国家自然科学基金(51209113)
- 作品数：18 被引量：74H指数：5
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- 相关机构：兰州理工大学甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司南昌工程学院更多>>
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- 相关领域：机械工程交通运输工程动力工程及工程热物理农业科学更多>>
- 基于DDPM的螺旋离心泵磨蚀特性分析被引量：2
- 2017年
- 应用雷诺涡黏模型、DDPM(density discrete phase model,稠密离散相模型)及颗粒直径Rosin-Rammler分布方法,以黄河含沙水为介质,对一台100LN-7型螺旋离心泵内固液两相流动进行全三维数值模拟,并与基于Mixture混合多项流模型的泵内两相流动数值模拟结果进行对比分析,得到不同粒径和固相体积分数对应的泵过流部件的磨蚀规律及磨蚀强度.结果表明:颗粒混合状态不同会形成不同的粒径分布,混合粒径中平均粒径增大导致叶片进口边及工作面轮缘线附近磨蚀强度增大,平均粒径为1mm时整台泵过流部件磨蚀率达到最大值,平均粒径继续增大磨蚀率反而降低;固相体积分数的增大使整台泵过流部件的磨蚀强度显著提高,叶片背面较其他部位磨蚀强度大;Mixture模型下固相体积分数较高部位与稠密离散相模型下颗粒磨蚀部位相对应,局部区域存在较高体积分数的固相颗粒增加了过流部件表面发生磨蚀的几率,但DDPM模型数值模拟表明只有部分颗粒参与局部区域的塑性磨蚀.
- 李仁年辛芳韩伟李世姗张国良
- 关键词：螺旋离心泵磨蚀粒径分布
- 动静叶栅内固液两相过渡过程的数值研究被引量：1
- 2015年
- 为了研究过渡过程动静叶栅内固液两相流的瞬态流动特性,以导叶式离心泵为研究对象,进行几何建模及结构化网格划分,借助Fluent软件,基于Mixture多相流模型、分离涡湍流模型及用户自定义函数,对其全流道进行三维瞬态数值模拟计算.对过渡过程动静叶栅内瞬态流动进行分析,结果表明:过渡过程中,位于动叶进口背面的低压区范围扩大,位于动叶工作面靠近轮缘处的高压区范围缩小;随着时间增加,动叶栅流道内的涡持续产生、合并,并在静叶栅内破碎、耗散,且流量增大,使得动叶进口处的流动滞止,导致动叶进口逐渐产生旋涡;流量未增大到设计流量之前,固相容易沉积在静叶栅出口;在流量瞬态增加到设计流量时,动叶栅子午面中间流线上的固相体积分数总体变小且趋于均匀分布.
- 韩伟岳婷李仁年金毅蒋雷胡鹏林
- 关键词：固液两相流
- 叶片交错布置对双吸泵空化性能的影响分析被引量：5
- 2017年
- 为研究叶片交错布置对双吸离心泵空化性能的影响,选用RNG k-ε湍流模型和基于Rayleigh-Plesset方程的空化模型,考虑泵腔和工艺圆角的影响,分别对叶片交错角为0°、10°、15°、20°、30°的5组角度在设计工况下进行了全流场空化流动模拟和性能试验。为突出研究结论的共性,引入交错度的定义,并分析了不同交错度下叶轮中间流面的空泡分布、扬程和叶轮扭矩变化,同时验证了所选数值计算模型的准确性;从数值分析中得到,选择合理的交错度可以有效提高双吸离心泵的抗空化性能。不同交错度下叶轮所受扭矩急剧下降时对应的有效空化余量均不同,当交错度为1时,叶轮所受扭矩在未空化时较为稳定且在空化时损失较少;当有效空化余量小于临界空化余量时,双吸离心泵叶轮流道内低于当地空化压力的区域,交错度为1时相对最少,即空泡占据流道过流面积最少,此时双吸叶轮的空化特性也相对较好。
- 韩伟郑昊王丽琼张振中苏敏
- 关键词：双吸离心泵空化数值模拟
- 基于流场数值模拟的蜗壳优化改造被引量：2
- 2017年
- 针对以等速度矩设计的混流式水轮机蜗壳在含泥沙水流中长期运行时尾段磨蚀严重的问题,提出型线优化方案,利用数值模拟方法对改型前后的水轮机全流道进行数值验证,结果表明改型后的蜗壳鼻端速度降低,减小了磨蚀对水轮机的破坏。通过对比分析蜗壳改型前后的速度矩、速度切向分量平均值及液流出流角的变化规律,得到一种工程中切实可行的蜗壳抗泥沙磨损及提高水力性能的改造方案。实例应用表明,该改造方案有效可行,可在工程中推广应用。
- 敏政田亚平张学光朱月龙韩伟
- 关键词：混流式水轮机蜗壳数值模拟含沙水流
- HL638-WJ-84型水轮机增容改造及数值预测被引量：2
- 2018年
- 在无合适的新型转轮替代老转轮的情况下,可以采用减少叶片数以及切割叶片出水边的方法得到易于实施的改型转轮,从而达到增容改造目的.运用三维建模软件Pro/E进行建模,ICEM进行网格划分(非结构化网格),选用标准k-ω流模型以及SIMPLEC算法,Fluent 14.5进行水轮机全流道定常模拟计算,可以得到比较准确的水轮机外特性预测结果.水轮机全流动数值模拟计算可以为增容改造方案的可行性提供依据.以HL638-WJ-84型水轮机为研究对象,以减少转轮叶片数且切割出水边为改型方案,数值模拟了不同工况下改型前后水轮机的内部流动.外特性结果表明:改造后水轮机的最优效率区向大流量区域偏移,当转轮运行在限制工况时,改型后转轮出力比改造前增加16.35%.据此方案改造转轮,机组实际增容23%.
