徐宇平
- 作品数：10 被引量：84H指数：5
- 供职机构：江苏大学流体机械工程技术研究中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省自然科学基金国家杰出青年科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程农业科学更多>>
- 螺旋离心泵转子系统动态响应数值分析被引量：6
- 2013年
- 为研究螺旋离心泵转子对流固耦合作用的动态响应信息,以ZJ200-25型双叶片螺旋离心泵为研究对象,利用CFD软件CFX12.1和有限元软件ANSYS Workbench对其进行了考虑流场变载荷和结构相互作用的两场交替联合求解。得到转子受到的激励力以及位移响应频谱特点,结果表明:叶轮受到流场变载荷激励,发生了弯曲及拉伸振动;叶轮径向位移随流量增大而减小,其主频率与径向力主频率同为48.3Hz,轴向力以低频随机波动为主,但轴向位移仅在200Hz以内有较明显的响应,且振幅随频率增加而减小;叶轮质心位移在低阶频率处的振幅不高,高阶频率的振幅逐渐减小,轴向及径向位移均没有振幅过大的情况出现,说明螺旋离心泵转子正常工作时未发生共振,稳定性良好。研究结果对螺旋离心泵转子系统的设计改良及振动分析具有一定的参考意义。
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- 关键词：螺旋离心泵流固耦合转子系统
- 流固耦合作用对螺旋离心泵流场影响的数值分析被引量：27
- 2013年
- 为研究流固耦合作用对螺旋离心泵内部流场的影响,以ZJ200-25型螺旋离心泵为研究对象,应用计算流体力学软件CFX12.1和有限元软件ANSYS Workbench对螺旋离心泵进行了考虑内部流场和结构相互作用的两场交替联合求解,并以相同的设置对不考虑流固耦合作用的内部流场进行了计算。对比分析两种计算方法得到的流场发现,考虑流固耦合作用后:泵进口处的压力波动加剧,出口压力波动强度降低,进出口波动频率不变,但相位有改变;速度分布满足共同的规律,但在小流量工况下差别最大,同时在叶片与隔舌处于相干位置时,隔舌附近流动也受到明显影响;径向力大小随时间变化规律一致,但波动范围减小;考虑流固耦合作用后叶轮流道内流动更加不对称。
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- 关键词：螺旋离心泵双叶片
- 间隙对螺旋泵性能与径向力影响的数值模拟
- 2011年
- 基于Navier-Stokes方程和标准κ-ε湍流模型,通过改变叶轮外缘与吸入室之间的间隙,采用SIMPLEC算法对螺旋离心泵进行内流场的数值计算,并对其外特性进行预测,分别获得了4种间隙下的螺旋离心泵的扬程以及作用在蜗壳和叶轮上的径向力,并对其进行分析比较。结果表明:扬程随着间隙变大而下降,特别是在间隙大于1mm时,下降幅度更为明显。径向力有随着间隙变大而减小的趋势,这种趋势在蜗壳上比在叶轮上表现得更为显著,但间隙对作用在叶轮和蜗壳上的径向力的影响并不显著。4种间隙的最小径向力均出现在0.75倍设计流量附近,且最小径向力的值远大于Stepanoff所给出的普通离心泵的径向力。针对该螺旋离心泵提出了径向力理论预测中的实验系数大致取在0.25附近。
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- 关键词：螺旋离心泵径向力数值模拟
- 分流叶片对螺旋泵流场和径向力影响的数值预测
- 针对螺旋离心泵不同的叶片设计方案，采用标准κ-ε湍流模型对其进行三维流场数值模拟。通过模拟分别获得了常规叶轮和添加分流叶片螺旋离心泵的外特性、压力分布和叶轮上径向力特性，并对其进行分析比较。结果表明：采用分流叶片后，螺旋...
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- 关键词：螺旋离心泵流场模拟径向力
- 文献传递
- ZJ-200-25型螺旋离心泵转子静力学分析被引量：4
- 2012年
- 为研究螺旋离心泵叶轮与转轴工作时的振动特性,以ZJ-200-25型双叶片螺旋离心泵为研究对象,建立了螺旋离心泵内部流场三维模型,并对其设计工况进行了数值模拟.建立转子部分的有限元模型,根据泵腔内流场压力分布,对转子进行了有预应力的静力学分析和模态分析,获得了转子的对载荷的响应信息、固有频率和对应的振型.结果表明:转子强度满足设计要求,应力最大的点位于叶片根部及轴肩处;转子为刚性,但其在工作时的叶片通过频率与前两阶固有频率比较接近,这说明转子的转速不尽合理,工作时产生共振的可能性较高.因此需要对螺旋离心泵转子结构进行优化设计,可通过更改轴承位置、重新设计轴向和径向尺寸以及更换轴的材料来实现.从而改变转子的固有频率,使固有频率能够避开泵内流动的激励频率,避免发生共振.
