浆搅拌系统优化研究,通过改进搅拌叶轮组结构、减速机呼吸器、... 针对矿浆搅拌系统因长期处在高温、蒸汽大、矿浆浓度高的环境下运行,导致搅拌叶片脱落、减速机齿轮及轴承损坏、搅拌体轴承损坏、设备故障率高、维护费用大等问题,进行了矿浆搅拌系统优化研究,通过改进搅拌叶轮组结构、减速机呼吸器、蒸汽流动状态、蒸汽加热管等措施,降低了设备故障率,提高了矿浆搅拌系统使用寿命,实现了矿浆搅拌系统稳定运行。 展开更多

关键词 矿浆搅拌 减速机 搅拌叶轮

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叶片厚度对混流式核主泵叶轮能量性能影响研究 被引量：28

8

作者 杨敏官 陆胜 +2 位作者 高波 王达 王俊 《流体机械》 CSCD 北大核心 2015年第5期28-32,共5页

基于三维不可压缩流体N-S方程和RNGκ-ε湍流模型,对混流式核主泵叶轮水力模型的能量性能进行了数值预测,研究了不同叶片厚度及其分布规律对混流叶轮模型水力性能的影响。通过分析叶轮叶片压力面、吸力面的静压分布,获得叶片表面的载荷... 基于三维不可压缩流体N-S方程和RNGκ-ε湍流模型,对混流式核主泵叶轮水力模型的能量性能进行了数值预测,研究了不同叶片厚度及其分布规律对混流叶轮模型水力性能的影响。通过分析叶轮叶片压力面、吸力面的静压分布,获得叶片表面的载荷分布及其变化规律。结果表明:随着叶轮叶片厚度减薄,最高效率值有所增大且高效点向大流量工况偏移;当叶片最厚处位置在靠近进口边约1/3处时,叶轮水力效率值最大;随着叶片最厚位置由进口向出口移动时,最高效率点向大流量工况偏移。 展开更多

关键词 核主泵 混流叶轮 水力性能 叶片厚度

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高比转速斜流叶轮流场分析 被引量：3

9

作者 高星 刘宝杰 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期889-894,共6页

以两个高负荷、高比转速离心叶轮与斜流叶轮为例,采用数值模拟的方法,在级环境下分析了两种叶轮的总体性能,以及内部流动机理.计算结果表明在高比转速情况下,斜流叶轮有利于减弱叶尖泄漏损失,改善叶轮出口均匀性,提高叶轮效率和级效率.

关键词 航空、航天推进系统 斜流叶轮 离心叶轮 高比转速 叶尖泄漏

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高比转速轴流式和斜流式泵喷水推进器推进特性分析 被引量：4

10

作者 倪永燕 潘中永 《船海工程》 北大核心 2015年第2期71-73,77,共4页

对比比转速同为ns=769的两个轴流式叶轮和斜流式叶轮的水力性能和推进性能,分析其做为泵喷水推进器叶轮的适用性。分析结果表明,就所研究的两个叶轮而言,斜流式叶轮的高效区更宽,当做为泵喷水推进器叶轮使用时,轴流式叶轮的结构更紧凑... 对比比转速同为ns=769的两个轴流式叶轮和斜流式叶轮的水力性能和推进性能,分析其做为泵喷水推进器叶轮的适用性。分析结果表明,就所研究的两个叶轮而言,斜流式叶轮的高效区更宽,当做为泵喷水推进器叶轮使用时,轴流式叶轮的结构更紧凑、最大推力更大、最大推功比也更大。因此轴流式叶轮比斜流式叶轮更适合于用做泵喷水推进器的工作叶轮。 展开更多

