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基于CFD的离心泵轴向力计算与试验 被引量：79
1
作者 施卫东 李启锋 +1 位作者 陆伟刚 张德胜 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期60-63,共4页
离心泵特别是高压多级泵的设计中,轴向力的预测是一个关键的问题。现有的2种轴向力预测方法,试验测量耗费时间和财力,而采用经验公式计算,其精度及适用性又较差。本文以CFD技术为基础,对一台井用潜水泵内部流场进行数值模拟,得到泵轴轴... 离心泵特别是高压多级泵的设计中,轴向力的预测是一个关键的问题。现有的2种轴向力预测方法,试验测量耗费时间和财力,而采用经验公式计算,其精度及适用性又较差。本文以CFD技术为基础,对一台井用潜水泵内部流场进行数值模拟,得到泵轴轴端及叶轮表面的压力分布,从而预测出泵的轴向力。对泵样机进行轴向力试验,得到其全工况下的轴向力分布。比较泵主要工况下预测值与试验值,结果较为一致,且预测值最大误差小于10%。 展开更多
关键词 离心泵 叶轮 轴向力 压力分布 数值模拟
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基于L-M优化算法的BP神经网络的作物需水量预测模型 被引量：50
2
作者 张兵 袁寿其 +2 位作者 成立 袁建平 从小青 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期73-76,共4页
应用L-M优化算法BP神经网络,通过多维气象数据(太阳辐射、空气温度、湿度)与作物需水量的相关分析,来确定网络的拓扑结构,建立作物需水量的人工神经网络模型。用美国田纳西州大学高原实验室所测的100d气象数据为输入、作物需水量为输出... 应用L-M优化算法BP神经网络,通过多维气象数据(太阳辐射、空气温度、湿度)与作物需水量的相关分析,来确定网络的拓扑结构,建立作物需水量的人工神经网络模型。用美国田纳西州大学高原实验室所测的100d气象数据为输入、作物需水量为输出来训练建立好的BP神经网络,仿真表明该神经网络能很好地解决需水量多影响因素之间的不确定性和非线性,模型的预测精度较高,同时通过一组非样本天气环境参数和作物需水量来验证该神经网络,也得到了较好的预测结果,能够满足灌溉的精度要求。 展开更多
关键词 BP神经网络 作物需水量 L—M优化算法 预测模型
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离心泵叶轮固液两相流动及泵外特性数值分析 被引量：51
3
作者 刘建瑞 徐永刚 +1 位作者 王董梅 苏起钦 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期86-90,共5页
基于N-S方程和标准k-ε湍流模型,采用SIMPLEC法,对离心叶轮三维固液两相流场进行了耦合计算,得到了固相(颗粒)不同粒径、不同体积浓度不同密度以及不同流量时的固相(颗粒)浓度分布,并研究了外特性的变化规律。模拟结果表明,颗粒本身的性... 基于N-S方程和标准k-ε湍流模型,采用SIMPLEC法,对离心叶轮三维固液两相流场进行了耦合计算,得到了固相(颗粒)不同粒径、不同体积浓度不同密度以及不同流量时的固相(颗粒)浓度分布,并研究了外特性的变化规律。模拟结果表明,颗粒本身的性质-密度、粒径对颗粒的分布及运动规律影响较大,密度、粒径越大的颗粒在惯性力作用下易偏向工作面;颗粒体积浓度对颗粒的分布略有影响;泵在非设计工况下运行时,相对进口液流角的变化影响了颗粒在叶轮内的分布情况;颗粒密度、粒径、固相体积浓度的增大会引起扬程的减小。 展开更多
关键词 离心泵 叶轮 固液两相流 数值模拟
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离心泵内部不稳定流场压力脉动特性分析 被引量：46
4
作者 王洋 代翠 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期91-95,共5页
