江苏省自然科学基金(BK20130516)
- 作品数：30 被引量：131H指数：7
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- CAP1400核主泵导叶和叶轮匹配数研究被引量：3
- 2016年
- 为研究导叶和叶轮之间匹配对核主泵性能的影响及作用在叶轮上的径向力分布情况,采用CFD技术对不同方案下的核主泵进行非定常数值模拟,并进行试验验证。研究结果表明:核主泵扬程和效率的计算曲线与试验曲线基本吻合,效率相对误差在2.5%左右,扬程相对误差在4%左右;叶轮叶片数和导叶叶片数对核主泵性能影响较大,对其进行合理匹配能有效地提高泵性能;叶轮和导叶的不同匹配使叶轮径向力分布规律具有很大差别,作用在叶轮上的径向力呈周期波动,脉动频率以叶轮通过导叶频率为主;小流量工况下,随着流量的减小,叶轮的径向力及其脉动幅值增大,而变化速率减小;大流量工况下,随着流量的增加,叶轮的径向力及其脉动幅值增大。
- 付强曹梁朱荣生习毅王秀礼
- 关键词：核主泵叶轮导叶数值模拟径向力
- 基于不等扬程的离心式长轴泵的优化设计与试验被引量：6
- 2015年
- 为使离心式长轴泵能够在不同工况下高效运行，该文以500GJC-32.3＆#215;3型离心式长轴泵为例，对其进行优化，首先根据传统方法估算离心式长轴泵叶轮参数，通过正交方法对离心式长轴泵叶轮进行优化设计，对正交试验结果进行极差分析，得到了叶轮几何参数对离心式长轴泵扬程和效率影响的主次顺序。综合考虑各参数对离心式长轴泵性能的影响，选取重要因素，基于不等扬程设计理论，采用控制变量法对叶轮进行多方案优化设计，对比不同方案计算结果可知：基于不等扬程理论优化设计的叶轮具有较好的水力性能，选择合适的后盖板无穷叶片数理论扬程系数，可使叶轮水力性能趋于最佳。对于该型离心式长轴泵，当后盖板无穷叶片数理论扬程系数取1.1时可获得较优的水力性能，对比较优方案的试验与计算结果可知：二者变化趋势相同，扬程、效率、轴功率的最大误差分别为4.02%、5.58%、3.59%，在（0.8～1.2）倍设计流量工况下，扬程、效率、轴功率的误差小。同时由试验可知：该型离心式长轴泵在设计流量时扬程大于97 m，效率高于82%，最高效率点出现在1.1倍设计工况附近为83.22%，曲线具有较宽的高效区和无过载特性，能够满足设计要求，在丰水期和枯水期均能高效稳定的运行，同时可降低电机的配套功率，减少一次成本投入。因此，该文的研究结果对离心式长轴的优化设计有较好的参考价值。
- 朱荣生贺博付强王秀礼张亮亮
- 关键词：叶轮正交试验优化设计
- 基于非线性空化的离心泵内部流动特性分析被引量：2
- 2016年
- 为研究离心泵发生空化时叶轮内部瞬态不稳定流动变化规律,本文应用ANSYS-CFX软件对离心泵内部发生空化时进行定常和非定常计算,采用泵内部不同流道的速度场、压力场、气体体积分数以及压力脉动情况的计算结果分析流道内部瞬态非线性的流动变化规律。研究结果表明:受动静干涉及蜗壳喉部面积等因素的影响,离心泵内部各流道空化的发展是非线性的,随着空化的发展,叶轮内部压力场、速度场和各流道气体体积分数的分布是不对称的。导致这种非线性空化现象的主要原因是蜗壳结构的不对称以及流道内中间流面到叶片背面所在流道区域的空化进程不同步;在空化不严重的情况下,不同流道的脉动呈现相同的规律,但严重空化情况下,压力脉动主频混乱,规律性减弱。
- 朱荣生卢永刚王秀礼付强陈宗良
- 关键词：离心泵气液两相压力脉动
- 基于CFD数值模拟的复合叶轮核主泵压力脉动特性研究被引量：6
