张文明
- 作品数：12 被引量：62H指数：5
- 供职机构：西华大学能源与动力工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金西华大学研究生创新基金四川省科技计划项目更多>>
- 相关领域：机械工程动力工程及工程热物理水利工程交通运输工程更多>>
- 含气率对混流泵压水室流场的影响分析
- 2017年
- 为了研究含气率对混流泵压水室内的流场影响,以某厂生产的导叶式混流泵为研究对象,应用商业CFD软件进行数值模拟分析,得到在不同份额含气率条件下压水室内部的流场特性。结果表明:混流泵压水室出口处的流速要比其他位置上的流速大,不符合压水室出口处能量转换的定律,而且随着含气率的增大混流泵压水室在径向流道方向上的压力也在不断增大,并在压水室外壁上出现局部的高压现象,这对混流泵压水室强度有一定的考验。在靠近导叶出口处的压水室内有大量的气体聚集,影响混流泵的运行稳定性。
- 张文明赖喜德廖功磊廖姣
- 关键词：混流泵含气率
- 多工况下分流叶片离心泵非定常空化特性分析被引量：1
- 2017年
- 为了进一步优化离心泵叶轮流道,提高离心泵的空化性能,对有/无分流叶片离心泵进行全流道三维非定常湍流空化数值模拟,分析0.4Q^1.0Q工况下泵的空化性能。结果显示:在空化充分发展的情况下,无分流叶片离心泵扬程对NPSH的降低比较敏感;添加分流叶片后,离心泵的扬程提高,叶轮进口部位的低压区域减少,叶轮内湍动能明显减小,泵的抗空化性能明显增强;随着流量的降低,泵的临界空化余量降低,但泵内发生严重空化的速率逐渐加快;当离心泵内发生严重空化时,空泡将堵塞整个叶轮流道。
- 张兴廖姣张文明
- 关键词：离心泵非定常空化特性
- 混流式水轮机尾水管涡带及其改善措施研究被引量：14
- 2017年
- 尾水管中的偏心回转涡带是引起机组振动的重要原因之一。为了降低尾水管内的压力脉动,对一混流式水轮机进行三维非定常数值模拟,分析水轮机在部分负荷工况下压力脉动的幅值及频率特性。同时对加长泄水锥、0.03Q水力干扰、加长泄水锥与水力干扰共同作用的3种改进方案进行数值模拟,对比分析改进后尾水管的压力脉动特性。研究结果表明:3种改善措施均能有效改善尾水管内的压力脉动。加长泄水锥对降低尾水管直锥管段的压力脉动比较明显,相对于仅添加水力干扰,水力干扰与加长泄水锥方法联合能更有效的改变尾水管内的压力脉动的幅值和频率。3种改进措施均会降低水轮机效率,其中加长泄水锥与水力干扰结合方案的水轮机效率下降最大。
- 张兴赖喜德廖姣张文明
- 关键词：混流式水轮机涡带压力脉动
- 基于固液两相流的离心泵内部流场数值分析被引量：13
- 2017年
- 为了初步研究泥沙颗粒直径对离心泵性能及内部流场的影响,本研究采用particles粒子模型对某离心泵进行全流道数值模拟实验。重点分析了在相同泥沙颗粒体积分数和不同来流泥沙颗粒直径下叶片表面的泥沙颗粒的体积分数分布、泥沙颗粒速度分布的情况。结果表明:由于固体的存在使得流动不稳定,同一离心泵在固液两相流介质下运行较单相流介质会不同程度使泵扬程和效率下降,在相同工况下,随着泥沙颗粒直径的增加,叶片表面泥沙颗粒体积分数上升,且有向压力面偏移的趋势,叶片表面泥沙颗粒速度也逐渐增大;导致叶片进水边、叶片吸力面出水边磨损较为严重。该研究可为以含沙水为工作介质的离心泵设计提供一定的参考。
- 廖姣赖喜德廖功磊张文明
- 关键词：泥沙数值模拟叶片离心泵
- 不同含气率下混流泵叶轮内流场特性分析
- 2017年
- 为了研究含气率下混流泵运行过程中叶轮内部的流动及压力变化情况,以某厂生产的导叶式混流泵为研究对象,应用商业CFD软件对不同含气率条件下额定流量运行过程中的混流泵进行瞬态数值模拟计算。结果表明:当泵进口含气率小于10%时,对叶轮流道内的压力分布与气相分布影响不明显,叶片上的压力波动变化幅度不大;当含气率大于10%时,气体逐渐在叶轮流道局部区域上聚集,叶轮上的压力脉动主频振幅开始逐渐增大,且在其出口处的压力脉动最为剧烈,并伴随着局部高压现象的发生。
