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不同叶轮形式下离心泵整机非定常流场的标准数值分析

离心泵(centrifugal pump)是指靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体的泵。它作为一个常用机械大量使用于日常生活及农业生产中,所以提高离心泵的运行效率、降低它的振动和噪声是非常有必要的。离心泵的设计不仅要满足扬程要求,也要抑制蜗壳与叶轮之间形成的流场脉动。随着近些年计算机技术和计算流体力学的发展,已经出现关于离心泵三维非定常数的模拟技术,但由于整机非定常计算耗时量太大,一些方面的相关研究还处于空白阶段。由此可见,要深入了解蜗壳和叶轮在内的捕捉非稳定流动特征和整机流场,对整机全三维非定常数值进行模拟是十分必要的工作。我们分别对短短叶片、长短叶片和无短叶片进行计算机模拟实验,所运用的方式是非定常法,所运用的工具是CFD中内置的FLUENT程式。1计算模型和方法1.1模型选取一个离心泵,其闭式叶轮的出口直径175 mm,进口直径95 mm,其叶片布置的方式各不相同。叶轮1采用六枚长叶片;叶轮2采用四枚短叶片、叶轮3也采用四枚...  (本文共2页) 阅读全文>>

《军械工程学院学报》2015年04期
军械工程学院学报

一种水下仿生叶轮装置力学性能分析及其产生机理研究

为突破传统排水型两栖车辆航速提升中遇到的“阻力墙”现象,基于蛇怪蜥蜴踏水机理[1-2]设计了一种轮-叶复合式仿生推进装置.该装置依靠刚性叶片高速、连续拍击水面产生向上的托举力和向前的推进力,依靠产生的托举力将两栖车体托举出水面,从而实现航态改变,达到减阻提速的目的[3-4],其装置模型如图1所示.设计的仿生叶轮装置在水面交界处具备较好的托举性能,然而当仿生叶轮完全沉入水下后,其托举性能大大减小,因此提高水下潜时仿生叶轮的托举性能,对拓展仿生叶轮的水下潜功能具有重大的应用价值.本文将对提高水下仿生叶轮的托举性能,实现其由水下到水面的运动过程开展研究.1问题描述首先对仿生叶轮完全置于水下状态时的力学性能进行分析,其水下受力分析如图2所示.从图2中可以看出,叶轮转动中,4个叶片均与水存在反作用力,由于轴对称作用,相互间作用力大部分抵消,这时只产生微弱的托举力和推进力.为提高该叶轮水下潜状态时的力学性能,主要是托举性能,通过构建一种挡板...  (本文共5页) 阅读全文>>

《河南科技》2015年24期
河南科技

贯流泵叶轮的模态分析

贯流泵是流体沿水平经过进水管道、贯流泵体、电机、中间装置及出水管道,应用于低扬程场合的一种经济型泵[1],贯流泵装置采用轴流式的叶轮,进出水流道顺直,形状较轴流泵装置简单,水流流态好,装置效率高,一般相同比转速的贯流泵装置要比轴流泵装置效率高出2%~5%[2]。关于贯流泵的内部流动,已经有学者[3-6]做出了大量的研究。因贯流式装置采用的是轴流式的叶轮,叶片是悬臂结构,在工作过程中要承受离心力、水压力的共同作用,其应力状态较为复杂[7],且装置要经常在非设计工况下运行,导致叶片经常受到各种稳定和非稳定的水流激振力及变化的离心力的影响,使得叶片产生振动,长时间的运行还可能引起结构的疲劳破坏。尤其是当激振力的频率与结构的固有频率相同或相近而发生共振时,极易产生疲劳破坏,对其安全运行造成重大威胁。1结构模态分析的计算方法模态分析是研究结构动力特性的一种方法,即将线性系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标,使方程组解耦为以模态坐标...  (本文共4页) 阅读全文>>