- 2014年
- 为了降低核主泵在不同工况下运行时的压力脉动,采用数值模拟对核主泵3种不同进口直径的短叶片进行对比。结果表明:短叶片进口直径的改变并未改变叶轮的主频,但随着短叶片进口直径的增加,背面高频值逐渐减小,而工作面高频值却逐渐增大。在小流量工况下不同进口直径的短叶片的压力脉动幅值均较大;在设计工况下叶片背面各监测点在低频区与高频区域的波动能量明显大于叶片工作面各监测点在低频区和高频区的波动能量;大流量工况下叶片背面附近各监测点的低频区带宽及高频区的脉动能量明显增加,叶片工作面附近各监测点的脉动幅值出现较大的增加,短叶片背面附近各监测点的脉动幅值明显高于长叶片背面的脉动幅值。分析结果表明:短叶片进口直径为0.72 D2时,压力脉动在各种工况下运行最小。
- 王秀礼袁寿其朱荣生付强王建国
- 关键词：核主泵复合叶轮压力脉动数值模拟
- 固体颗粒含量对离心泵空化特性影响分析被引量：9
- 2014年
- 为研究离心泵输送介质中固体颗粒含量对空化的影响,采用数值计算与试验结果进行对比相结合的方式进行了深入地研究,结果表明:固体颗粒含量对空化的影响比较大,空化随固体颗粒含量的增加而严重;在相同进口压力工况下,不同的固体颗粒含量对叶轮内部空泡流动轨迹及速度变化等因素的影响较大;在相同空化工况下,固体体积分数总体上是随固体颗粒含量的增加而增大,但受空化影响在一些区域内的固体体积分数会减小;在固体颗粒含量不变的情况下,叶轮流道内的固体体积分数随着空化的发展而逐渐减小。由于空化非线性变化规律产生而引起叶轮流道内固体体积分数呈现非线性规律变化。
- 王秀礼张俊杰朱荣生付强
- 关键词：离心泵空化数值模拟
- 大流量工况下核主泵内部不稳定特性分析被引量：6
- 2015年
- 为了研究大流量工况下,核主泵内部流动不稳定特性,基于RNG k-ε湍流模型,利用ANSYS CFX对大流量工况下核主泵内部流场进行三维非定常数值模拟,分析了大流量工况下在导叶不同位置9个监测点上压力脉动的时域和频域特性。研究结果表明:由于漩涡的存在,H^Q曲线在1.0Qd^1.1Qd内出现正斜率现象。核主泵导叶流道内最大压力脉动出现在导叶进口处,随着流量的变化,主泵运行偏离最优工况越远,导叶进口处的压力脉动系数越大,在1.3 Qd工况时导叶进口处的压力脉动系数最大且为出口处的2.5倍;蜗壳壁面的径向力受流量变化影响最大,在一个旋转周期内蜗壳壁面所受到的径向力随流量的增加平均值逐渐增大,偏离额定工况越大,蜗壳壁面受到的径向力最大,导叶次之,叶轮最小。试验与数值对比分析发现大流量工况下二者吻合较好,证明该数值模型可较准确地描述泵内流场特征。
- 王鹏袁寿其王秀礼周帮伦李贵东
- 关键词：核主泵压力脉动径向力
- 启动加速度对核主泵叶轮内部流动的影响被引量：4
- 2018年
- 针对研究不同启动加速度对核主泵启动过渡过程中叶轮内部流动的影响,以3组不同启动加速度瞬态外特性试验性能参数为依据,获得流量与时间和转速与时间的外特性曲线,将获得外特性曲线作为边界条件,代入CFX中进行数值模拟,分析启动过程中外特性曲线及叶轮流道内流线图和压力梯度云图.结果表明:启动加速度与核主泵启动时间有直接关系,但是与流量和转速到达稳定值之间的时间差无关;启动加速度对叶轮内部流动稳定性和压力变化幅度有较大的影响,在启动过渡过程中,较大启动加速度对应叶轮内部流动极不稳定,产生一定强度和面积的旋涡区且压力变化幅度有较大波动,而较小启动加速度对应叶轮内部流动稳定,压力变化幅度均匀.该结果在启动过渡过程中对控制核主泵的不稳定性有重要的价值.
