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645 |
卢永刚, 王洋, 王秀礼, 朱荣生, 邱伟峰, 方杰 |
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管道输油泵流体噪声模拟方法及泵噪声测试方法
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为了分析输油泵的泵内部流体噪声及泵外部噪声的发生规律,对泵内流体声学的模拟方法以及泵噪声测试的试验方法进行研究.基于CFD/CA工具对声学数值模拟进行流场与声场间的耦合计算,对流动诱导噪声的声场传播规律进行求解,分析了回流或空化现象发生时的流动噪声声压级变化和频域特征.研究发现泵内未发生空化前,流动诱导噪声的频谱呈离散型,集中在低频区,并在高频时快速衰减,随着空化系数逐渐变小,叶轮与导叶之间的动静干涉作用成为泵内诱导噪声的主因.而试验测试是基于四端网络法,针对不同工况下的流动诱导噪声进行试验研究,发现泵噪声主要和泵流量有关,而泵机组噪声主要和泵运行工况有关.
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2017 Vol. 35 (8): 645-
[摘要]
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701
)
[HTML 1KB]
[PDF 1900KB]
(
1385
) |
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652 |
曹卫东, 张忆宁, 姚凌钧 |
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多级离心泵内部固液两相流动及磨损特性 |
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为深入了解多级离心泵叶轮和导叶内部固液两相流动状态,基于ANSYS CFX软件,结合双流体模型,计算了额定工况下,固相体积分数分别为0%和20%、固液两相密度比为1.468时,两级离心泵内部三维非稳态固液两相流动.结果表明:固相的加入会降低多级泵的出口压力,固相的存在对于液相流场具有一定影响;流场中固体颗粒的分布与其所在流场区域有相应关系,在叶轮中,叶片进口处压力面与吸力面均有较高固相体积分数,叶片出口处吸力面固相体积分数高于压力面;在导叶中,正导叶进出口固相体积分数较高,正导叶正面固相的运动速度和体积分数均明显高于背面;叶轮进出口和导叶进口局部磨损较为明显.研究固体颗粒的运动规律对于固液两相流泵的设计具有一定参考价值.
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2017 Vol. 35 (8): 652-
[摘要]
(
687
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[HTML 1KB]
[PDF 3080KB]
(
1038
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659 |
李耀辉1, 朱双良2 |
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基于无水启动试验数据计算水泵轴系特征参数 |
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将立式水泵机组轴系结构简化为三支承二圆盘的集中参数模型,建立了电动机转子和水泵转轮形心轨迹的运动方程,进而获得稳态下形心轨迹的解析表达式.利用水泵机组无水启动试验的特殊性和近似处理,给出了电动机转子和水泵转轮固有频率和阻尼比的计算方法.以某泵站无水启动的轴系摆度实测数据为例,根据轴系几何结构拟合轴系摆度形态,结合多转速下的测试数据,采用多项式拟合方法获得转子和转轮摆度数据.利用拟合得到的转子和转轮摆度数据计算水泵机组轴系特征参数,并对计算中的相关问题进行了分析说明.采用文中所提出的方法,可计算得到水泵转轮和电动机转子的固有频率转速、阻尼比和质量偏心等振动特征参数,且计算结果具有一定的数值稳定性.由于采用实测数据进行计算,所获得的振动特征参数包含了安装、调试等不确定性因素的影响,对于已安装运行的水泵机组振动研究具有参考价值.
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2017 Vol. 35 (8): 659-
[摘要]
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414
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[HTML 1KB]
[PDF 1418KB]
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993
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666 |
季磊磊, 李伟, 施卫东, 邵佩佩, 蒋小平 |
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叶片数对混流泵内部非定常压力脉动特性的影响 |
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为了研究不同叶轮叶片数对混流泵内部流场压力脉动的影响,基于大涡模拟(LES)对混流泵内流场进行非定常数值分析,对比了2种叶片数下混流泵的外特性、叶轮进出口轴向速度分布以及混流泵内各监测点处压力脉动的时域和频域响应.研究结果表明:叶片数对混流泵叶轮进出口的轴向速度影响较明显,随着流量的增加,4叶片叶轮的进口轴向速度和3叶片叶轮的差值逐渐减小,并且3叶片叶轮在叶轮进口具有更高的轴向速度;2种叶片数下各位置处的压力脉动时域图曲线均表现出明显的周期性变化,脉动幅值曲线稳定性较好,导叶出口压力脉动幅值<i>C</i><sub>p</sub>趋于0,但4叶片叶轮在轮毂处的压力脉动呈无周期性变化;2种叶轮进出口附近的主频均为叶频,3叶片叶轮压力脉动频域幅值较4叶片叶轮大,并且在叶轮进出口位置压力脉动频域幅值较高,分频成分较少.研究成果对混流泵的设计优化和揭示不同叶片数混流泵的非定常内部流动特性具有参考意义.