离心泵内部流场压力脉动是影响机组运行稳定性的关键因素,采用RNGk-ε湍流模型和滑移网格技术研究泵内部非定常流动,得到了不同工况下监测点的压力脉动情况,并对其进行了频域分析。分析结果表明,叶轮与隔舌间的动静干扰是产生压力脉动... 离心泵内部流场压力脉动是影响机组运行稳定性的关键因素,采用RNGk-ε湍流模型和滑移网格技术研究泵内部非定常流动,得到了不同工况下监测点的压力脉动情况,并对其进行了频域分析。分析结果表明,叶轮与隔舌间的动静干扰是产生压力脉动的主要脉动源,并在整个离心泵流道内传播;且在不同工况下,叶片通过频率均占主导地位,压力面脉动幅值大于吸力面脉动幅值;蜗壳出口同一测面脉动情况近似。 展开更多
关键词 离心泵 非定常 压力脉动 RNGk-ε湍流模型
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深井离心泵数值模拟与试验 被引量：46
5
作者 周岭 施卫东 +2 位作者 陆伟刚 张丽 王川 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期69-73,共5页
以150QJ20型深井泵为例,利用CFD软件Fluent快速准确地预测深井离心泵的性能,分别用不同网格数、不同残差收敛精度、不同湍流模型、不同流场计算方法进行了数值模拟,分析了不同设置方法对数值模拟结果的影响;对不同级数深井离心泵模型的... 以150QJ20型深井泵为例,利用CFD软件Fluent快速准确地预测深井离心泵的性能,分别用不同网格数、不同残差收敛精度、不同湍流模型、不同流场计算方法进行了数值模拟,分析了不同设置方法对数值模拟结果的影响;对不同级数深井离心泵模型的数值模拟结果进行了讨论。在此基础上,选择出适合深井离心泵的数值模拟设置方法。将数值模拟结果与试验结果对比,分析了两者的差异,表明了利用F luent软件预测深井离心泵性能的可行性。 展开更多
关键词 深井离心泵 数值模拟 试验
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离心泵气蚀性能的数值计算与分析 被引量：45
6
作者 杨孙圣 孔繁余 +1 位作者 周水清 王文廷 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期93-95,共3页
为了对离心式叶片泵发生气蚀时的内部气-液两相流动进行深入分析,应用计算流体力学(CFD)技术对一台比转速为191的离心泵的气蚀性能进行了定常数值计算,得到了气蚀发生时泵内部气-液两相分布规律和温度分布规律,并对临界气蚀余量(NPSHc)... 为了对离心式叶片泵发生气蚀时的内部气-液两相流动进行深入分析,应用计算流体力学(CFD)技术对一台比转速为191的离心泵的气蚀性能进行了定常数值计算,得到了气蚀发生时泵内部气-液两相分布规律和温度分布规律,并对临界气蚀余量(NPSHc)时叶轮内部的气泡分布规律进行了探讨,得到了泵在临界气蚀余量时外特性下降的原因;对该实型泵进行了实验研究,实验结果验证了数值计算的准确度. 展开更多
关键词 离心泵 气蚀性能 气-液两相流 数值模拟 流体力学
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低比转速离心泵内部流场分析及试验 被引量：44
7
作者 张德胜 施卫东 +2 位作者 陈斌 曹卫东 田飞 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期108-113,共6页
为了研究低比转速离心泵内部流动特性,对10种不同设计方案的低比转速离心泵进行了数值模拟和性能预测,讨论了叶轮和蜗壳的关键几何参数对内部流场和外特性的影响,分析了不同设计方案下泵内的静压、流线、速度和湍动能等分布,并针对复合... 为了研究低比转速离心泵内部流动特性,对10种不同设计方案的低比转速离心泵进行了数值模拟和性能预测,讨论了叶轮和蜗壳的关键几何参数对内部流场和外特性的影响,分析了不同设计方案下泵内的静压、流线、速度和湍动能等分布,并针对复合式叶轮短叶片的分布位置和蜗壳喉部面积进行了对比试验。试验结果表明,该文优选的方案D,通过增加偏置短叶片后,扬程提高了5.5m,效率提高了3.23%;增大蜗壳内部和喉部面积后,5种设计方案的额定点扬程均提高了约10m,效率提高了约5%,且扩大了高效区范围。该研究将为低比转速离心泵的性能优化提供一定的科学依据。 展开更多