关键词 泵喷水推进器 轴流式 斜流式 高比转速 推力

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高比转速斜流叶轮根尖加功量分配的影响分析 被引量：5

11

作者 高星 刘宝杰 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1475-1478,共4页

以高负荷高比转速斜流叶轮为例,采用数值模拟的方法,在级环境下分析了斜流叶轮根尖加功量分配形式对于斜流叶轮总体性能、叶尖泄漏以及出口均匀性的影响,讨论了斜流叶轮根尖加功量分配影响的内在机制。结果表明,强根部设计有利于减少叶... 以高负荷高比转速斜流叶轮为例,采用数值模拟的方法,在级环境下分析了斜流叶轮根尖加功量分配形式对于斜流叶轮总体性能、叶尖泄漏以及出口均匀性的影响,讨论了斜流叶轮根尖加功量分配影响的内在机制。结果表明,强根部设计有利于减少叶轮内部流动损失,改善叶轮出口流场的均匀性,有利于获得较高的效率;而强尖部设计则有利于获得稍高一些的失速压比。 展开更多

关键词 斜流叶轮 高比转速 加功量分配 叶尖泄漏

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核主泵水力性能数值预测的缩比效应研究 被引量：5

12

作者 黎义斌 李仁年 +2 位作者 王秀勇 胡鹏林 齐亚楠 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期609-615,共7页

为提高核主泵的整体水力性能,实现与屏蔽电机的最优匹配,基于缩比模型换算法,选取RNGk-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对核主泵进行非定常数值预测及外特性试验。结果表明:在0.4Qd^0.7Qd流量工况下,扬程-流量曲线较为平坦;额定工况下,扬程预... 为提高核主泵的整体水力性能,实现与屏蔽电机的最优匹配,基于缩比模型换算法,选取RNGk-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对核主泵进行非定常数值预测及外特性试验。结果表明:在0.4Qd^0.7Qd流量工况下,扬程-流量曲线较为平坦;额定工况下,扬程预测值较额定值高5%,叶轮扬程最大值在0.4Qd工况点,水力效率最大值在0.9Qd工况点,叶轮水力效率模拟值较试验值高5%;小流量工况下,导叶水力损失呈以0.4Qd工况点为中轴线的正态分布,水力损失最大值在0.4Qd工况点;大流量工况下,导叶水力损失最小值在1.1Qd工况点。压水室水力损失符合正弦波分布规律,波峰在0.4Qd工况点附近,波谷在0.9Qd工况点附近。 展开更多

关键词 核主泵 混流式叶轮 导叶 环形压水室 缩比模型

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进口导叶对斜流式叶轮级性能调节的数值研究

13

作者 于家懿 张勇 +3 位作者 李廷宾 闻苏平 席光 祁志刚 《风机技术》 2024年第2期8-16,共9页

针对两种不同翼型的进口导叶,数值研究了导叶在不同开度下对超大流量系数斜流级内部气体流动的影响和调节特性,并预测了进口导叶与斜流叶轮耦合在不同导叶开度下的性能曲线。结果表明,进口导叶能有效扩大调节范围,使斜流压缩机能在更宽... 针对两种不同翼型的进口导叶,数值研究了导叶在不同开度下对超大流量系数斜流级内部气体流动的影响和调节特性,并预测了进口导叶与斜流叶轮耦合在不同导叶开度下的性能曲线。结果表明,进口导叶能有效扩大调节范围,使斜流压缩机能在更宽的工况范围内运行。导叶开度和翼型对斜流叶轮的气动性能产生影响,开度增大导致气体流动的不均匀性变大,而当开度增大到一定程度时,进口导叶的调节能力变差,对斜流叶轮气动性能产生负面影响。 展开更多

关键词 可调进口导叶 数值模拟 斜流级 数值研究 斜流叶轮

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尾缘锯齿对斜流叶轮气动噪声的影响 被引量：4

14

作者 智博文 张师帅 +1 位作者 陈俊君 陈文昊 《制冷与空调》 2018年第9期15-19,共5页

针对某型斜流叶轮的气动噪声问题,利用FLUENT软件对尾缘锯齿斜流叶轮的气动噪声进行数值模拟,获得尾缘锯齿斜流叶轮气动噪声的分布特性,并对比分析尾缘锯齿结构对气动噪声的影响规律。结果表明,尾缘锯齿结构可显著降低斜流叶轮整体噪声... 针对某型斜流叶轮的气动噪声问题,利用FLUENT软件对尾缘锯齿斜流叶轮的气动噪声进行数值模拟,获得尾缘锯齿斜流叶轮气动噪声的分布特性,并对比分析尾缘锯齿结构对气动噪声的影响规律。结果表明,尾缘锯齿结构可显著降低斜流叶轮整体噪声水平,并且形状越尖锐的锯齿降噪效果越明显,但同时存在叶轮气动性能的损失。研究结果可为斜流叶轮的降噪设计提供理论依据。 展开更多

