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集流管结构对旋喷泵外特性及尾流影响被引量：1: 2021年; 针对集流管结构严重影响旋喷泵性能这一问题,本文以专用的旋喷泵开式试验台和5种安装不同结构集流管的模型泵为研究对象,分析了集流管结构对旋喷泵内、外特性影响。数值计算为避免各向同性涡粘假设,选择雷诺应力RSM linear pressure-strain模型,将数值计算结果与试验结果对比以验证其可信度。结果表明:试验泵集流管进口直径过小或者过大都会导致旋喷泵扬程与效率的下降。集流管外形对旋喷泵的扬程、效率影响明显,翼形集流管扬程、效率较高。旋喷泵尾流区相对半径r′<0.5与r′>1.0范围内受旋壳效应影响,高速层和低速层之间动量传递剧烈,不同结构集流管在同一位置坐标雷诺应力数值差异普遍在10-4量级。研究结果可为集流管结构设计及选型提供重要基础。; 黄祺刘在伦李琪飞权辉曾继来; 关键词：旋喷泵集流管测压管雷诺应力尾流

可逆式水轮机过渡过程水力计算方法研究: 2015年; 在可逆式水轮机复杂的过渡过程中,压力突变一直没有准确的算法能够描述,虽然水击特征线方程和连续方程能够大致计算出过渡过程中的压力变化,但存在计算量很大的问题。利用FLUENT软件并改变转轮的边界条件,基于雷诺时均方程和RNGk-ε湍流模型,将压力和速度耦合,采用半隐式(SIMPLEC)算法模拟分析了可逆机过渡过程中不同工况点的水力变化特点,得出了可逆式水轮机甩负荷过程中的水力特性,其与理论公式计算结果极为相近,为可逆机过渡过程的水力计算提供了一条新的途径。; 黄祺聂雄杰钱隆王得蛟; 关键词：可逆式水轮机水力特性

可逆式水轮机变工况研究: 2013年; 针对抽水蓄能电站稳定性的要求,利用可逆式水轮机水泵工况断电过程中蜗壳出水边的压力始终保持恒定(水轮机工况的水头),机组转速连续变化这一规律,根据转速的不同来选取不同的工况点。在Fluent软件中,通过变换转轮的边界条件设置,可模拟可逆式水轮机水泵断电过程不同工况点水力变化,计算时采用雷诺时均方程和RNGk-ε湍流模型,压力和速度耦合采用半隐式(SIMPLEC)算法。对可逆式水轮机不同工况点模拟结果进行了分析总结,数值试验结果直观地反映了可逆式水轮机水泵工况断电的不同工况点、叶片表面的压力分布、蜗壳内部的流场漩涡分布、水力损失等,对可逆式水轮机的转轮设计和结构优化有一定的应用价值。; 李琪飞李仁年黄祺吕文娟郭树熊; 关键词：可逆式水轮机数值模拟结构优化

灯泡贯流式水轮机在小流量工况下的内流特性分析: 2022年; 为了研究灯泡贯流式水轮机在小流量工况下的内流特性,以某水电站贯流式水轮机为研究对象,利用RNG k-ε湍流模型对全流道进行数值计算,分析在小流量工况下尾水管恢复系数和全流道流动情况,并定量分析水轮机部分过流部件的压力脉动情况。结果表明:在小流量工况下当电站水头和导叶开度不匹配时,尾水管的恢复系数减小,当尾水管恢复系数减小2%~3%时,机组效率降低1%;受转轮主流区和尾水管死水区的相互作用,在尾水管边壁会形成漩涡结构,有明显的回流且在边壁存在高速流体;在小流量工况下,机组主要受低频压力脉动影响,转轮进口处的主频是由在转轮转动和导叶提供机组环量时产生的,在尾水管中主要受频率为0.2 Hz的低频压力脉动影响,压力脉动系数沿尾水管出口方向依次增大,最大为1.75%。; 李琪飞周峰林志伟黄祺马琴珍任慧刚; 关键词：灯泡贯流式水轮机尾水管压力脉动

基于旋壳圆筒效应的旋喷泵内部压力计算模型被引量：1: 2020年; 旋喷泵内部压力提升是叶轮与旋壳共同作用的结果,一直以来泵腔内部压力根据叶轮出口压力确定,忽略了旋壳的圆筒效应,导致泵腔压力计算不够准确。为解决这一问题,基于旋壳圆筒效应建立旋喷泵内部压力数学模型,引入液体旋转系数,应用试验与数值计算相结合的方法对液体旋转系数进行了分析验证,并对液体旋转系数的影响因素进行了敏感性分析。结果表明:可以建立旋喷泵内部压力数学模型,通过理论计算内部压力分布,旋喷泵内部压力计算需考虑旋壳效应;试验泵液体旋转系数为0.75,在该系数下泵腔内部压力理论值与试验值吻合度较高;以一复式叶轮旋喷泵为实例,验证了该旋喷泵内部压力数学模型的可靠性。液体旋转系数影响因素敏感性分析表明:壁面粗糙度、转速、流量对液体旋转系数影响较小,试验范围内液体旋转系数介于0.736~0.764之间,波动较小,不超过3%,可以认为是定值。本研究结果可为旋喷泵内部压力理论计算及集流管安装高度选取提供参考。; 黄祺刘在伦权辉李琪飞郭广强王小兵; 关键词：旋喷泵