关键词 泵 流场 试验 短叶片 喉部面积 性能预测
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离心泵压力脉动特性分析 被引量：42
8
作者 朱荣生 苏保稳 +2 位作者 杨爱玲 付强 王秀礼 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期43-47,共5页
为了研究压力脉动在离心泵不同位置的变化规律及其关系,利用CFD技术对离心泵内部流场进行多工况定常与非定常三维数值模拟,得到内部流场特性及计算点的压力脉动情况,并对其进行频域分析。结果表明,设计工况和大流量工况下,叶频是主要影... 为了研究压力脉动在离心泵不同位置的变化规律及其关系,利用CFD技术对离心泵内部流场进行多工况定常与非定常三维数值模拟,得到内部流场特性及计算点的压力脉动情况,并对其进行频域分析。结果表明,设计工况和大流量工况下,叶频是主要影响频率,而在小流量工况下,轴频是主要影响频率;压力脉动幅值随偏离工况的情况而变化,同一流量下,流道的进出口压力脉动变化大。 展开更多
关键词 离心泵 数值模拟 压力脉动 频域分析
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新型井泵水力设计及内部流动的数值模拟 被引量：40
9
作者 施卫东 张启华 陆伟刚 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2006年第6期528-531,共4页
在改进QJ型深井离心泵结构的基础上,研究提出了一种SJB型新结构深井离心泵及其特殊的水力设计方法,即叶轮的极大扬程设计法和扭曲反导叶法.将叶轮外径延伸至泵筒内壁,采用斜切叶轮出口.导叶进口边扭曲,其余部分为圆柱叶片.运用CFD软件Fl... 在改进QJ型深井离心泵结构的基础上,研究提出了一种SJB型新结构深井离心泵及其特殊的水力设计方法,即叶轮的极大扬程设计法和扭曲反导叶法.将叶轮外径延伸至泵筒内壁,采用斜切叶轮出口.导叶进口边扭曲,其余部分为圆柱叶片.运用CFD软件Fluent 6.0对模型100SJB8进行数值模拟研究,分析流场并预报其水力性能,经试制100SJB8样机并比较试验结果,表明模拟能较好地预测水力性能,为设计提供指导. 展开更多
关键词 深井离心泵 水力设计 叶轮极大扬程设计法 扭曲反导叶法 流场计算
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我国温室的研究现状与发展趋势 被引量：43
10
作者 王新坤 李红 《排灌机械工程学报》 EI 2010年第2期179-184,共6页
温室作为设施农业产业中的主体,在解决我国蔬菜供应、增加农民收入、促进农业产业结构调整、提高城乡居民的生活水平等方面发挥着重要作用,具有广阔的市场空间与发展前景.目前我国温室行业在理论研究、调控技术、装备水平及产业规模等... 温室作为设施农业产业中的主体,在解决我国蔬菜供应、增加农民收入、促进农业产业结构调整、提高城乡居民的生活水平等方面发挥着重要作用,具有广阔的市场空间与发展前景.目前我国温室行业在理论研究、调控技术、装备水平及产业规模等方面都取得了突飞猛进的发展,初步形成了具有中国特色的温室产业与技术体系.但在设备配套能力、环境调控与节能技术、机械化与自动化程度、作物栽培与管理等方面的科技含量与技术水平还有待于进一步提高.应加大新技术、新材料、新产品的研究开发与应用力度,加强基础理论与标准体系研究,提高温室设备与技术的系统性、可靠性、配套性和先进性,推动温室产业向高效、低能耗、环保、多功能、智能化、标准化、区域化等方向发展. 展开更多
关键词 温室 发展现状 存在问题 发展趋势
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地源热泵在国外的发展概况及其在我国应用前景初探 被引量：24
11
作者 张佩芳 《制冷与空调》 2003年第3期12-15,共4页