关键词 斜流叶轮 气动噪声 尾缘锯齿 涡脱落

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一种实用的混流泵叶轮设计方法 被引量：3

15

作者 王红志 《机电工程技术》 2006年第3期37-39,共3页

在对优秀水力模型统计的基础上,利用一元流动理论的基本思想,按照离心泵叶轮的设计思路,对设计过程中的重要参数如叶轮出口宽度、叶轮外径、叶片出口角等的选取进行了修正,提出了一种实用的混流泵设计方法。

关键词 混流泵 叶轮 设计

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叶片出口段形状对混流式核主泵叶轮能量性能影响 被引量：3

16

作者 杨敏官 张永超 +2 位作者 周志伟 王震 高波 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期230-234,共5页

基于三维不可压缩流体N-S方程和Standard湍流模型,对混流式核主泵叶轮水力模型的能量性能进行了数值预测,研究了不同叶片出口段形状(传统叶片出口段、叶片工作面修圆、叶片工作面和背面同时修圆、叶片背面修圆)对混流泵模型叶轮水力性... 基于三维不可压缩流体N-S方程和Standard湍流模型,对混流式核主泵叶轮水力模型的能量性能进行了数值预测,研究了不同叶片出口段形状(传统叶片出口段、叶片工作面修圆、叶片工作面和背面同时修圆、叶片背面修圆)对混流泵模型叶轮水力性能的影响。通过分析叶轮叶片压力面、吸力面的静压分布,获得叶片表面的载荷分布及其变化规律。结果表明:对叶片出口段进行修圆,叶轮最高效率值有所增大且高效点向大流量工况偏移;当仅对叶片工作面进行修圆,叶轮水力性能最好,从而为核主泵的水力优化设计提供参考依据。 展开更多

关键词 核主泵 混流叶轮 水力性能 叶片出口段形状

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大小叶片斜流压气机级性能和流场的数值模拟研究 被引量：1

17

作者 黄健 刘振侠 +1 位作者 任众 周英庆 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期283-289,共7页

文章以某高压比斜流压气机级为研究对象,开展三维定常数值模拟研究,初步获取了压气机级性能和流场结构,并与试验结果进行了对比。结果表明,计算总体性能与试验存在一定的差距,计算的流量-压比曲线比试验值向右和向上移动,流量-效率曲线... 文章以某高压比斜流压气机级为研究对象,开展三维定常数值模拟研究,初步获取了压气机级性能和流场结构,并与试验结果进行了对比。结果表明,计算总体性能与试验存在一定的差距,计算的流量-压比曲线比试验值向右和向上移动,流量-效率曲线比试验值向右和略微向上移动。对于斜流叶轮,两个叶片通道出口靠近机匣区域均存在低速流团,通道1中低速流团主要由附面层低能流团在哥氏力作用下堆积而成,通道2中的低速流团主要由叶尖间隙泄漏形成。对于文中计算斜流压气机,通道1中的低速流团对诱发流动失稳起主要作用。 展开更多