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2017 Vol. 35 (8): 666-
[摘要]
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586
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[HTML 1KB]
[PDF 2217KB]
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978
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674 |
钱晶1, 曾云2, 于诗歌3, 叶佳1 |
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抑制管道水压波动的调速侧实现方法 |
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借鉴电力系统稳定器超前相位补偿的思想,提出一种导叶超前相位补偿方法,抑制水压波动.利用传递函数模型,计算调速器控制输出信号到水轮机进口断面水压波动的滞后相位角.引入水压波动信号作为相位超前补偿环节的输入信号,相位补偿环节的输出与调速器PID输出累加形成新的控制信号,进而对相位补偿环节的参数设计问题进行了分析.最后,设计仿真试验系统进行仿真研究,结果表明:补偿调节方式可以将导叶开度波动的相位调制到具有一定超前相位角的信号,虽然还不能达到预期设计的超前相位角,但机组暂态稳定性明显改善;采用这种补偿调节方式时,机组正常的有功调节趋势不变,其调节速度加快.因此,通过抑制管道水压波动来改善水力机组暂态稳定性的方法是有效的.
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2017 Vol. 35 (8): 674-
[摘要]
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963
)
[HTML 1KB]
[PDF 1591KB]
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1032
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680 |
李琪飞1, 2, 刘超1, 王源凯1 |
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部分负荷工况下水泵水轮机的空化特性 |
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为研究部分负荷工况下水泵水轮机空化系数改变对内流特性的影响,采用RNG <i>k-ε</i>湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型,对某抽水蓄能电站模型机进行了全流道非定常空化流动数值计算,并分析了机组处于不同空化阶段时的水力性能及内流状态.研究结果显示:逐步发展的空化会引起水力效率降低和轴向力显著增大;部分载荷时,空化产生的涡带起源于泄水锥处,呈螺旋形向下游低速运动;随着空化系数的减小,涡带形态逐渐由细变粗,低压区覆盖范围向外扩展,沿半径方向的速度变化更加急剧.在空化涡带旋进的过程中,流道内出现了严重的二次回流,主流沿着锥管壁面向下游推进,引发壁面的冲撞而引起激烈的振动,这种结果对机组的稳定高效运行非常不利.
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2017 Vol. 35 (8): 680-
[摘要]
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642
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[HTML 1KB]
[PDF 2348KB]
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958
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685 |
蒋祥增1, 高志鹰1, 2, 汪建文1, 2, 白叶飞1, 2, 闫萌萌1, 王枭1, 侯熠1 |
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风轮应变与塔架振动关联性的试验研究 |
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为了通过测塔架上的振动信号来推演风轮应变分布规律，利用Pulse 200振动分析系统和旋转遥测应力应变测试系统,对运行工况下的风轮应变与塔架振动进行同步测试,研究二者之间的关联性．通过谱分析法发现风轮上的应变频谱的峰值频率和塔架上的振动频谱的峰值频率能够很好地对应,且频率为旋转基频处对应的风轮应变存在一定的分布规律:在翼展方向,从叶根往叶尖的0°(翼展)方向应变先减小后微弱增大,最后逐渐减小；45°方向应变先基本不变,在靠近叶尖的087R处应变值大幅减小；90°(弦长)方向整体应变值呈逐渐减小趋势.风轮叶根处从前缘往后缘方向,0°(翼展)方向和45°方向的应变值先增大后减小；90°(弦长）方向从前缘往后缘方向应变值均逐渐减小．研究为工程应用中风轮实时载荷的监测与诊断提供了一种新思路,具有重要的现实意义.