浮潜式消防泵启动过程瞬态特性的数值模拟被引量：2: 2019年; 为了研究浮潜式消防泵在启动过程中的瞬态特性,建立包含泵、水箱及循环管路在内的三维封闭模型,运用Fluent 14. 5商用软件,采用RNG k-ε湍流模型,并结合UDF程序加载转速变化规律对模型进行非稳态数值模拟.分析泵在启动过程中其流量、扬程、叶轮加速转矩、总效率、叶轮轴向力及径向力随启动时间的变化规律.研究结果表明:泵在启动过程中其流量、扬程及总效率的变化主要取决于动力源的启动特性,并呈指数上升趋势,叶轮的加速转矩随启动时间的增加而逐渐减小;当泵转速达到额定转速时其加速转矩为0,在泵启动初期因流量严重偏离额定流量而导致其产生较大的轴向力及径向力,随着启动时间的增加,泵的轴向力及径向力逐渐减小,最后趋于稳定.研究为离心泵的优化设计、振动及噪声诊断提供理论参考.; 郭广强张人会张人会赵万勇黄祺; 关键词：启动过程瞬态特性轴向力径向力数值模拟

基于内流场的可逆式水轮机转轮设计被引量：1: 2012年; 针对可逆式水轮机效率普遍较低这一问题,借鉴低比转速混流式水轮机的叶片设计理论,对一给定参数的可逆式水轮机进行水力设计、Pro/E三维造型.计算采用雷诺时均方程和RNGk-ε湍流模型,压力和速度耦合采用SIMPLEC算法.数值计算结果表明,可逆机水轮机工况的最优效率达到91%,水泵工况的最优效率达到82%,反复修正模型还有进一步提升的空间.; 李仁年黄祺李琪飞韩伟蒋敦军; 关键词：可逆式水轮机数值模拟三维模型网格

双流道水力透平的性能预测与结构优化: 2012年; 借鉴低比转速混流式水轮机的叶片设计原理与双吸泵的结构型式,设计出一种卧式双流道混流式水力透平机.为了对其结构进行优化,保证性能和最大化水能回收效率,又能最大限度地降低研究成本,对导水部件采用几种不同翼型导叶的方案进行了探讨.研究结果表明:利用传统的头部较厚的导叶不利于水流绕流,在导叶头部处能量损失严重,而添加头部修型的负曲率导叶的水力透平效率最优,且在小流量工况下其水力性能较其他方案好,表明该导叶应用工况范围广,选择该设计要求下水力透平的导叶,缩短了产品设计周期与节约了成本,为将来水力透平机的结构优化和性能预测提供了有益的理论和实际应用参考.; 蒋敦军李仁年文玉立权辉黄祺; 关键词：水力透平导叶结构优化

旋壳差速效应对旋喷泵性能影响被引量：1: 2021年; 以旋喷泵为试验对象,完成了旋壳与叶轮同步变转速性能试验以及旋壳与叶轮非同步差速数值研究.为避免各向同性涡黏假设,数值计算选择雷诺应力RSM linear pressure-strain模型,将数值计算与试验结果对比以验证其可信度.结果表明:变转速试验中该泵的流量与扬程符合相似定律,最优效率基本保持不变,各转速下最优效率的最大偏差为3.1%,趋于常数.差速试验中旋壳转速升高引起径向液体压力梯度增大,导致旋壳内任意位置半径r大于叶轮出口半径r2区域的液体压力增加,而旋壳内任意位置半径小于叶轮出口半径区域液体的压力降低.受叶轮与旋壳差速扰动影响,集流管进口和尾涡区域湍流动能数值普遍较高,该区域能量损失大,涡的大小、形态、涡心位置随旋壳转速不断变化,主要分布在叶轮出口与流动中心区.与额定工况相比,旋壳转速的升高能够提高旋喷泵的扬程,但由内壁面带动液体快速旋转增加液体能量的方式会导致泵效率下降.旋壳转速在一定范围内的降低有利于能源的高效利用,提高泵效率,该泵试验范围内最优旋壳与叶轮转速比为0.75,研究结果对今后旋喷泵差速运行有指导意义.; 黄祺刘在伦王小兵李琪飞权辉王东伟; 关键词：旋喷泵集流管变转速

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