《机床与液压》2016年07期
机床与液压

基于三坐标测量机的精密叶轮测量路径规划研究

0前言叶轮是机械、化工等行业中常用的关键零件,广泛应用于离心压缩机、离心叶片泵、涡轮膨胀机、内燃机增压器等领域[1]。精密叶轮的尺寸精度和表面质量对发动机的性能起着决定性的影响,但由于其叶片型面通常为自由曲面,结构较为复杂,对整体叶轮叶片测量的关键就在于对叶片曲面的测量。三坐标测量机作为接触式测量设备的典型代表,不但能对具有复杂形状的工件的空间尺寸进行测量,且具有测量精度高、适应性强等优点。采用三坐标测量机测量是目前测量精密叶轮最有效的办法。精密叶轮各部位精度存在差异、具有对称旋转性结构,对其进行测量首先要对其测量路径进行规划,路径规划的好坏决定CMM测量的效率和有效性。文中就叶轮的三坐标测量路径规划中:CMM坐标系和叶轮CAD坐标的匹配;测头选择,空间姿态的调整;叶轮边界点的测量,边界曲线以及边界曲面的的生成;如何将构造的叶轮曲面进行U、V测量划分进行了研究。1顶层路径规划CMM路径规划是对零件测量顺序及方法的预定义,使得三坐...  (本文共4页) 阅读全文>>

《中南大学学报(自然科学版)》2017年04期
中南大学学报(自然科学版)

2种形式的液力透平叶轮外特性

泵是可逆式机械,离心泵能反转用作液力透平。液力透平能量回收装置是将高压液体具有的压力能转化为透平转子的旋转机械能,并用于发电或者驱动耗能机械做功,实现对高压液体能量的开发利用。液力透平以其结构简单、体积小、造价低、维修方便、运行可靠等特点,目前在小型水利水电资源的开发利用,化工处理过程中余压液体能量的回收等节能技术领域有着广泛应用[1-2]。目前对液力透平的研究,主要集中在对泵正反转工况的研究。AMELIO等[3]对获得离心泵做透平效率的一维数值编译法进行了研究;DERAKHSHAM等[4]利用实验法对不同比转速的泵作透平的特性曲线进行研究,并寻找出泵作透平最高效率点的性能关联式;WILLIAMS[5]对35台不同型号的泵作透平进行实验研究,推荐一种用于预测泵作透平时透平工况性能的方法;SINGH等[6-8]对离心泵作透平工况选型和性能预测的优化法进行研究,并提出了试验验证平台;CHAPALLAZ等[9]对泵正反转工况进行了多方...  (本文共7页) 阅读全文>>

《风机技术》2017年01期
风机技术

不锈钢三元叶轮加工效率提升的影响因素分析

0引言随着压缩机在国民经济各个行业的广泛应用,压缩机中三元叶轮的数量也不断增多,见图1。由此带来了一个新的课题,如何提高不锈钢三元叶轮的加工效率和降低刀具成本,这个问题已摆在了专业技术人员面前,亟待解决。不锈钢三元叶轮的加工效率受到许多因素影响,要综合考虑加工效率、机床动力、加工成本三个方面,此三方面因素达到一种平衡才是最优,偏向任何一方都容易造成另外两种最佳功能的丧失。根据这个原则和笔者多年的加工经验,列出以下几个重要的影响因素,以供大家讨论参考。1数控加工方法的影响首先,数控加工方法是重要的因素之一。三元叶轮材料为马氏体沉淀硬化不锈钢,最初使用高速钢刀、采用大切深、小进给五轴联动的加工方式。但这种方法存在吃刀量大、进给速度慢以及对机床主轴伤害大的缺点。以直径20mm高速钢为例,加工三元叶轮时进给速度一般在20~30mm/min,切深为10~15mm。经过不断试验,探索找出与叶轮材料匹配的刀具最优切削参数,使进给速度最大化,实...  (本文共3页) 阅读全文>>