关键词 压气机 分析 数值模拟 大小叶片 斜流压气机 斜流叶轮 性能

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混流式叶轮瞬态空化特性研究 被引量：1

18

作者 李景悦 《中国农村水利水电》 北大核心 2016年第7期107-111,共5页

为研究混流式叶轮空化性能,基于空泡动力学理论和计算流体力学方法,对某混流泵进行设计工况下的汽液两相瞬态仿真计算。分析不同空化余量下叶轮内部空泡分布情况,探究空泡随时间的变化特点,捕捉空化初生、空化发展以及空泡溃灭的过程,... 为研究混流式叶轮空化性能,基于空泡动力学理论和计算流体力学方法,对某混流泵进行设计工况下的汽液两相瞬态仿真计算。分析不同空化余量下叶轮内部空泡分布情况,探究空泡随时间的变化特点,捕捉空化初生、空化发展以及空泡溃灭的过程,寻求空泡含量的变化规律。结果表明,在叶轮叶片头部最先初生空化,随着空化的发展,空泡逐渐向叶片出口、叶片正背面、甚至叶轮流道扩散。若叶片空化达到一定的程度,则叶片背面空化区域远远大于正面,但体积组分大的空泡多集中于叶片正面靠近头部位置。叶轮内空泡含量随时间以近似指数的形式上升,其空化速度与空化余量成反比。当空化余量足够低时,空泡将迅速堵塞整个叶轮流道。 展开更多

关键词 混流式叶轮 汽液两相 瞬态仿真 空化余量 体积组分 空泡含量

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不同结构导流体对混流式核主泵水力性能的影响 被引量：1

19

作者 杨敏官 周志伟 +2 位作者 高波 倪丹 李玉婷 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1250-1255,共6页

为研究混流式核主泵内部流动情况,提高核主泵的水力效率,对不同结构导流体的混流式核主泵水力模型的三维湍流流场进行了数值模拟,研究导流体结构对混流式核主泵模型水力性能的影响。结果表明:对于只加导流环、导叶叶片对称布置的导流体... 为研究混流式核主泵内部流动情况,提高核主泵的水力效率,对不同结构导流体的混流式核主泵水力模型的三维湍流流场进行了数值模拟,研究导流体结构对混流式核主泵模型水力性能的影响。结果表明:对于只加导流环、导叶叶片对称布置的导流体模型泵,当导流环方案为L=15 mm、θ=15°时,模型泵水力效率值最高;对于不加导流环、导叶叶片非对称布置的导流体模型泵,当γ1取24°时,模型泵水力效率值最高;对于加导流环、导叶叶片非对称布置的导流体模型泵,当导流环方案:L=15 mm、θ=15°、导叶叶片布置方案γ1=24°时,模型泵水力效率值最高。研究结果揭示了不同结构导流体对核主泵模型泵内部流场的影响规律,为高效水力模型优化设计提供参考。 展开更多

关键词 核主泵 混流叶轮 导流体 内部流动 水力性能

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不同叶型对混流式核主泵叶轮出口能量分布的影响 被引量：1

20

作者 杨敏官 李玉婷 +2 位作者 高波 倪丹 张永超 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期560-566,共7页

为了进一步探索叶片对液流的推动机制,采用数值计算方法对具有不同叶型的混流叶轮水力性能、出口能量分布特性和内部流动进行研究,得到叶轮出口动能和压能,并将其求和得出总能量的分布规律,且求出轴向动能和径向动能及其比例,并从流动... 为了进一步探索叶片对液流的推动机制,采用数值计算方法对具有不同叶型的混流叶轮水力性能、出口能量分布特性和内部流动进行研究,得到叶轮出口动能和压能,并将其求和得出总能量的分布规律,且求出轴向动能和径向动能及其比例,并从流动分解角度分析流体对不同叶型的绕流情况.结果表明:该混流式叶轮在进口至出口方向叶型为仿翼型时比前后盖板方向叶型为仿翼型时具有更好的能量性能;当前后盖板方向叶型为仿翼型时,最厚位置靠近后盖板侧,叶轮的水力性能相对较高;叶轮出口能量中压能占较大数值比例,且叶片轴、径向做功比例和叶型存在一定关联关系;进口至出口方向叶型为仿翼型时,对轴、径2个方向的流动均具有良好的适应性,而前后盖板方向为仿翼型变化时只能在1个方向上近似翼型绕流. 展开更多

关键词 核主泵 混流式叶轮 叶型 能量

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