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。     

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。     

截止阀启闭过程内部瞬态流动特性

为分析截止阀启闭过程内部的瞬态流动特性,基于N-S方程和标准的κ-ε湍流模型,通过自定义函数(UDF)和C++语言编程给定阀芯的运动规律,采用动网格技术对截止阀进行了瞬态的全三维湍流数值模拟,得到阀芯在不同运动时刻的瞬态流场,阀芯在运动过程中受到的流体挤压效应是影响截止阀性能的主要原因。截止阀瞬态的全三维数值研究具有较高的可靠性,数值结果为进一步研究截止阀的性能提供重要理论依据。     

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。