江苏省自然科学基金(BK2011505)
- 作品数：9 被引量：123H指数：7
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- 相关机构：江苏大学上海凯泉泵业(集团)有限公司信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司更多>>
- 发文基金：江苏省自然科学基金江苏高校优势学科建设工程资助项目江苏省普通高校研究生科研创新计划项目更多>>
- 相关领域：机械工程农业科学水利工程动力工程及工程热物理更多>>
- 基于CFD的发动机冷却水泵汽蚀性能预测被引量：15
- 2012年
- 以雷诺时均N-S方程为基本控制方程,采用标准k-ε双方程湍流模型及多相流模型,利用计算流体动力学软件CFX模拟了发动机冷却水泵内部的三维湍流流场,对某一叶轮严重损坏的发动机冷却水泵外特性性能和汽蚀性能进行预测,并分析叶轮损坏原因,观察冷却水泵叶轮内部汽蚀情况.模拟结果表明:在85℃下模型泵的临界汽蚀余量约为10.7 m,在表压为0时已发生了较为严重的汽蚀现象,叶轮破坏主要是由汽蚀引起.通过与试验数据进行对比验证,水泵在285 L/min设计流量下扬程为6.1 m,远远低于常温下的数值模拟结果,说明该泵在实际运行工况下已发生严重汽蚀,试验结果与数值预测结论基本吻合.研究结果对于改善发动机冷却水泵的汽蚀性能、防止和减轻空化现象产生提供理论依据,也为判断和模拟发动机冷却水泵的汽蚀破坏提供了一个快速、准确的计算方法.
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- 关键词：汽蚀性能
- 发动机冷却水泵空化特性的数值模拟与改进被引量：7
- 2013年
- 发动机冷却水泵的空化破坏是缩短汽车冷却系统寿命、产生振动噪声等危害的关键因素.为了提高发动机冷却水泵的抗汽蚀性能,以时均N-S方程作为基本控制方程,采用标准k-ε双方程湍流模型及多相流模型,利用CFX流体计算软件模拟了发动机冷却水泵内部的三维湍流,并观察叶轮内部空化流场的分布.通过试验对比验证,水泵在285,L/min设计流量下扬程为6.1,m,远远低于常温下的数值模拟扬程,说明该泵在实际运行工况下已发生严重空化;在85,℃下,模型泵试验汽蚀余量为9.8,m,与数值计算结果基本一致,说明数值计算结果是可靠的.并由此提出了两种减缓发动机冷却水泵发生空化的有效方法,两种方案均能较好改善泵的空化性能,且减少叶片数方案抗汽蚀性能更优.
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- 关键词：冷却水泵空化特性数值模拟
- 屏蔽泵轴向力平衡新方法被引量：28
- 2012年
- 屏蔽泵的轴向力平衡成为影响屏蔽泵使用寿命和效率的关键因素。由于传统平衡方法难以完全解决屏蔽泵轴向力平衡问题,因此,采用新的轴向力平衡结构及方法显得十分必要。该文通过对屏蔽泵轴向力的特点分析与计算,采用校核计算的方法设计一个副叶轮,由副叶轮带动冷却液在冷却回路中循环流动,并产生一个与主叶轮产生的轴向力及转子重力等合力大小相等,方向相反的轴向力,从而消除轴向力。通过轴向力平衡计算和试验测量,屏蔽泵残余轴向力较小,满足规定要求,计算结果与试验测量结果基本一致。应用实例表明,屏蔽泵轴向力平衡新方法可靠,计算过程正确,能基本消除残余的轴向力,使轴承的负荷减小,延长轴承使用寿命,实现了屏蔽泵的安全可靠运行,具有一定的工程应用价值。
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- 关键词：离心泵轴向载荷平衡方法副叶轮
- 基于APDL的多级离心泵泵轴强度有限元分析被引量：7
- 2012年
- 基于APDL参数化设计语言开发了多级离心泵泵轴强度计算程序,通过调入自编模型程序的脚本文件,执行SOLVE命令进行计算,实现了零流量工况和设计点工况下泵轴的参数化自动建模、载荷施加与求解以及计算结果的三维参数化显示,清晰描述了泵轴在不同工况下不同截面上的应力分布情况及危险点位置,完成泵轴强度的精确计算。应用实例表明,设计的应用程序计算准确、操作简单,计算结果直观形象,大大提高了泵轴强度计算效率,减少了分析成本。
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- 关键词：多级离心泵APDL语言有限元分析