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- 关键词：螺旋离心泵转子静力学分析流固耦合模态
- 带小叶片螺旋离心泵压力脉动特性分析被引量：22
- 2012年
- 为了研究带小叶片的单叶片螺旋离心泵压力脉动特性,采用Navier-Stokes方程和标准的k-ε湍流模型对带小叶片和单叶片的螺旋离心泵的内部流场进行非定常数值计算。通过模拟分别获得了带小叶片和单叶片的螺旋离心泵蜗壳出口以及蜗壳内部压力脉动特性,并对其进行对比分析。结果表明:各个工况下,带小叶片和单叶片的螺旋离心泵蜗壳出口以及蜗壳内部压力脉动特性呈周期性变化,且主频均为各自叶片通过频率,压力波动的幅度大部分集中在低频区域;采用小叶片后周期变为原模型周期的一半,蜗壳及蜗壳内部出口压力波动的幅度明显减小,脉动幅值也明显减小,且高频脉动有所减少。研究表明单叶片螺旋离心泵叶轮小叶片的添加可以有效改善泵内部压力脉动特性,且对降低蜗壳上的振动噪声有一定积极作用。
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- 关键词：螺旋离心泵小叶片压力脉动特性分析
- 螺旋离心泵研究现状及前景被引量：13
- 2012年
- 简要介绍了螺旋离心泵的基本结构,总结了其在理论设计和实验研究等方面的国内外研究现状,介绍了相关方向有代表性的研究成果,提出了螺旋离心泵在流固耦合研究、高速螺旋离心泵的应用等方向的研究前景及思路。
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- 关键词：螺旋离心泵水力设计动平衡流固耦合
- 双叶片螺旋离心泵非定常压力脉动数值分析被引量：5
- 2011年
- 为了分析双叶片螺旋离心泵内部流动压力脉动特性,以ZJ200-25型螺旋离心泵为研究对象,采用Navier-Stokes方程和标准SST k-ε湍流模型对其内部流场进行了多工况全流道非定常数值模拟。在叶轮与蜗壳耦合面上以及泵进出口处设置了7个监测点,计算得出了各监测点的压力脉动时域及频谱特性。计算结果表明,各工况下螺旋离心泵内压力波动呈明显的周期性变化规律;轴频和叶频是流道内压力脉动的主频:叶轮与蜗壳耦合处以及隔舌处的压力脉动主频基本为轴频,进、出口压力波动主频接近叶频;进口脉动幅值相对出口及泵内脉动幅值很小,高频成分也相对减少;同一监测点在不同流量下主频相同,但主频振幅各不相同,设计流量下的主频振幅最小,小流量下的主频振幅最大;叶轮与蜗壳耦合面上的监测点,在距离隔舌越远处,其压力脉动强度越低。
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- 关键词：压力脉动
- 分流叶片对螺旋离心泵径向力的影响被引量：13
- 2012年
- 为了改善单叶片螺旋离心泵叶轮径向力过大的问题,对单叶片叶轮设计分流叶片,并采用Navier-Stokes方程和标准的k-ε湍流模型对带分流叶片和不带分流叶片的螺旋离心泵的内部流场进行非定常数值模拟。通过模拟分别获得了带分流叶片和不带分流叶片的螺旋离心泵的蜗壳出口压力脉动特性以及作用在蜗壳和叶轮上的径向力特性,并对其进行分析比较。结果表明:各个工况下,带分流叶片和不带分流叶片的螺旋离心泵的蜗壳出口压力脉动特性、作用在蜗壳和叶轮上的径向力均呈周期性变化,且主频均为各自叶片通过频率;采用分流叶片后周期变为原模型周期的一半,蜗壳出口压力脉动幅值明显减小,作用在叶轮上的径向力明显减小,作用在叶轮上的径向力的变化趋势关于坐标轴对称性加强,且基本呈椭圆形分布;作用在蜗壳上的径向力虽有小幅提升,但是其脉动幅值减弱,且高频脉动减少。表明单叶片螺旋离心泵叶轮分流叶片的添加不仅可以有效减小叶轮上的径向力,而且对降低蜗壳上的振动特性有一定的积极作用。
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- 关键词：螺旋离心泵径向力压力脉动数值模拟
- 螺旋离心泵压力脉动与径向力分析
- 为分析双叶片螺旋离心泵内部流动压力脉动和径向力的特性，以ZJ200-25型螺旋离心泵为研究对象，采用 Navier-Stokes方程和标准SST k-ε湍流模型对其内部流场进行了多工况全流道非定常数值模拟。在叶轮与蜗壳耦...
- 徐宇平袁寿其张金凤周建佳张磊
- 关键词：螺旋离心泵压力脉动径向力流场模拟
- 文献传递