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2017 Vol. 35 (8): 685-
[摘要]
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580
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[HTML 1KB]
[PDF 2256KB]
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863
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692 |
严彦1, 陈卫2, 孙见君1, 於秋萍1, 马晨波1, 张玉言1, 佘宝秋2 |
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双向自泵送流体动静压型机械密封性能数值模拟 |
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为了解决双向流体动压机械密封稳定运行需要提供洁净的阻塞流体这一问题,提出一种双向自泵送流体动静压型机械密封,运用Fluent软件对泵出式和泵入式双向自泵送机械密封进行了数值研究,得到了双向自泵送机械密封的开启力、泄漏量和刚度,分析了流场压力分布、速度分布特性与密封性能之间的关系.结果表明:泵入式双向自泵送机械密封具有较大的开启力,泵出式具有较小的泄漏量,两者工作时都不需要阻塞流体辅助供应系统;泵出式型槽内流体流动方向约为-90°,由槽根部指向槽外径处,泵入式型槽内流体流动方向约为70°,在密封坝与槽根部相连的区域中流体流动的方向约为-80°,均指向引流孔,形成了良好的抗颗粒干扰性;泵入时端面流体膜刚度大于泵出时的端面流体膜刚度.研究成果为双向机械密封的设计、制造与运行提供了理论支撑.
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2017 Vol. 35 (8): 692-
[摘要]
(
731
)
[HTML 1KB]
[PDF 1859KB]
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895
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700 |
张智泓1, 2, 王晓阳1, 佟金3, 4, 赖庆辉1, 张兆国1, 高旭航1, STEPHEN Carr5 |
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土壤表面微形貌加工对红壤坡面侵蚀定量调控 |
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为科学地量化分析和准确评估土壤表面微形貌加工整地措施对红壤丘陵区坡耕地的土壤侵蚀调控作用,以衡量土壤表面微形貌加工作业对云南省红壤丘陵区坡耕地的适用性和有效性,进行了人工模拟降雨(240 min,55 mm/h),在不同坡面坡度(7.5°,9.0°,12.0°和15.0°)条件的试验小区进行径流试验,将产流量、产沙量和产流时间作为关键参数进行了测定.研究结果表明,在不同坡度的坡面,与控制组(土壤表面无微坑)相比,经土壤表面微形貌加工作业后的地表均可明显延长产流时间、减少产流量和产沙量,产流时间最大可延长51.18%,产流量最多可减小43.04%,产沙量最多减小25.14%.本研究可为南方红壤丘陵区坡耕地水力侵蚀的防治提供新的方法和数据基础.
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2017 Vol. 35 (8): 700-
[摘要]
(
477
)
[HTML 1KB]
[PDF 2393KB]
(
1208
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709 |
王卫华, 董丽艳, 杨惠芳 |
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淡水滴灌条件下红壤土水力特征 |
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为了获得红土地区淡水滴灌的水力特性,为提高作物产量制定科学合理的灌溉依据,以单点源淡水滴灌湿润锋运移的三维模型试验为基础,进而观测双点源淡水滴灌湿润锋运移,观测不同滴头流量,不同土壤容重条件下滴灌单、双点源湿润锋运移过程.研究结果表明:随着滴头流量、土壤容重的增大,单点源入渗水平湿润距离增大,距滴头同一位置处含水率也增大,而垂向运移距离随滴头流量的增大、土壤容重的减小而增大;双点源交汇试验,随着滴头流量的增大、容重的减小,湿润区交汇时间提早,交汇宽度增大;4.68 L/h滴头流量下的交汇时间比3.74 L/h的提前了146 s,交汇区宽度增加了2.3 cm;土壤容重增大,交汇区土壤湿润宽度增大,地表湿润比也增大.该研究结果对节水意识薄弱的云南红土地区的滴灌应用与推广具有一定的指导意义.
