小流量旋涡泵的理论设计与试验研究

建立了以效率和工作范围为主线的小流量旋涡泵的理论设计方法，并对ＸＷＢ－３／１３０和ＸＷＢ－１／１１０两台旋涡泵进行了试验研究．理论分析和试验结果表明：较大的流道面积Ｆ可以拓宽泵的工作范围，较大的径向间隙△ｐ和轴向单边间隙δα会降低泵的扬程和效率。     

高速离心泵轴向力平衡方法研究

根据高速离心泵轴向力产生的原因提出了平衡孔与平衡管、斜齿轮传动和平衡鼓与平衡盘的组合结构等轴向力平衡方法,通过理论分析和设计实践,得出采用平衡孔和平衡管及斜齿轮传动是简单但又实用的高速离心泵的主要轴向力平衡方法。     

纱线飞行的理论分析与试验研究

主喷嘴是喷气织机引纬系统的重要部件,将纱线速度从零提高到正常引纬速度.本文从理论上推导纱线在主喷嘴出口处速度的计算公式,通过搭建测试实验台及借助粒子图像测速技术,获得主喷嘴出口气场,实测不同纱线的飞行速度,分析比较理论值和实测值的差异,并讨论分析影响纱线飞行速度的主要因素.     

基于正交试验的诱导轮前置孔板的参数化研究

为明确前置各种参数的孔板对抑制GSB-80/300型的诱导轮离心泵小流量不稳定特性的影响程度,选择孔板离诱导轮前缘的距离L,孔板的孔径D,孔板的厚度B作为3因素,每个因素各取3水平,制定了L9(3~3)正交数值模拟试验方案。数值模拟试验方案采用雷诺时均N-S控制方程和标准κ-ε湍流模型。通过数值模拟,得到了前置各种参数的孔板下诱导轮离心泵流场的分布情况,得到了较佳的三种参数组合,并揭示了各个因素对流场的影响顺序是:孔板的孔径D,孔板的厚度B,孔板离诱导轮前缘的距离L。在此基础上,对三种较佳参数组合下的孔板进行了全工况点的数值模拟,分别得到了它们的扬程流量特性曲线。通过流场,外特性曲线分析比较,得到了有效抑制GSB-80/300型的诱导轮离心泵小流量不稳定特性的最佳参数组合的孔板。     

超低比转速高速诱导轮离心泵的不稳定控制与试验研究

分析了超低比转速高速诱导轮高心泵容易产生不稳定特性的原因和机理，并提出了控制措施，试验表明采用合理设计复合叶轮等过流部件以及在诱导轮和离心轮前加孔板能够使高速泵获得稳定的扬程流量特性线．     

离心泵停机过程非定常流动的数值模拟

为解决离心泵停机过程数值模拟时施加边界条件的困难,建立了一个包含离心泵在内的封闭循环管路系统从而实现自耦合求解。结果显示:停机过程中流量下降历程滞后于转速下降历程,而扬程下降则较为迅速;液流角或叶片冲角的持续改变是内部流动出现持续变化的直接原因;动静干涉效应使得稳定运行工况下的流量呈现微小波动特征,而非恒定值;停机过程表现出明显的瞬态效应,准稳态假设无法适用于停机过程精确瞬态行为预测。借助于CFD技术初步揭示了离心泵停机过程中的瞬态特性,为其它叶轮机械的瞬态行为研究提供了很好的借鉴与参考。     

高速开式离心泵内部的流动特性研究

基于N-S方程应用标准的k-ε湍流模型对高速开式离心泵进行三维湍流数值模拟,得到了流道内的压力场、速度场的变化规律,揭示了回流等流动现象,验证了液流冲击、流动不均匀和回流是开式叶轮效率低的主要原因;通过对蜗壳进口速度和压力沿周向分布的分析看出分布呈现明显的波动特征,验证了叶轮与蜗壳的干扰所造成的周向流动的不均匀性是非常强烈的。预测出其性能曲线,计算与试验结果吻合良好,证明该计算方法具有较高的可靠性。     

高速离心泵串联诱导轮的设计理论及工程实现

阐述了高速离心泵串联诱导轮的设计理论及工程实现,提出了第一级诱导轮采用变螺距结构而第二级诱导轮采用锥形等螺距结构的设计方案。经过理论分析、试验研究和工程应用表明,串联诱导轮可使高速泵获得比带单级诱导轮更高的汽蚀性能。     

异径管冲蚀失效的流固耦合数值模拟

针对异径管的冲蚀失效问题,以管壁腐蚀产物保护膜为研究对象,主要研究流固耦合对管道冲蚀破坏的作用机理. 建立流固耦合数理模型,推导出在任意拉格朗日-欧拉(ArbitraryLagrange-Euler, ALE)描述下的黏性流体N-S方程和腐蚀产物保护膜固体区域的控制方程,分析管壁边界层多相流介质流动与腐蚀产物保护膜破损之间的耦合作用. 以异径管冲蚀失效为例,运用多物理场耦合软件,分析了异径管流体流向、结构和规格对保护膜变形的影响,模拟结果表明:流向为``大进小出'的冲蚀较严重;偏心异径管比同心异径管冲蚀严重;两端管径差越大,冲蚀越严重. 可为异径管的失效分析、优化设计和在役检验提供参考.