无锡城市防洪特低扬程泵站装置型式述评

针对无锡市城市防洪工程大型泵站净扬程均在1～2.5m,属于特低扬程泵站的特点,阐述了低扬程和特低扬程泵站水泵选型、流道设计要点,重点介绍了无锡城市防洪特低扬程泵站建设中竖井贯流泵装置、涡壳型进出水流道立式轴泵型线特征及模型泵装置试验结果。     

基于黑箱法的泵装置水力特性换算

针对低扬程泵站水力损失占总装置扬程比例较大、低扬程大型泵站原模型效率用传统换算方法会引起较大误差的问题,通过对泵装置中各种水力损失及影响低扬程水泵装置效率的主要因素进行理论分析,研究了根据泵段及泵装置模型试验所得到的水力特性,由泵段模型水力特性换算得原型泵段性能曲线,提出了用黑箱法求出原型泵装置水力特性的新方法.实测数据验证表明,采用黑箱法进行原模型泵装置效率换算,可提高换算精度,满足工程要求.     

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.     

低扬程水泵装置起动过渡过程分析

分析了低扬程泵装置管道中的空气动力学特性、泵机组的暂态电气特性和动力学特性以及管道内的非恒定流、水泵的动力性能．并结合水泵的相似理论，提出了低扬程泵装置起动动态特性的数学模型．在构建模型有限差分非线性方程组的基础上，利用牛顿-莱福森法，模拟了拍门后3种不同通气孔大小情况下的泵机组特性参数及管道内空气压力的动态变化规律，结果表明：通气孔大小对起动特性影响较大，无通气孔或通气孔过小则管中空气压力大和泵扬程高，机组易产生不稳定运行；利用该模型可预测不同通气孔大小情况下起动动态参数．     

浅析轴流泵站非设计工况运行特性

轴流泵与叶片泵的其它泵型相比有其鲜明的特性，设计与非设计工况下差异很大。高扬程下流量小且运行稳定性差；低扬程流量大但汽蚀性能恶化。博湖泵站近两年一直处于高水位运行，个别月份出现负扬程。在低于最低扬程下运行虽然历时不长，但对设备的影响是久远的。在低扬程下运行，确立新的经济运行，从单纯的节电观点出发也是可行的；东泵站建成投运后，可增强博湖泵站对非工况运行的调节能力。     

基于高维混合模型与遗传算法的离心泵叶片优化

提出了一种基于机器学习的高维混合模型用于离心泵的叶片优化方法.选用一台低比转速离心泵,以离心泵叶轮叶片为研究对象,通过对叶片型线拟合分离多变量参数,利用支持向量机的高维表示方法,结合计算流体动力学软件,经过对训练集的机器学习,构建了离心泵叶片型线优化的代理模型.依据遗传算法求解离心泵多变量代理模型,预测了离心泵效率最高点及在该点时的叶片型线几何参数.运用数值模拟和试验研究的方法验证了预测数据,结果表明:数值模拟性能曲线与试验结果大体相符;在设计工况点,经代理模型优化后的数值模拟效率值较原型泵提高了2.61%,扬程提升了0.82 m,试验效率值较原型泵提高了2.1%,扬程提升了0.75 m.     

单级单吸离心泵多工况的能量性能预测

为了准确预测离心泵不同工况下的能量性能,基于国内外现有的理论公式和经验公式建立离心泵水力损失模型.运用线性回归的方法找出了叶轮进口冲角与冲击损失系数之间的函数关系,对冲击损失公式进行修正.为验证此模型预测离心泵不同工况下能量性能的准确性,选取一台比转速为92.8的离心泵,计算其9个工况点的扬程、效率和轴功率,并与试验结果进行对比分析.结果表明:扬程的预测结果与试验结果基本一致,9个工况点预测扬程与试验扬程之间的误差均在5%以内,这表明水力损失方程能很好地预测离心泵不同工况下的能量性能.     

长距离超高扬程输水系统水锤防护模拟研究

为研究长距离、超高扬程、一次加压提升的长距离输水系统水锤防护问题,结合我国西北地区某工程实例,针对超高扬程达370 m、一次加压提升的长距离输水系统建立了水锤防护设备模型.以特征线法对其进行求解,分别以两阶段控制阀、单向调压塔、气压罐为水锤防护设备方案,建立水锤防护设备模型,分别模拟分析事故停泵管线水锤防护效果,最终通过综合对比技术性能和经济性能来确定最优的水锤防护方案.结果表明,对于超高扬程、一次加压提升的长距离输水系统,在水泵出口处设置气压罐进行水锤防护,能够有效缓解过高和过低的水锤压力,水锤防护效果好.针对不同长距离输水工程特点,建立各种水锤防护设备模型,以特征线法进行求解,其求解结果有效指导水锤防护方案的优选.     

虹吸式出水流道轴流泵装置全流道空化特性

为研究含虹吸式出水流道轴流泵装置的空化特性,基于ANSYS 16.0软件平台,对装置模型进行结构化网格划分,通过采用SSTk-ω湍流模型和Zwart空化模型封闭多相流控制方程,对含虹吸式出水流道的轴流泵装置进行全流道空化特性数值模拟,并将预测结果与试验进行对比.结果表明:在设计流量工况下,结构化网格的划分方案能够较好地满足湍流模型的网格要求;随着有效汽蚀余量的减小,数值计算与试验所得装置扬程曲线均呈先上升后下降的变化趋势,误差介于1.93%~2.91%之间;全流道空化特性中扬程上升现象与只有泵段空化时的扬程上升现象机理不同.     