介绍欧美国家地源热泵研发背景、发展趋势及应用概况 。
关键词 地源热泵 欧美国家 发展概况 应用前景 能源消耗 环境污染
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基于流固耦合理论的离心泵冲压焊接叶轮强度分析 被引量：42
12
作者 王洋 王洪玉 +1 位作者 张翔 徐小敏 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期131-136,I0002,共7页
为准确计算冲压焊接叶轮在流场中的应力及变形情况,借助计算机辅助工程(computer-aided engineering,CAE)多物理场协同仿真平台ANSYS Workbench,采用单向流固耦合方法对叶轮耦合系统进行仿真计算。结果表明,各工况下叶轮应力分布明显不... 为准确计算冲压焊接叶轮在流场中的应力及变形情况,借助计算机辅助工程(computer-aided engineering,CAE)多物理场协同仿真平台ANSYS Workbench,采用单向流固耦合方法对叶轮耦合系统进行仿真计算。结果表明,各工况下叶轮应力分布明显不均,并在局部出现应力集中。叶轮变形的总位移随半径的增大不断变大,并在叶轮边缘达到最大值。叶轮最大等效应力在0.6倍设计流量工况下为48.7MPa,随流量的增大不断减小。叶轮总变形的最大位移在小流量工况下最大为0.0234mm,随流量的增大先减小后增大,并在1.2倍设计流量工况下出现最小值0.0170mm。为提高叶轮可靠性,应尽量避免其在小流量工况下运行。计算结果为冲压焊接叶轮的结构设计及分析提供有效依据。 展开更多
关键词 离心泵 有限元 应力分析 冲压焊接叶轮 流固耦合 等效应力
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磁力泵磁性联轴器的磁场数值计算 被引量：32
13
作者 孔繁余 陈刚 +2 位作者 曹卫东 孙建 季建刚 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期213-218,共6页
磁性联轴器的结构参数、磁场情况关系到传递磁转矩的能力、磁力泵机组的效率和可靠性,因此有必要对磁性联轴器的内外磁钢转角、磁极数、轭铁厚度、气隙等参数及其构成的磁场进行深入研究。基于磁路设计的基本原理,采用ANSYS软件,探讨磁... 磁性联轴器的结构参数、磁场情况关系到传递磁转矩的能力、磁力泵机组的效率和可靠性,因此有必要对磁性联轴器的内外磁钢转角、磁极数、轭铁厚度、气隙等参数及其构成的磁场进行深入研究。基于磁路设计的基本原理,采用ANSYS软件,探讨磁力泵磁性联轴器的磁场分布及其磁转矩的影响因素。通过磁场分析、建模,对其永磁磁场进行数值计算,结合实例计算出内外磁转子不同转角时的磁力线分布及其磁转矩、气隙内磁感应强度。分别研究在不同磁极、不同轭铁厚度时的磁场分布情况及不同气隙时的转矩值。磁力泵磁性联轴器的磁场数值计算具有重要的理论和实际应用价值。 展开更多
关键词 磁性联轴器 磁场 磁转矩 数值计算
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深井泵的研究现状与发展趋势 被引量：34
14
作者 施卫东 王洪亮 +2 位作者 余学军 陆伟刚 李启锋 《排灌机械》 EI 2009年第1期64-68,共5页
简要回顾了深井泵的发展历史.针对深井泵的研究情况,分别从其结构演变、水力设计方法、轴向力平衡方法等方面进行了较为详细的介绍.通过分析国内外深井泵的研究现状,指出了格兰富公司生产的冲压不锈钢井泵是具有广阔发展前途的产品,而... 简要回顾了深井泵的发展历史.针对深井泵的研究情况,分别从其结构演变、水力设计方法、轴向力平衡方法等方面进行了较为详细的介绍.通过分析国内外深井泵的研究现状,指出了格兰富公司生产的冲压不锈钢井泵是具有广阔发展前途的产品,而采用专利技术"一种叶轮自身平衡轴向力的多级离心泵"生产的新型井泵代表了深井泵一个更新换代的优秀品种.同时指出利用数值模拟来进行平衡轴向力研究是一种有效的方法. 展开更多
关键词 深井泵 水力设计 轴向力 研究现状 数值模拟