- 敏政岳巧萍田亚平韩伟
- 关键词：转轮增容改造数值模拟叶片数
- 颗粒浓度对动静叶栅内非定常流动的影响
- 2016年
- 采用大涡模拟与Mixture多相流模型相结合的数值模拟方法,运用滑移网格技术,对带有径向导叶的离心泵三维全流场进行耦合计算.对比分析在设计工况下不同颗粒浓度时泵动静叶栅内涡量、压力脉动以及泵流道内涡结构演化过程的区别及联系.结果表明:当动叶逐渐旋转靠近静叶,流道内介质原有的流动情况被改变,且随着颗粒浓度的增大动静干涉所引起的流动结构的改变变得愈发明显;动静叶栅内脉动周期从时域特征上看,与动叶栅的叶片数相同,与介质无关.介质性质的改变只改变压力脉动的程度,在动静叶栅的交界面处,随着颗粒浓度的增大,动静干涉对流动的扰动作用越明显,压力脉动幅度也随之增大;在静叶栅流道内,动叶栅旋转所产生的惯性力逐渐减小,而介质黏性逐渐增大,使得压力脉动情况则变为颗粒浓度为10%时最大,清水次之,颗粒浓度为20%时最小.
- 李仁年金毅韩伟权辉岳婷
- 关键词：大涡模拟压力脉动
- 减少叶片数后水轮机水力性能的CFD预估及应用被引量：1
- 2019年
- 针对小型径流式电站卧式水轮机在夏季汛期运行中频繁堵塞而影响正常发电的问题,从增加水轮机出力与过流能力的角度考虑减少叶片数进行改造.利用数值模拟的方法对不同工况下改造前后的水轮机全流道进行数值计算,研究改造前后叶片表面的压力分布,着重分析改造前后叶片数对水轮机水力性能和气蚀性能的影响,得到改造前后的水轮机动力学差异.减少叶片数,叶片间开口增大,机组的防堵塞性能得到改善.计算结果还表明改造后机组可增容6%,最优工况点向大流量区偏移.所得结果可用于HLD06A-WJ-84水轮机的实际改造并指导电站的运行.
- 敏政田亚平张学光朱月龙韩伟
- 关键词：混流式水轮机叶片数增容改造
- 基于转轮换型的水轮机增容改造及数值模拟被引量：5
- 2017年
- 从青海铁吾电站HL160-WJ-84水轮机运行中的实际问题出发,在明确了水轮机改造的方向和目标后,对新旧型谱系列模型转轮的性能进行了对比分析。基于对比结果,初选出了D06A转轮用于技术改造试验。对改造前后的水轮机全流道进行三维湍流数值计算,给出了水轮机改造前后的水动力学特性差异。同时,对改造前后的水轮机蜗壳、转轮叶片的流态分布状况进行了分析比较,对改造后的水轮机整体水力性能进行预估。分析认为,对于小型卧式HL160机组而言,更换转轮后还需对上冠泄水孔实施改造,以防止对流场造成扰动,降低机组的效率。
- 敏政田亚平朱月龙张学光韩伟
- 关键词：转轮更换数值模拟水轮机
- 低比转数混流泵压力脉动特性的数值模拟被引量：22
- 2013年
- 为了研究动静干涉对混流泵内部流动非定常压力脉动特性的影响,在混流泵进口截面、动静耦合面以及出口截面取若干压力脉动监测点,采用RNG k-ε湍流模型和滑移网格技术,对混流泵全流场进行三维非定常湍流计算.计算了叶轮进口截面、动静耦合面以及出口截面的压力脉动,利用快速傅里叶变换进行分析,得到了不同特征截面的压力脉动的频率和幅值,并进行外特性试验验证.结果表明:从轮毂到轮缘,压力脉动最大幅值发生在叶轮出口轮缘侧,而压力脉动最小幅值出现在叶片进口轮毂侧,叶轮进口和叶轮导叶间轮缘处监测点的幅值约为轮毂处监测点幅值的2倍;从叶轮进口到导叶出口位置,压力脉动呈现出逐渐增强的趋势.压力脉动最大值发生在导叶出口监测点,且存在一个低频压力脉动;在60%～85%设计流量工况范围内,扬程-流量特性曲线出现正斜率不稳定特性,数值计算与试验结果存在一定差异.
- 黎义斌李仁年王秀勇韩伟高强
- 关键词：混流泵压力脉动频谱分析
- 景电灌区含沙量对离心泵空化性能的影响被引量：1
- 2022年
- 为探明景电泵站运行中过机泥沙含量对泵空化性能的影响,采用Mixture多相流模型和Schnerr-Sauer空化模型对不同含沙量下模型泵的全流道进行数值计算,模拟了离心泵内部固-液-汽三相流场,得到了叶轮内部流动特征,分析了含沙量对叶轮空泡体积分布与空化性能的影响规律。结果表明,含沙水中泵更易发生空化,叶轮内空泡体积分布随含沙量的增加变化不同,在一定的含沙量范围内叶轮空化程度较轻,泵的空化性能较优。研究结果可为沿黄泵站的设计及安全运行提供一定的借鉴。
- 田亚平孙江河胡斌超白万军汪岩飞韩伟
- 关键词：含沙量离心泵空化性能