- 蜗壳隔舌安放角对离心泵内部非定常流场的影响被引量：18
- 2013年
- 为了研究不同隔舌安放角对离心泵动静干涉作用的影响,对3种不同隔舌安放角的蜗壳式离心泵进行全流场数值模拟,得到了离心泵的内外特性、压力脉动及径向力特性。通过与试验结果对比分析,验证了采用的数值计算方法具有较高的准确性。研究结果表明:当隔舌安放角由23°逐步增大到33°时,离心泵的扬程有所提高,水力效率的高效范围变宽且最高效率点向大流量方向移动,泵的内部流动状况有所改善,隔舌安放角为33°时离心泵内部的湍动能分布最为均匀。在隔舌安放角为23°时,各工况下压力脉动幅值以及作用在叶轮上的径向力明显大于其他两种型式的蜗壳,且在小流量工况下3种型式的蜗壳式离心泵径向力随着隔舌安放角的减小逐渐偏向于Y正半轴,在设计流量和大流量工况下,三者的径向力基本呈对称分布。因此,增大隔舌安放角,能有效改善隔舌处的压力脉动并减小叶轮所受的径向力。
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- 关键词：离心泵压力脉动径向力
- 基于流固耦合方法的斜流泵叶轮强度分析被引量：9
- 2012年
- 叶轮作为斜流泵的核心关键部件,其安全性和稳定性对泵机组的稳定运行和使用效率有较大影响。本文基于CFX软件,选用标准k-ε模型,采用SIMPLEC算法对斜流泵内部流动进行三维数值模拟。将流场的计算结果作为已知条件导入ANSYS Workbench界面,采用单向流固耦合方法对叶轮耦合系统进行仿真计算。研究结果表明,数值模拟采用的网格类型、湍流模型能够较为准确地计算斜流泵的内部流动特性。叶轮叶片最大应力出现在叶片的中部区域,最大等效应力值为53.24MPa,远小于材料的疲劳极限;最大的变形发生在叶片外缘处,整体变形在许用范围之内;流体作用力是影响叶轮强度的主要因素。
- 李伟施卫东张德胜曹卫东李通通
- 关键词：斜流泵叶片流固耦合
- 多级离心泵轴向力的数值计算与试验研究被引量：33
- 2012年
- 轴向力的大小及平衡问题是影响离心泵可靠性、安全性以及效率的重要因素。由于不同的经验公式计算出来的轴向力大小相差很大,因此,找到一个离心泵轴向力精确计算的方法十分必要。该文通过对离心泵轴向力的理论分析,基于Fluent商用软件,采用标准k-ε湍流模型、SIMPLE算法对多级离心泵的内流场进行数值计算,分析离心泵内部流场的静压分布规律,并通过静压积分求得轴向力大小。对模型泵进行压力分布试验,获得14组流场的压力值及流量-压力、扬程-压力曲线,从而推导计算出轴向力大小。比较数值模拟与试验结果,压力值在小流量工况下相差较大,在设计工况下接近叶轮出口处模拟压力值与试验值基本吻合;轴向力的计算结果大体一致,最大误差仅为4.6%,在允许误差范围内。研究结论为离心泵的可靠性设计提供了新的思路和方法。
- 李伟施卫东蒋小平周岭徐焰栋江志焜
- 关键词：离心泵仿真可靠性轴向力
- 深井离心泵轴向力数值预测与试验被引量：17
- 2012年
- 轴向力的预测和平衡是多级泵设计和优化中的重点和难点。以150QJ20型深井离心泵为例,在Fluent中采用标准k-ε湍流模型、SIMPLEC算法、二阶迎风方程,对包含叶轮、导叶在内的两级深井离心泵进行了全流场数值计算,对不同工况下的泵效率、单级扬程和单级轴向力进行了预测。随后对样机进行了外特性和轴向力的试验测量。将数值模拟结果与试验结果对比,分析了预测值与试验值的差异,结果表明利用数值模拟方法可以较为准确地预测深井离心泵的外特性和轴向力。
- 周岭施卫东陆伟刚李振同李伟
- 关键词：深井离心泵轴向力数值模拟
- 多级离心泵平衡装置间隙流动的数值计算被引量：6
- 2012年
- 轴向力平衡好坏直接影响着多级离心泵的安全可靠运行。基于Fluent商用软件,采用标准k-ε湍流模型、SIMPLE算法对节段式多级离心泵的平衡装置间隙流场进行数值计算,研究平衡装置的平衡机理和间隙流场的压力分布,分析不同径向、轴向间隙下平衡装置的平衡性能,通过静压积分求得平衡装置的总平衡力。结果表明,间隙内部压力沿着液体流动方向呈线性下降趋势,进出口处均有明显压头损失。径向间隙变化对装置灵敏度和泄漏量产生较大影响,剩余平衡力随着轴向间隙的增大呈非线性变化。与压力分布试验推导结果对比分析,平衡装置平衡力计算结果误差为5.1%,差值在允许误差范围之内,说明数值计算结果是可信的,平衡装置设计合理。
- 李伟施卫东蒋小平江志焜
- 关键词：多级离心泵