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叶片包角对离心泵性能的影响 被引量：33
15
作者 张翔 王洋 +1 位作者 徐小敏 王洪玉 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期38-42,共5页
在保证离心泵主要几何参数不变的前提下,使用Hermite插值方法对叶片包角为90°、120°、150°和180°的4个叶轮进行叶片绘型。数值模拟分析了不同叶片包角与离心泵性能的关系。结果表明,叶片包角因改变叶轮出口相对速... 在保证离心泵主要几何参数不变的前提下,使用Hermite插值方法对叶片包角为90°、120°、150°和180°的4个叶轮进行叶片绘型。数值模拟分析了不同叶片包角与离心泵性能的关系。结果表明,叶片包角因改变叶轮出口相对速度液流角而使离心泵扬程和功率特性发生变化,其效果与改变叶片出口安放角类似。叶片包角增大的同时叶轮流道内的脱流与漩涡也随之减小,流动更贴近叶片型线,但叶轮流道内的摩擦损失也随之增大,离心泵存在一个使其效率最高的最佳叶片包角。 展开更多
关键词 离心泵 叶片包角 性能 液流角 数值模拟
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离心泵间隙对压力脉动及径向力的影响 被引量：34
16
作者 施卫东 张磊 +2 位作者 陈斌 蒋婷 张华 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2012年第3期260-264,共5页
针对采用超厚叶片的离心式无过载潜水排污泵非定常流动所引起的蜗壳流道内的压力脉动及壁面受到的径向力的问题,基于标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,研究了间隙对压力脉动及径向力的影响.设计了基圆直径D3分别为390,435,460 mm的3种计算... 针对采用超厚叶片的离心式无过载潜水排污泵非定常流动所引起的蜗壳流道内的压力脉动及壁面受到的径向力的问题,基于标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,研究了间隙对压力脉动及径向力的影响.设计了基圆直径D3分别为390,435,460 mm的3种计算模型,通过对3种模型进行非定常计算,得到由于间隙的变化导致的隔舌处压力脉动的特性及蜗壳壁面所受径向力的变化规律.计算结果表明:由于叶片和隔舌的动静干涉作用,蜗壳流道内各监测点的压力脉动及壁面所受径向力的变化具有明显的周期性;蜗壳内各监测点压力脉动的主频均为叶片通过频率;在相同流量下,间隙越小,压力脉动越剧烈,主频处的脉动幅值越大;同一计算模型,随着流量的增大,在一个旋转周期内蜗壳壁面所受到径向力的平均值先减小后增大;与原始方案相比,在相同流量下,间隙增大或减小,径向力的平均值均会增大. 展开更多
关键词 离心泵 间隙 超厚叶片 动静干涉 径向力 压力脉动
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旋流泵无叶腔内部流场数值模拟 被引量：31
17
作者 施卫东 汪永志 +2 位作者 孔繁余 沙毅 袁海宇 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期72-75,共4页
简要介绍了旋流泵国内外的研究历史和现状。对型号为WQX20-16-2.2的旋流泵内部流道进行了三维造型,应用非结构化网格生成技术,首次把旋流泵无叶腔和叶轮作为一个整体,对其内部三维不可压湍流场进行数值模拟。采用工程实际中广泛应用的... 简要介绍了旋流泵国内外的研究历史和现状。对型号为WQX20-16-2.2的旋流泵内部流道进行了三维造型,应用非结构化网格生成技术,首次把旋流泵无叶腔和叶轮作为一个整体,对其内部三维不可压湍流场进行数值模拟。采用工程实际中广泛应用的湍流模型即基于雷诺时均方程和双方程湍流模型,用SIMPLE算法来求解,给出了旋流泵无叶腔内部速度和压力分布图,并对计算结果进行了分析和研究。结果表明了旋流泵无叶腔内部流动确实存在较强的纵向旋涡和轴向旋涡,不仅验证了前人提出的流动模型的正确性,而且为今后进一步改进和完善旋流泵设计理论提供了一定的依据。 展开更多