- 钟华舟朱荣生王秀礼张本营卢永刚
- 关键词：核主泵稳定性数值模拟
- 潜水磨碎泵磨碎装置的优化设计与试验
- 2015年
- 为了提高无堵塞磨碎泵的水力性能及改善磨碎效果,在分析影响无阻塞潜水磨碎泵水力性能和磨碎效果的主要几何因素的基础上建立无阻塞潜水磨碎泵的优化方案,结合无堵塞潜水磨碎泵的使用特点,通过数值模拟软件ANSYS-CFX对无阻塞潜水磨碎泵优化方案进行模拟计算及改进,并通过样机试验对CFD模拟结果进行试验验证,结果表明:磨碎泵动刀盘刀头数目是影响泵水力性能的最主要因素,在保证磨碎效果的前提下,应尽量选用较少的刀头数目;动静刀盘间隙对泵外特性的影响是仅次于动刀盘刀头数目,随着间隙的减小,磨碎泵的水力性能下降明显,但磨碎泵的无过载性能有所提升。经综合分析,GSP-22型磨碎泵动刀盘刀头数目为2和动静刀盘间隙为1.5 mm时最优,同时兼顾了磨碎泵的水力性能和磨碎效果,为磨碎泵的优化设计提供参考指导。
- 王秀礼卢永刚朱荣生王振伟陈宗良张亮亮
- AP1000核主泵排气过渡工况下瞬态流动特性研究被引量：3
- 2016年
- 为了研究核主泵在排气过渡工况下的气液两相流瞬态流动特性,基于非均相流模型,采用CFX软件对核主泵排气过渡工况进行瞬态数值模拟,通过分析叶轮、导叶流道内的压力脉动、涡量变化及速度分布,得到了排气过渡过程的流动变化规律。研究结果表明:气液两相工况下,叶轮各流道内气相、液相的不均匀分布及两相之间的滑移作用,导致叶轮径向力产生大幅度波动;核主泵采用的扭曲型径向导叶,在进口含气率较高的工况下,其流道内易产生气泡堆积现象,使过流面积减小,产生较大的能量损失;核主泵类球形蜗壳的对称性结构,使左侧类隔舌部位出现低流速区,堵塞了部分出口流道,这也是核主泵排气过渡工况运行不稳定的重要原因。
- 朱荣生邢树兵付强李天斌王秀礼
- 关键词：核主泵气液两相流瞬态压力脉动涡量
- 断电停机过渡过程中核主泵气液两相流动特性研究被引量：2
- 2014年
- 为研究断电停机过渡过程中核主泵气液两相瞬态流动特性,借助CFD技术对不同含气量下核主泵内的气液两相流动变化规律及径向力进行了研究,并对计算结果进行试验验证。结果显示,数值模拟数据与试验数据变化趋势吻合,断电停机过渡过程中,在叶轮背面附近产生旋涡,旋涡的存在使气相区域变大且相应的气体体积分数增加。随着流量的减少和转速的降低,叶轮和导叶内存在大量的气相,导致叶轮转换能量的能力减弱。含气量较小时,叶轮内气体体积分数先达到最大值后开始呈离散状回旋下降。而含气量较大时,叶轮内的气体体积分数随流量的减少而增加。含气量对流道内流体的速度影响较大,尤其是对靠近叶片进口方向的流体。随着含气量的增加,叶轮的径向力不平衡程度开始减弱,其最大不平衡径向力由正负值不等转变为以负值为主。
- 王秀礼王鹏袁寿其朱荣生付强
- 关键词：核主泵气液两相