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2017 Vol. 35 (8): 709-
[摘要]
(
576
)
[HTML 1KB]
[PDF 1750KB]
(
911
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716 |
彭遥1, 周蓓蓓1, 王全九1, 2, 魏雪1 |
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关中地区畦田改造对灌水质量的影响 |
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针对田间资料较难明确其改造方案是否合理的问题,文中利用WinSRFR模型对试验结果进行预测,并与实测结果进行对比,明确WinSRFR模型在研究区域的适用性;进而采用单一变量法原则,运用WinSRFR模型设定不同畦长、不同畦宽的畦田规格,模拟不同畦田规格对水流推进和消退运动、土壤含水量分布情况以及灌水效率、灌水均匀度的影响.研究结果表明:在研究区域内,畦宽一定,畦长递增时,水流推进过程时间不变,消退过程时间增大,距离畦首相同位置处土壤水分累积入渗量增大,影响明显.畦长一定,畦宽递增时,单宽流量变小,水流推进过程时间增长,消退过程时间变短;距离畦首相同位置处水分累积入渗量先有减小趋势,在总畦长约3/4处后有明显增大趋势.当畦长在60~80 m,畦宽为5~7 m时可获得最优的灌水质量指标参数,所确定的灌水流量为40 L/s,畦田最佳单宽流量值为5.7~8.0 L/(m·s).结果可为灌区制定合理的灌溉,提高水资源利用效率提供科学依据.
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2017 Vol. 35 (8): 716-
[摘要]
(
473
)
[HTML 1KB]
[PDF 1795KB]
(
856
) |
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725 |
李科, 汤跃, 赵进 |
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卷盘喷灌机传动系统的疲劳仿真 |
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为了分析卷盘喷灌机传动系统关键零部件的实际受力和预估其疲劳寿命值,提出一种多体动力学仿真和有限元法相互结合进行结构疲劳寿命预测的方法,并以蜗轮蜗杆传动系统为例进行了疲劳寿命计算.在ADAMS中建立了传动系统主要受力部件的虚拟样机仿真模型;利用ADAMS的多体仿真技术获得蜗轮蜗杆传动系统的动载荷历程;利用ANSYS软件的基于应力的结构安全因子分析法对传动系统的齿轮、轴承和链进行疲劳寿命预测,其中包括静强度值和寿命估计.仿真结果表明:齿轮16仿真的合力值为5 392 N,理论上所受的最大合力为5 526 N,仿真误差为2.42%;齿轮16齿根弯曲疲劳寿命值为2.34×10<sup>5</sup>次;轴承8最大径向力为1 685 N,疲劳寿命值为1.12×10<sup>5</sup> h;链节在0~1 s范围内的峰值张紧力的平均值为11 837.2 N,理论计算值为12 012 N,实际计算误差为1.45%.仿真值与理论值误差很小,该方法可以对疲劳事故的原因进行诊断,并且可以作为采用工艺强化措施的依据.
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2017 Vol. 35 (8): 725-
[摘要]
(
568
)
[HTML 1KB]
[PDF 2569KB]
(
1068
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731 |
刘俊萍1, 刘伟忠2, 鲍亚1, 张前1, 刘兴发1 |
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全射流喷头水滴分布试验及模型 |
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为了探索全射流喷头喷洒水滴直径分布规律,采用激光雨滴谱仪测量技术对喷头的喷洒水滴速度及直径等参数进行测量,并采用个数加权法对水滴分布进行统计分析,总结全射流喷头距喷头不同距离及150~350 kPa压力工况下的水滴频率分布及水滴累计频率分布的变化规律.研究结果表明:距离喷头越近,喷头喷洒的水滴直径越小,且小直径低速度水滴数量越多,水滴累计频率曲线斜率越大.压力增大时,距喷头不同距离的水滴累计频率曲线斜率逐渐减小,说明水滴直径沿径向大小分布较为均匀.在距喷头不同的距离下,水滴频率呈对数正态分布趋势.将水滴累计频率分布分别采用玻尔兹曼函数与指数函数分布进行对比,2种函数拟合精度均较高.该结果填补了喷洒仅为单相水的水滴分布模型体系,可为全射流喷头喷灌质量的预测提供理论依据.
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2017 Vol. 35 (8): 731-
[摘要]
(
674
)
[HTML 1KB]
[PDF 1860KB]
(
1110
) |
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