太浦河泵站工程设计特点

太浦河泵站为大(1)型泵站，具有扬程低、流量大的特点，设计对一些重大的技术问题开展了一系列试验和研究工作，并将这些科研设计成果应用于工程实践，使枢纽布置、建筑物设计、机电设备选型和布置更加合理.     

泵站加压输水系统的优化

以泵站加压输水系统的年费用最低为规划目标，考虑到供水流量随时间的变化过程，建立了确定泵站最优扬程模型、水泵优化选型模型和扬程确定下的输水管优化模型。3个模型分别用线性规划和遗传算法求解。运用这3种模型可得到泵站加压输水系统最优设计方案，这一最优设计方案包括水泵优化选型方案和输水管优化设计方案。     

Ns 500涡壳式混流泵水力模型

Ns500涡壳式混流泵是一种低扬程、大流量的水泵,它适用于平原地区广大农田排灌、城市污水处理以及作为大型热电站循环水泵等。从1958年以来,比转速500混流泵水力模型的研究已进行了相当长时间,最早研究该课题的是沈阳水泵厂,二十多年来,许多单位进行丁大量试验研究工作,浙江省机械科学研究所曾三次进行过研究。通过试验研究,积累了经验,取得了一定成绩,但没有获得理想的水力模型,主要是比转速和效率较低。     

轴流泵内部流动数值模拟中湍流模式可用性的研究

轴流泵内部流动是复杂的湍流流动.基于RANS方程,采用Standard k ε、RNGk ε和Realizable k ε 3种湍流模型,对ns=1000的模型轴流泵在不同工况下的内部流动进行了三维湍流数值模拟.计算了水泵的扬程和效率,并与试验值进行了对比和分析.计算结果表明,在水泵运行的高效段,3种湍流模型计算扬程的相对误差不大于4%,偏离最优工况时不同湍流模式表现出不同的特性.     

对大型排涝站的设计要点分析

该排涝站为大流量低扬程泵站，通过对一些重大技术问题进行深入研究比较，提出了选用大型斜式轴流泵的水泵设计方案。     

电动潜油离心泵能量平衡试验及叶轮拨 型设计

用自建的电泵泵级试验台对广泛使用的Ｄ８２型电泵泵级进行了能量平衡试验，根据试验结果提出了减小力损失，增大单级扬程，提高电泵泵级效率的途径，根据三元叶轮的结构形状设计理论对Ｄ８２型电泵叶轮进行了改型设计，改型设计后的叶轮，其水力性能的各个参数都有所改善，叶片角减小而叶片包角增大，延长了叶片间的流道，能提高单级扬程。     

电动潜油离心泵能量平衡试验及叶轮的改型设计

用自建的电泵泵级试验台对广泛使用的Ｄ８２型电泵泵级进行了能量平衡试验。根据试验结果提出了减小水力损失、增大单级扬程、提高电泵泵级效率的途径。根据三元叶轮的结构形状设计理论对Ｄ８２型电泵叶轮进行了改型设计，改型设计后的叶轮，其水力性能的各个参数都有所改善，叶片角减小而叶片包角增大，延长了叶片间的流道，能提高单级扬程。     

轴流泵装置的数值实验分析

基于ANSYS CFX 10.0软件、Standard k-ε 湍流模型及RNG  k-ε 湍流模型封闭雷诺平均N-S(RANS)方程,对轴流泵装置在不同工况下进行全三维数值模拟实验.计算装置的扬程和水力效率,得到的计算结果与实验结果的变化趋势一致.在最高效率点附近,Standard k-ε 计算的扬程值误差较小.在大流量时计算的扬程值大于实验值,在小流量时计算的扬程值小于实验值.      

基于不同湍流模型的离心泵叶轮内部流场分析

基于计算流体力学数值模拟技术,对一个低比转速离心泵叶轮内部流场流动情况进行分析研究。分别采用4种湍流模型:标准k-ε模型、RNGk-ε模型、Realizable k-ε模型和雷诺应力模型(RSM)及SIMPLE算法,对不同湍流模型及不同工况下的扬程预测曲线,比较计算时间的差别,在此基础上,比较不同模型在设计工况下的流场,并与实验结果进行了对比分析。     

螺旋轴流泵的设计及试验研究

阐述了螺旋轴流泵的原理和设计方法,基于商业软件ANSYS CFX对设计的螺旋轴流泵进行了数值计算,并与试验结果进行了对比分析.结果表明:0.8Qd工况时,在叶轮轮毂与叶片结合处存在局部高压区和漩涡,随着流量的增大,局部高压区和漩涡逐渐减小并消失;设计工况和1.2Qd工况时,泵内部压力和速度分布逐渐均匀,流动平稳,人流平顺;设计工况下,试验扬程H=5.38 m,比规定值高7.6％,比预测扬程低4.8％;试验效率η=77.8％,比规定值高2.8％,比预测值低3.1％,最高效率点为1.2Qd工况,效率为78.9％,比预测值低5.8％,偏大工况运行;运行全过程中,获得了平滑下降的Q-H曲线和功率曲线,无马鞍区,无过载现象发生,达到了设计要求.     

人工神经网络在水泵性能预测中的应用

分析了影响水泵机组性能变化的主要因素;根据泵性能与各因素之间的关系,利用BP人工神经网络构建了水泵性能的预测模型;以某轴流泵试验数据为样本,BP人工神经网络为工具,对轴流泵模型进行了泵扬程及效率性能指标与流量、叶片角度等相关因素间的性能预测研究.预测结果表明,将该模型用于轴流泵性能参数预测,不仅可以提高预测精度,而且可以缩短试验时间,降低试验成本.