- 张文明赖喜德廖功磊张兴
- 关键词：混流泵叶轮含气率压力脉动
- 叶片数对低比转速离心泵性能影响分析被引量：16
- 2017年
- 振动及空化是影响离心泵性能的重要因素。为了进一步优化流道,提高离心泵的性能,在保证离心泵其他参数不变的情况下,设计了3种不同叶片数叶轮。对3种离心泵进行全流道三维非定常湍流数值模拟,分析叶片数对离心泵性能的影响。结果显示:不同叶片数离心泵在两个监测点的压力脉动主频都是相对应的叶片通过频率,次频为叶片通过频率的倍频。叶片数的变化对隔舌处的压力脉动变化影响较大。随着叶片数的增加,离心泵的扬程逐渐增大,离心泵的效率变化比较复杂,当叶片数为5时,离心泵的效率最高。随着进口压力的不断降低,离心泵叶轮所受扭矩发生变化,在临界空化余量附近,泵扭矩发生陡降。
- 张兴张文明廖姣
- 关键词：离心泵低比转速压力脉动空化性能
- 混流式水轮机叶道涡工况下转轮的流动特性分析被引量：5
- 2017年
- 为了探究叶道涡工况下混流式水轮机转轮的流动特性,以某长短叶片混流式水轮机为例,选取出现叶道涡的小流量工况,基于N-S方程及RNG_(κ-ε)湍流模型对水轮机进行全流道定常和非定常流动数值模拟,分析叶道涡复杂流动对转轮内部流动的影响。结果表明,在叶道涡工况下,由于导叶出流角的减小,导致转轮叶片头部与来流发生撞击,使流道中的湍流、漩涡现象发展更加剧烈,加强了叶片压力的不均匀分布;容易产生裂纹的叶片危险部位的压力脉动频率等于转轮频率与叶片数的乘积;分布于转轮叶片靠近上冠处的叶道涡对转轮的流动影响较大,导致此处的压力脉动的频率高、振幅大,因此易产生局部的高频应力,致使转轮在该位置产生周期性的疲劳破坏。
- 张兴张文明廖姣
- 关键词：混流式水轮机叶道涡湍流特性
- 混流式水轮机改造前后转轮内固液两相流数值分析被引量：2
- 2017年
- 为了探究混流式水轮机改造前后转轮泥沙磨损情况,采用固液两相流模型对某电站改造前后的混流式水轮机进行全流道数值模拟,分析不同工况下转轮叶片表面泥沙分布,转轮叶片表面固液两相速度差,以及水轮机效率。结果表明:小流量工况下泥沙磨损最严重;水轮机改造后,叶片表面泥沙体积分数下降,固液两相速度差减少,泥沙磨损减弱,水轮机效率较改造前提升了5.5%。该研究可为水轮机改造提供一定的参考。
- 廖姣张文明张兴
- 关键词：泥沙混流式水轮机
- 高水头混流式水轮机内部固液两相流数值分析被引量：6
- 2017年
- 针对泥沙直径对混流式水轮机蜗壳和导水机构内部流场产生影响的问题进行了初步研究,采用固液两相流模型对某电站的高水头混流式水轮机进行了全流道数值模拟,通过单一变量法来研究不同来流泥沙的直径对蜗壳和导水机构内部压力及泥沙分布产生的影响。研究结果表明:与清水相比,含沙水流会不同程度地使蜗壳和导水机构内部的水压力载荷增加,在相同工况下,蜗壳底部、蜗壳鼻端、固定导叶和活动导叶头部的泥沙浓度较大;小直径下泥沙分布均匀,随着泥沙直径的增加,泥沙浓度的梯度变大,泥沙分布更加集中,从而会使磨损加剧。该研究成果可为在含沙水流中运行的水轮机设计提供参考。
- 廖姣张兴张文明
- 关键词：泥沙数值模拟蜗壳导水机构高水头混流式水轮机
- 小流量工况对混流泵气液两相瞬态流动特性的影响被引量：3
- 2017年
- 为研究气液两相流对小流量工况下混流泵叶轮的影响,采用Euler-Euler非均相流模型,应用商业计算流体力学软件ANSYS CFX~模拟分析混流泵叶轮内的气液两相瞬态流动特性。结果表明,在一定含气率条件下,叶轮内的流体速度在小流量工况时受气相影响较大;不同流量工况时气相主要集中在靠近叶轮背面区域内;流量变小时,在叶轮入口到出口方向上由高扬程产生的压差作用是叶轮流道内气体体积分数变化的主要原因,且流量愈小其对叶轮进口处的气相体积分布影响越大。研究成果可以弥补混流泵理论研究的不足。
- 张文明张兴廖姣赵晓辉
- 关键词：混流泵小流量含气率
