离心泵流量—扬程曲线特性研究

研究工业用离心泵的流量－扬程曲线对泵运转稳定性、运转特性和适用场合的影响，提出驼峰曲线泵稳定工况的判据及泵和叶轮形状对驼峰状的影响，对于泵的设计、制造和合理使用均具有实际的意义。     

70B_2风机模型实验与性能曲线讨论

通过风机模型实验结果分析,对风机性能曲线进行探讨,提出风机实验方法及参数测定,得出性能曲线在驼峰左侧不稳定区曲线呈现不连续——称日曲线断裂,并略述产生的原因.同时指出曲线驼峰左侧“减阻”实验曲线滞后于“加阻”实验曲线等一些新概念.     

驼峰区内混流式喷水推进泵失速状态判别研究

为了对混流式喷水推进泵的驼峰区内失速状态进行判别,捕捉失速涡的位置、形态、尺度,基于RNG k-ε湍流模型对混流泵多工况下的内部流场进行数值计算。研究结果表明:伴随着旋转失速在叶轮流道内产生,混流式喷水推进泵扬程、效率皆呈现大幅度下降,能量损失严重;在叶轮进流面流动分离、出流面回流、旋转失速的综合作用下,混流式喷水推进泵在0.3Q_(des)～0.8Q_(des)的扬程曲线都呈现驼峰区特性;依据过流参数、内流特性、压力分布等评判指标对驼峰区各工况流动特性进行判别,明确了各工况下所对应的失速状态;通过捕捉初始失速工况下的失速涡,发现其紧附在叶片后缘吸力面侧,横跨整个叶轮流道,并有向下游叶片前缘延展趋势;失速状态下的来流在受到失速涡的卷吸效应及堵塞作用下,流动路径呈现多次偏折,部分来流在失速涡堵塞效应及泄漏流冲击的共同作用下,最终流向下游流道。     

p-n结正向不稳态的异常衰减

本文从结电容放电的观点探讨注入电流脉冲结束后p—n结不稳态的异常衰减过程。分析指出:在小注入条件下,结暂态电压有两种异常衰减,都形成驼峰曲线。势垒区复合中心导致开路驼峰出现;结并联漏电通道则诱发非开路驼峰。这两种驼峰的发生都归结于势垒电容放电。开路驼峰曲线的拐点为V_t(t_i)=V_D-(2KT/q)(突变结)及V_g-(4KT/3q)(线性缓变结);非开路驼峰曲线的拐点则为V_t(t_i)=(2/3)V_D(突变绪)及(3/4)V_g(线性缓变结)。两种驼峰曲线的初段均可用来测量结型器件的少子寿命。     

泵及泵用作透平时的数值模拟与外特性实验

针对泵及泵用作透平时的内部流动规律等问题展开了研究,并建立了一种开式泵用作透平时的实验台,同时对一单级单吸离心泵的正反工况进行了外特性实验研究,从而得到了相应比转速的泵在正反工况下的外特性曲线,进而验证了泵在反运转时可用作透平且具有较高的效率.采用全流场和结构化网格技术对泵及泵用作透平时进行了数值计算,计算结果与实验结果吻合良好;对泵及泵用作透平时的内部速度场和压力场进行了分析.     

叶顶间隙对轴流泵外特性及空化性能影响研究

为探究叶顶间隙对轴流泵外特性及空化性能的影响,基于修正的SST k-ω湍流模型和Z-G-B空化模型,对350ZQ-70型潜水轴流泵进行数值模拟,对比分析不同叶顶间隙下轴流泵的外特性曲线、叶轮流道内的压力脉动、空泡体积分数分布等.结果表明:随着间隙的增大,泵扬程和效率降低;小流量工况下流动失稳现象明显加强,扬程曲线会出现驼峰现象;进口边近轮毂侧比近轮缘侧更易发生空化;设计流量下,轮缘间隙空化首先出现在叶片中部,而不是叶片进口;叶片背面空化会影响相邻叶片工作面压力分布;存在临界间隙值,未达该值前,间隙增大主要降低叶轮的做功能力,对空化性能影响不大,超过该值后,空化稳定性降低,诱导压力脉动;对于实验泵,临界值在1.5~2 mm;随着间隙的增大,轮缘处空化程度不断增强,进口边空化程度反而有所减轻;根据轴流泵叶轮组装结构,从保护轮毂叶轮体的角度考虑,兼顾做功能力和运行稳定性,实验泵选择间隙为1.5 mm较为合适.     