关键词 旋流泵 无叶腔 湍流模型 数值模拟
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旋流泵内部流动的研究 被引量：28
18
作者 施卫东 汪永志 +2 位作者 沙毅 刘厚林 王准 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期67-70,共4页
通过对旋流泵内部流道进行三维造型,将非结构化网格生成技术应用于旋流泵的内部流场,把旋流泵无叶腔和叶轮作为一个整体,对其内部三维不可压湍流场进行数值模拟。基于雷诺时均方程和k-ε双方程湍流模型,利用有限体积法对控制方程进行离... 通过对旋流泵内部流道进行三维造型,将非结构化网格生成技术应用于旋流泵的内部流场,把旋流泵无叶腔和叶轮作为一个整体,对其内部三维不可压湍流场进行数值模拟。基于雷诺时均方程和k-ε双方程湍流模型,利用有限体积法对控制方程进行离散,用交错网格存放变量,然后用SIMPLE算法求解,给出了速度和压力分布图,并对计算结果进行了分析和研究。 展开更多
关键词 旋流泵 内部流动 数值模拟
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外啮合齿轮泵流量特性影响因素分析 被引量：33
19
作者 孔繁余 何玉洋 +2 位作者 郑德 张慧 夏斌 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第2期108-112,共5页
为研究外啮合齿轮泵重要参数对流量脉动系数的影响,通过理论推导获得流量脉动系数计算公式,分析齿数、压力角对流量脉动系数的影响;采用边界型函数和动网格技术,并结合k-ε湍流模型对不同参数条件下的齿轮泵进行非定常模拟,分析负载压... 为研究外啮合齿轮泵重要参数对流量脉动系数的影响,通过理论推导获得流量脉动系数计算公式,分析齿数、压力角对流量脉动系数的影响;采用边界型函数和动网格技术,并结合k-ε湍流模型对不同参数条件下的齿轮泵进行非定常模拟,分析负载压力、径向间隙对流量脉动系数的影响.结果表明,增大齿数和压力角均会减小齿轮泵流量脉动系数,有利于提高齿轮泵的流量特性.另外,增大齿数与增大压力角对提高齿轮泵的流量特性效果较为接近;齿轮泵的流量脉动系数也会随着负载压力及齿轮径向间隙的增大而减小,在设计中适当增大负载压力及齿轮径向间隙,可以改善出口流量特征的质量;过大的负载压力和齿轮轴向间隙会导致齿轮泵容积效率下降,在设计过程中应当引起足够重视. 展开更多
关键词 齿轮泵 流量特征 脉动系数 影响因素
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斜流泵不稳定特性及旋转失速研究 被引量：33
20
作者 潘中永 李俊杰 +1 位作者 李晓俊 袁寿其 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期64-68,共5页
为研究斜流泵出现的鞍形曲线机理,利用数值模拟的方法对斜流泵进行了研究。通过定常数值模拟得到了鞍形曲线组成部分——扬程骤降段和随后扬程小幅上升段两部分机理。小流量下叶轮轮缘处存在流动分离,并且形成漩涡,导致叶轮出口有效外... 为研究斜流泵出现的鞍形曲线机理,利用数值模拟的方法对斜流泵进行了研究。通过定常数值模拟得到了鞍形曲线组成部分——扬程骤降段和随后扬程小幅上升段两部分机理。小流量下叶轮轮缘处存在流动分离,并且形成漩涡,导致叶轮出口有效外径的减小,是扬程骤降主要原因。流量继续下降,在叶轮出口靠近轮毂处出现一个大尺度的涡,由于漩涡阻塞作用,导致液流由轮毂向轮缘处偏移,使叶轮内部流态由斜流式转变为离心式,是扬程小幅上升的原因。为研究叶轮出口出现回流的原因,利用非定常数值模拟对导叶进行研究,发现导叶进口处存在失速是斜流式叶轮内部流态转变为离心式的主要原因。同时发现在小流量下导叶进口压力不均匀性是失速核沿圆周方向传播的主要原因。 展开更多
关键词 斜流泵 鞍形曲线 旋转失速
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