王文杰
- 作品数：43 被引量：256H指数：9
- 供职机构：江苏大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程农业科学电气工程水利工程更多>>
- 立式管道离心泵多工况压力脉动试验被引量：4
- 2022年
- 为研究不同工况下立式管道离心泵内部压力脉动特性,文中采用动态压力传感器在模型泵进口弯管处、蜗壳隔舌附近、蜗壳扩散管处分别设置压力监测点,对0.6 Q_(d),1.0 Q_(d)和1.4 Q_(d)这3种流量下的压力脉动进行了测试,得到了压力脉动时域图、频域图和时频域图.试验结果表明:蜗壳隔舌附近的压力脉动信号波动最大.随着流量的增加,各监测点的压力脉动幅值先减小后增加.小流量和设计流量下,进口弯管处的压力脉动主频为2倍轴频,大流量下主频为轴频,幅值表现出强烈的波动特性.蜗壳隔舌附近的压力脉动主频均为叶频,幅值随流量增加而增大,在小流量和设计流量下高频处表现出较宽频段的波动性.蜗壳扩散管处的压力脉动在小流量和设计流量下主频为叶频,大流量下主频为轴频,轴频的幅值随流量增大而减小.
- 陈金维裴吉王文杰邓起凡王中升
- 关键词：离心泵压力脉动模型试验
- 导叶安装角度对离心泵叶轮结构特性的影响被引量：2
- 2024年
- 为提高带导叶蜗壳式离心泵的运行稳定性,研究了不同导叶安装角度对离心泵性能及叶轮结构力学响应的影响.以某带导叶蜗壳泵为研究对象,首先对其进行流场数值模拟,再通过静态和瞬态结构分析模块将水压力载荷导入叶轮结构,以实现单向流固耦合分析,研究不同导叶安装角度下叶轮变形与等效应力变化规律,最后通过模态分析研究叶轮结构的振动特性.结果表明:随着导叶安装角度减小,泵的高效区向小流量工况偏移,并且最高效率逐渐增大,最大提高2.1%;单向流固耦合分析得到的稳态结果与瞬态结果规律一致,其中叶轮最大变形量和最大等效应力值都随流量的增大而减小,在设计工况附近,都随导叶安装角度的减小而减小,最大差值为3.3%,且最大等效应力值变化的幅值较小;预应力对叶轮干模态固有频率的影响可忽略不计,与干模态对比,湿模态下的固有频率有较显著下降.
- 裴吉刘总帅王文杰韩振华
- 关键词：预应力模态
- 调速对低比转数离心泵外特性和内流场的影响被引量：5
- 2020年
- 调节转速可以改变泵性能,满足一定的性能需求。本文以带分流叶片的低比转数离心泵为研究对象,研究转速对其外特性和内流场的影响。结果表明:转速增加到1717 r·min^-1时,流量6 m^3/h下的扬程提高到11.5 m,达到使用要求。调速后的性能基本满足泵相似定律,但增速提高了最高效率值。调速基本不影响叶轮内相对速度,但改变动扬程和势扬程。对于同一流量,增速所提高的动压在蜗壳中转化为静压。增速使得压力脉动的主要频率从4倍轴频增加到8倍。
- 顾延东袁寿其裴吉王文杰
- 关键词：转速低比转数离心泵数值模拟外特性
- 低比转数离心泵的多目标优化设计被引量：39
- 2015年
- 为了提高IS50-32-160低比转数离心泵在设计工况下的扬程和效率,采用数值模拟、试验设计、近似模型和遗传算法相结合的优化方法,选取了泵叶轮的叶片出口宽度、叶片出口安放角和叶片包角3个参数作为设计变量,采用最优拉丁超立方试验设计方法进行20组方案设计,应用ANSYS CFX 14.5软件对各方案进行定常数值计算,得到设计工况下的效率和扬程,并将效率和扬程作为设计目标,根据Kriging近似模型建立了设计目标与设计变量之间的近似函数,采用遗传算法对近似函数进行求解,得到最优的叶轮参数组合。研究结果表明:原始方案的外特性数值模拟结果与试验结果吻合程度较好,设计工况下预测扬程偏差为3.3%;优化后的泵水力效率提高了4.18%,而且近似模型在预测性能的准确性高;通过对比原始方案和优化方案的内流场特性,优化方案内部流动得到改善,优化的叶轮的漩涡区域比原始方案的较小;优化使得效率在主频和次频下的脉动幅值分别下降了1.52和0.84,叶轮内的较大压力脉动强度区域减小,隔舌附近监测点在主频下的压力脉动系数幅值下降了0.02。非定常压力脉动强度降低,从而泵的运行稳定性提高。提出的优化设计方法对低比转数离心泵高效以及无过载特性的优化具有一定的参考意义。
- 袁寿其王文杰裴吉张金凤冒杰云
- 关键词：多目标优化数值模拟
- 低比转数离心泵内部非定常流动特性数值预测被引量：22
- 2014年
- 为了深入研究低比转数离心泵在运行过程中内部的非定常不稳定流动现象的内在机理,采用CFD数值模拟的方法对模型泵内部三维湍流流场进行数值计算,并根据离心泵速度三角形推导了用来直观定量衡量流动非定常强度的时均非定常强度系数。通过分析该时均非定常强度系数在低比转数模型泵中的分布可知,叶轮叶片背面附近流场非定常性较强,且流体流经叶片后缘产生的尾迹现象同样随时间波动明显。蜗壳流道出口管及靠近叶轮出口处流动非定常性较强。