纯铁的切削性能研究

本文对纯铁的切削性能进行了试验研究。试验发现,刀具前角是影响纯铁切屑变形和切削力的主要因素,且影响非常显著。此外,纯铁的切削力曲线中有驼峰出现,这与前人试验结果不同。     

泵汽蚀曲线的分段多项式拟合

由于泵汽蚀曲线的特殊性,曲线形状直接影响NPSH3的取值。取值不同,影响对泵性能的判断。汽蚀曲线绘制方法有传统的手工绘法、多项式拟合法、非线性拟合法、三次样条插值法等。在此基础上,探讨了水泵汽蚀曲线拟合的方法,为了提高拟合曲线的精度,提出了一种泵汽蚀曲线分段多项式拟合的方法。并将该方法与非线性拟合和全部数据多项式拟合进行了比较,用该方法拟合的曲线不但光滑而且求出的NPSH3值较小。该方法较适合于泵汽蚀性能曲线的拟合。     

驼峰调车场现代化系统运营分析

本文采用系统分析的原理和现代管理理论,对驼峰调车场现代化系统作了运营分析,总结出了影响驼峰调车场的36个影响因素,并对驼峰调车场现代化系统运用模式变化的主要作业指标作了定性和定量分析,评估了运营效果和经济效益.     

驼峰纵断面设计计算机实现系统

根据已知的基础数据,按照驼峰设计过程中对驼峰峰高、驼峰溜放线路纵断面的设计原则,综合考虑影响驼峰纵断面设计的因素,采用人机互动模式,将实际设计过程中繁杂的计算过程用操作简单、输入方便的Visual Basic软件图形界面代替,实现了计算机对驼峰峰高及纵断面各区域参数的自动设计,并且运用软件的坐标系统,实现了对驼峰溜放部分纵断面比例图的计算机自动生成。     

不同转速下离心泵压力脉动的试验研究

离心泵的压力脉动对泵的安全稳定运行有重要影响。为了揭示离心泵运行于不同转速下的压力脉动特性,以一台单叶片离心泵为试验研究对象,测量了泵在不同转速下的外特性曲线,并采用高频压力传感器测量了泵在不同转速时的压力脉动,获得了压力脉动的时域图、频域图,以及不同流量工况下的压力脉动强度分布曲线。外特性试验结果表明:不同转速下泵H-Q曲线基本平行,符合相似换算。试验结果表明:蜗壳内压力脉动从隔舌沿着泵转子旋转方向逐渐减弱,在额定流量工况附近压力脉动强度最小。频域分析表明:压力脉动主频为叶轮转频fn,但由于单叶片离心泵内存在较强的流动分离,在5 fn范围内也存在明显的宽频压力脉动信号。随着转速的降低,蜗壳内压力脉动强度明显降低,但并不完全符合相似换算;转速越高蜗壳-叶轮的势流干涉作用越强,压力脉动周期性越明显;在低转速小流量时尾迹干涉表现明显,压力脉动变得更复杂,周期性减弱。     

基于CFD紊流计算的离心泵叶型优化设计

在对离心泵内部流场进行全三维数值模拟的基础上,建立了叶片型线优化设计的数学模型.以叶片长度最短为目标函数,叶轮相对半径r=-0.5处无回流为约束条件,讨论了该模型优化计算的方法.在离心泵叶轮的基本外尺寸给定的情况下,运用该数学模型,研究基于高次曲线的离心泵叶型优化设计命题,采用黄金分割法获得了优化叶轮C2.将叶轮C2和C1进行同台试验对比,其中C1也是三次曲线叶型,与传统的单圆弧叶型非常接近,C1与C2相比,仅叶片的包角不同.研究结果表明:叶轮C2的总体性能优于叶轮C1,优化设计数学模型合理.     

离心力场中等应力悬链线的线型计算

用离心场中的悬链线轨道来加速固炸弹丸有很多独特的优点。文中推导出了离心悬链线的方程．并用迭代法求出了具有等应力的悬链线线型曲线。     

中比转速无过载多级离心泵的叶轮设计方法

为达到中比转速多级离心泵无过载性能的要求,在无过载理论的基础上,根据速度系数法推导出新的中比转速多级离心泵叶轮的无过载设计公式,设计了比转速为89.3和135.0的多级泵叶轮,利用Fluent软件进行模拟计算,并与传统公式所设计的泵叶轮进行对比分析.结果表明:在2个设计实例中,采用所推导的公式设计的叶轮轴功率曲线均出现极大值,功率备用系数K分别为1.13和1.03,从而验证了所推导公式的准确性;与采用传统公式相比,采用所推导的公式设计的2种泵的扬程分别提高了14.0%、7.5%,效率分别提高了2.68%、1.03%,而且能够保证较小的径向尺寸;推导的公式较适用于中比转速无过载多级离心泵的叶轮设计.     

