摘要：为了提高设计精度及效率,缩短设计周期,在AutoCAD 2008平台上,成功开发了诱导轮水力设计的参数化CAD软件,并结合2维水力设计软件产生的数据,在Pro/E平台上成功开发了诱导轮3维造型软件.运用所开发的软件,进行了诱导轮设计,并对泵及诱导轮的气蚀性能进行了定常数值计算,得到了气蚀发生时泵及诱导轮内部气液两相分布规律,对临界气蚀余量下泵叶轮及诱导轮叶片表面的压力分布进行了分析,并对不同气蚀余量下泵叶轮以及诱导轮内部的空泡分布规律进行了探讨.试验验证表明:加装诱导轮后泵气蚀余量小于0.55m,满足设计要求.

摘要：将常用于水翼、螺旋桨等的空化模型应用于离心泵空化流数值计算,以比转速为94的离心泵为研究对象,在不同流量系数下,分别进行了空化性能的数值计算和试验研究.比较了计算和试验得到的空化性能曲线,发现各流量系数下模拟均能捕捉到较低空化数时扬程系数的下降,而且与试验结果较为一致.此外,还对设计工况下叶轮流道空泡和总压系数分布规律以及叶片压力系数分布规律进行了分析.对数值预测结果的分析表明:使用Kunz空化模型进行离心泵空化流数值计算能够较为真实地反映离心泵的空化性能.

摘要：为寻求一种更好的数值计算方法来模拟离心泵空化流,该文比较了Zwart-Gerber-Belamri模型、Kunz模型和Schnerr-Sauer模型在离心泵空化流模拟中的适用性。在3个不同的流量系数(φ=0.082、0.102、0.122)下,将每个模型的数值计算结果与试验结果进行对比,发现设计流量系数和小流量系数下Kunz模型的模拟结果与试验值最为吻合,大流量系数下Zwart-Gerber-Belamri模型的模拟结果更接近试验值。分析了φ=0.102时Kunz模型得到的空化流场,发现随着空化数的减小,空泡首先在叶片吸力面进口边附近产生,然后沿叶片吸力面向出口方向和叶片压力面扩展;叶轮流道总压系数的下降主要发生在上游断面,空化的发展对下游断面的影响很小;空化对叶片表面载荷分布影响较大。

摘要：在变螺距诱导轮设计过程中引入角度变化系数来控制型线变化的规律,利用自主开发的诱导轮设计软件,选取代表3种不同特征型线的角度变化系数,设计了3台不同型线变化规律的变螺距诱导轮,并通过数值计算的方法,研究了角度变化系数m对诱导轮性能的影响。结果表明,诱导轮的扬程与效率随着角度变化系数的增加逐渐降低,在m=0.5时诱导轮的扬程与效率最高;诱导轮的临界空化余量随着角度变化系数的增加而逐渐降低,在m=2时诱导轮的空化性能最优。因此,在进行诱导轮的角度变化系数选择时,要综合考虑诱导轮的能量特性和空化特性。

摘要：针对应用在液体火箭发动机上的三瓣式高速浮环密封(TFRS),揭示密封在复杂多变工况下的泄漏特性和磨损特性,得到影响密封特性的敏感参数,促进高速密封技术的发展。针对压力、转速和密封周向弹簧比压等关键敏感参数,数值模拟了密封的泄漏率变化规律,试验测量了密封环的泄漏率和磨损率。研究结果表明:泄漏率和磨损率都随压力增大而增大;转速对三瓣式高速浮环密封磨损率敏感,对密封泄漏率不敏感,随着转速的增加,磨损率增大较快,泄漏率减小较慢;随着密封周向弹簧比压的增大,前期密封周向弹簧比压对泄漏率敏感,此时泄漏率变化幅度较大,磨损率变化幅度较小,后期密封周向弹簧比压对磨损率敏感,此时磨损率变化幅度较大,泄漏率变化幅度较小,密封周向弹簧比压在适当范围内时,泄漏率和磨损率都较小。研究结果为液体火箭发动机三瓣式高速浮环密封的设计、实际应用和深入研究提供了基础。

摘要：系统阐述了诱导轮的基本理论与结构特点,改进了诱导轮的水力设计方法。采用5个翼型来设计诱导轮叶片,并推导出了轮毂轴向长度的计算公式。基于此方法,在AutoCAD 2008平台上,采用C++作为编程语言,在Ob ject-ARX 2008环境下开发成功了用于诱导轮水力设计的参数化CAD软件。该软件界面友好,使用简单,实现了诱导轮水力设计的参数化,提高了诱导轮水力设计的工作效率,并为后续诱导轮三维参数化造型软件的开发提供了数据接口。

摘要：为了准确地研究型线变化规律对诱导轮性能的影响,采用4种典型的型线变化规律分别设计了四台变螺距诱导轮,分析了型线变化规律对诱导轮的能量特性和空化特性的影响,并给出了诱导轮设计过程中型线变化规律的选择依据。通过仿真分析研究了空化发生过程中,气泡在诱导轮压力面和吸力面间的生长分布情况,捕捉到了在NPSHa不断下降过程中,空泡在叶片间发生、蔓延及阻塞等特征,并通过切割诱导轮流道,研究了诱导轮进出口流道能量变化过程。最终,根据设计要求,对一台离心泵进行了诱导轮设计,试验结果表明:离心泵的空化性能得到明显的改善,配置诱导轮后泵机组必需空化余量约为0.414m。

摘要：基于ANSYS软件平台,对高性能旋转动密封环流场进行了数值仿真分析与计算,研究了高性能旋转动密封环圆弧槽槽形结构和圆弧槽几何结构尺寸与密封环液膜压力和剪切应力之间的关系,由此得出了高性旋转动密封环设计准则,采用该准则设计、制造的高性能旋转动密封环通过了坦克专用传动系统密封试验台密封性能和密封可靠性试验考核,试验结果表明,高性能旋转动密封环满足设计与使用要求。

摘要：通过试验和数值计算研究了一台双吸泵的空化性能。为得到更为精确的模拟结果,在进行数值计算之前,分别对湍流模型和空化模型进行了改进,并通过二次开发技术把改进后的模型添加到CFX中。把非空化与空化状态下的模拟结果与试验结果进行了详细的对比,对比结果表明数值计算能够较好地预测双吸泵的能量特性及空化特性。此外,为较为全面地研究该双吸泵内的空化流场,不仅分析了叶轮内空泡体积分数分布和吸水室内空泡分布,还对泵体沿吸水室隔舌中间断面静压分布和叶轮流道内总压分布进行了仔细的研究。研究结果明确了泵性能下降的主要原因是空化的发展,且数值计算能够较为真实地反映双吸泵的空化性能,从而为泵的优化设计提供参考。

摘要：以少量常压煤油介质条件下涡轮泵用球面装配机械密封为对象,通过实验测试分析端面磨损形成机理。设计实验工装,实现金属环截面9点温度矩阵和石墨环座3位置轴向位移的测试,得到两种弹簧力条件下温升和位移演变数据,并对磨损端面进行光学显微观测和径向轮廓测量。结果表明:磨损深度以内径处最大,至靠近外径处一定宽度内无磨损;随转速的升高密封环轴向及径向温度梯度不断增大;两工况下密封环倾转热变形造成的端面间隙锥度约为2.5 mrad和7.5 mrad。对于该型式密封,有必要通过端面开设流体动压槽以形成主动泵入润滑等方法来改善流体静压润滑效应缺失造成的严重磨损。