- 裴吉王文杰袁寿其孟凡陈佳
- 关键词：离心泵低比转数非定常流动
- 余热排出泵压力脉动频谱特性数值和试验研究被引量：3
- 2018年
- 余热排出泵是核电站中的核二级泵,保证核电站安全停堆。采用导叶和环形蜗壳结合的结构形式以保证余热排出泵安全可靠运行。为研究余热排出泵内部压力脉动的分布和传播规律,采用非定常数值模拟和试验获得了泵内部动静干涉引起的压力脉动信号,并采用频谱法获得了压力脉动频谱特性。结果表明:数值模拟和试验同时捕捉到导叶离心泵内部由动静干涉引起压力脉动频率的两种基本频率(叶轮叶片通过频率和导叶叶片通过频率)。在叶轮流道内导叶叶频及其谐频的压力脉动频谱幅值从叶轮进口到叶轮出口逐渐增强,幅值最大产生在叶片出口边的工作面。在导叶流道内叶轮叶频及谐频下的压力脉动频谱幅值最大发生在喉部。在环形蜗壳流道内叶轮叶频及谐频下的压力脉动频谱幅值分布与导叶叶片出口边位置有关。研究结果可为降低泵内部压力脉动提供一定的参考。
- 裴吉王文杰刘军袁寿其
- 关键词：非定常数值模拟
- 立式管道泵断电过渡过程内流特性分析被引量：2
- 2021年
- 为探究立式管道泵断电过渡过程中内部不稳定流动特性,采用数值模拟的方法,结合Fortran语言编程对CFX进行二次开发,利用角动量微分方程预测了转速变化规律,分析了管道泵断电过渡过程中流量、转速等参数及内流场的变化规律.研究结果表明:断电后转速从正向转速逐渐减小变换为反向转速并增大达到飞逸转速(nmax=1.206n0);转速与流量之间存在延迟,前者比后者延迟1.24 s到达零点;压力脉动幅值在飞逸阶段达到最高值;过渡过程初期在进口肘型弯管叶轮流道及蜗壳内产生多个旋涡,中期旋涡逐渐消失,内部流态趋于平稳,后期在第2弯管内侧和叶轮进口边出现小旋涡.研究揭示了管道泵断电停机过渡过程中的内流瞬态特性,为管道泵停机过程的安全运行提供了理论基础.
- 张晨滢裴吉袁寿其王文杰甘星城邓起凡赵建涛张本营
- 关键词：数值模拟内流分析
- 推流器叶片的静力学分析与应用
- 2023年
- 目前国内相关行业对推流器的受力分析研究还处于初始阶段,缺乏较为系统且实用的计算方法。推流器叶片的设计、强度分析和工作效率计算比较复杂,一般需要用专业的CFD及FLUENT6.0软件进行数字模拟及分析,这对于一些中小企业有难度,因此提出一种简单快捷的计算方法可以用于推流器叶片的设计及制造。参照飞机螺旋桨的受力计算方法,对推流器叶片进行受力计算分析并进行优化设计应用。飞机螺旋桨叶片受力计算的方法是把螺旋桨叶片分割成若干段,再用数值解法计算出每段叶片上的作用力。推流器叶轮的工作原理与飞机螺旋桨一样,其叶片可以采用相同的计算方法算出作用力,使用有限元分析对叶片的强度进行校核,可以快速判断叶片是否安全以及如何提高叶片的强度。该方法得出的作用在叶片上的轴向力还可以用来推算流体的速度,从而定量分析推流器叶轮的推流效果,缩短推流器叶片的设计、试制过程,节省人力物力。
- 徐乃江石海燕王文杰许向阳
- 关键词：叶片受力计算强度校核
- 管道泵作透平飞逸过渡过程内流特性分析
- 相比与常规离心泵作透平,管道泵作透平时,尾水管采用了特殊的肘型弯管结构,使得内部流动产生畸变流。尤其在发生飞逸过渡过程时,因转速从额定转速迅速增大至飞逸转速,将产生巨大的离心力,造成危险的飞逸工况。为探究管道泵作透平时飞...
- 张晨滢裴吉袁寿其王文杰甘星城
- 关键词：管道泵飞逸工况内流分析涡结构
- 文献传递
- 分流叶片离心泵非定常流动及动力学特性分析被引量：15
- 2014年
- 为了研究在流固耦合作用下分流叶片对低比转数离心泵内部非定流动及结构动力特性的影响,以高温熔盐泵为研究对象,采用计算流体力学软件ANSYS CFX12.1和有限元软件ANSYS Workbench对有/无分流叶片的两种方案高温熔盐泵,进行了考虑泵内部流场和结构场的相互作用的双向流固耦合求解。对比分析了两种方案对泵非定常流动及结构动力特性的影响,结果表明:流固耦合作用使得各监测点的压力脉动和径向力脉动规律和幅值均发生了明显变化,说明在该类泵的流场模拟中,流固耦合作用较明显,不可忽视;分流叶片的添置减小了流场内压力脉动及径向力脉动幅值;带分流叶片转子的变形量变化梯度、等效应力变化梯度、最大变形量及最大应力值均小于不带分流叶片转子,且带分流叶片转子等效应力随时间的变化也明显小于不带分流叶片转子。即分流叶片的添置不仅有利于提高转子的承载能力,而且还有利于改善转子的变形和受力,从而提高转子的抗疲劳能力。
- 张金凤王文杰方玉建叶丽婷袁寿其
- 关键词：非定常流动结构动力特性