叶片进口边位置对船用离心泵性能数值模拟与试验对比

为了研究叶片进口位置对船用离心泵内部流动和性能的影响。针对一国内生产的NSL125-415/A02型船用离心泵,在不改变原始叶轮设计的基础上,运用泵与旋转机械专业设计工具CFturbo分别将叶片进口边两次前移和两次后移,设计了四种新的叶型。然后采用全粘性三维湍流数学模型数值模拟计算了5组(包括原型泵)不同工况下的船用离心泵内流场,对比了不同位置叶片进口边对船用泵流量-扬程、流量-效率等外特性曲线以及叶轮内部流场在不同工况下的流动分布,并且将原型泵数值计算结果与试验进行了比对。结果表明：适当将叶片进口边位置向叶轮轮毂处偏移,可以相对改善叶轮内部流场分布情况,降低叶轮出口位置附近湍动能强度;在一定范围内,随着叶片进口边位置向轮毂处偏移,船用离心泵扬程有所提高,整体效率略有增加,且高效区域面积变大;通过与试验对比,运用数值计算方法来预测船用离心泵内部复杂三维流动是可行的。     

蜗壳出口位置对低比转速离心泵性能的影响

为了研究蜗壳出口位置对低比转速离心泵性能的影响,在保证蜗壳基圆、前八断面面积及形状、蜗壳出口直径和中心高相同的前提下,改变蜗壳出口位置,分别设计出A、B、C三种型号蜗壳.以清水为介质,基于雷诺平均法、RNG k-ε湍流模型,对比转速为46的离心泵进行数值计算.结果表明:三种不同出口位置情形时离心泵的外特性变化趋势基本一致,但最高效率值有所不同,在各个工况点,C型的效率均高于A、B型,且三者的高效区均向大工况偏移;三种型号蜗壳的离心泵,在各自相应工况下,叶轮进口处的静压分布、湍动能分布和流线分布大致相同,而叶轮出口及蜗壳流道中三者的变化较大,表明改变蜗壳出口位置对叶轮进口处内流场的影响较小,主要影响叶轮出口及蜗壳流道中内流场的变化.     

离心油泵的性能与相似准则的关系

实验研究了输送介质的粘度、泵轴转速等参数对离心油泵性能的影响．使用相似分析方法，以雷诺数为准则数，考察了离心油泵在不同流量系数下的性能变化规律．结果表明，输送粘性流体时，离心油泵的性能随雷诺数的变化呈现出明显的阶段性特点．     

离心油泵的性能实验研究

通过调节L-AN100机械油的温度从而改变其运动粘度的方法,进行了65Y60型离心油泵的性能实验,全面研究了运动粘度对性能的影响,得到了65Y60型油泵的最优性能与运动粘度的关系曲线和最优工况点效率与雷诺数的关系式,可以用它们来指导离心油泵的选型和设计.     

最大熵谱分析法在注水泵故障诊断中的应用

应用最大熵信息的有关理论 ,建立了泵回转轴最大熵谱估计数学模型 ,并得出了最大熵谱信息理论谱线图 .据此可诊断出注水泵的机械故障 .设计了离心式注水泵信息监测系统 ,并开发了与该方法相应的软件 .用这种最大熵谱分析方法可以消除传统熵谱分析中的能量泄漏、窗函数、栅栏效应等对诊断结果带来的影响 .该方法的现场测试结果与实际运行状况相符     

基于NSGA-Ⅱ遗传算法的低比转速离心泵多目标寻优

为了提高低比转速离心泵的水力效率和扬程,选取比转速为30的某一低比转速离心泵为研究对象,以离心泵的扬程和水力效率最大值作为优化目标,采用离心泵基本方程与Plackeet-Burman试验相结合的方法进行参数筛选,最终选取离心泵叶轮的叶片出口安放角、叶片包角和叶片出口宽度作为优化变量.在优化过程中,采用最优拉丁超立方设计方法安排了30组试验,利用RBF神经网络模型拟合出优化目标与变量之间的近似模型,并运用基于NSGA-Ⅱ遗传算法进行多目标寻优.优化结果表明:优化后的叶轮扬程基本没有变化,水力效率提高了5.82%,消除了流量-扬程曲线的驼峰现象,使离心泵的运行更加稳定;优化后叶轮流道内的压力梯度减小,漩涡的发生区域及大小也有不同程度的改善;叶轮流道内湍流区域分布均匀,叶片做功能力增强,水力效率得到提高.