摘要：根据核主泵的设计参数,采用正交试验对核主泵的主要参数进行了初步正交优化设计。根据正交优化结果,得到了1组最佳几何参数组合及各主要参数对核主泵性能影响的主次顺序,根据主次影响顺序对主要影响因素进行了进一步的多方案优化设计,进而得到能使核主泵具有更好性能的叶轮几何设计参数组合。根据最终的叶轮几何设计参数,建立了三维模型及对其内部流场进行了数值模拟计算,并用相似换算法,设计制造出对应的模型泵进行试验研究。结果显示:试验结果和模拟结果基本吻合,由此可证明叶轮优化设计的正确性。

摘要：为研究核主泵在不同工况下运行的瞬态特性，基于RNG k－ε模型采用CFX三维非定常数值模拟方法分析其在4种不同同心度下压力脉动变化规律。结果表明，改变偏心距并未改变叶轮主频，随偏心距增加叶轮内压力脉动幅值先减小后增大。各偏心距在不同工况下压力呈相似规律变化，且波动次数等于导叶数目，即叶轮内流动状态受导叶影响较大。小流量工况下脉动幅值随偏心距增加波峰出现位置逐渐向下一时刻推移，且不同偏心距下压力脉动幅值差别较大；设计工况下叶轮流道内压力脉动幅值波动明显小于小流量工况，出口压力脉动幅值远大于进口。大流量工况时叶轮内各监测点压力脉动幅值在各偏心距下从叶轮进口到出口均呈不稳定波动，波动幅值远大于设计工况。偏心距为10-15 mm时核主泵运行压力脉动最小。

摘要：对半螺旋吸入室双吸离心泵内部定常三维湍流进行全流道数值模拟。通过3种不同结构形式半螺旋吸入室水力性能的对比,分析导流板对半螺旋吸入室双吸泵性能的影响。运用计算流体力学(CFD)流场软件CFX,采用标准k-ε湍流模型,基于雷诺时均N-S方程,通过SIMPLE算法进行数值模拟分析。计算得到了半螺旋吸入室内部断面速度和压力变化分布图,获得了半螺旋吸入室双吸泵的水力特性以及吸入室水力损失占总损失的份额。计算结果表明:导流板偏置能够有效地改善半螺旋吸入室内部的流动变化规律,可以消除叶轮进口处的漩涡,使吸入口流线比较均匀、稳定,有效减少叶片进口绕流引起的压降,效率高且抗汽蚀的效果好;数值模拟与半螺旋吸入室双吸泵样机的试验结果符合较好。

摘要：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。

摘要：为研究核主泵从设计工况向非设计工况过渡过程的瞬态水力特性及内部流动机理,应用计算流体力学软件CFX对核主泵叶轮流道内的变流量瞬态流动特性进行数值模拟计算。研究结果表明:变流量过渡时,核主泵的压力脉动沿圆周方向分布并不均匀,其变化趋势是逐渐上升到最大值后又降低,基本呈正弦变化规律,瞬态压力波动变化次数等于叶片与导叶片数之间的动静干涉次数,监测点越靠近叶片与导叶交界面,压力波动越大;由于冲角的存在造成叶轮流道内的速度呈先下降后上升的变化趋势;导叶不仅具有将动能转换为压能的功能,同时也具有有效减缓压力脉动幅度的功能;向小流量过渡时,由于流量减少,在靠近叶轮出口处出现二次回流,造成叶轮流道内速度变化幅度随流量的减少而增大。

摘要：针对国内某百万千瓦核反应堆主泵的水力性能要求,完成主泵叶轮和导叶的设计;为研究出口收缩角对水力性能的影响,设计了13种压水室出口收缩角,采用三维软件Pro/E完成了三维造型;利用计算流体力学（CFD）软件Fluent进行定常与非定常三维数值模拟,得到内部流场特性及计算点的压力脉动情况,并对其进行分析。结果表明：收缩角对压水室与出口交接处的前后区域影响显著,收缩角在12°~16°范围内,主泵效率均在70%以上,=15°时效率达最大值74.2%;在=15°且其他结构参数不变的情况下,随着流量的降低,主泵叶轮进口前和导叶出口处回流区域逐渐扩大;随着流量的增加,叶轮进口前回流区域逐渐向叶轮进口偏移;回流是引起压水室与出口交接处压力脉动的主要原因;偏离工况越大,压水室出口处的压力脉动波动越严重。

摘要：选择叶轮外径、叶轮出口宽度、叶片出口安放角、叶片数以及无叶腔宽度5因素,每个因素各取2水平,制定了L8(27)正交试验方案,探索了几何参数对效率、扬程和轴功率的影响规律。旋流泵基本参数为:Q=50 m3/h、H=8 m、n=1 470 r/min。采用流体动力学软件Fluent对正交设计中每种组合进行性能预测,通过分析性能曲线对比图,找到了对于各个性能的最优方案;根据极差的大小对结果进行分析与比较,得到一组最佳参数组合。根据模拟结果设计模型泵并进行试验,试验结果和数值模拟结果基本吻合,验证了数值计算方法的有效性和可靠性,试验结果表明:模型泵达到设计要求,实现无过载的同时,保持了较高的效率与较宽的高效区。本试验结果为进一步研究无过载旋流泵的水力性能和优化设计方法提供了有益的参考。

摘要：为研究含气率对核主泵内部各点压力影响规律及不同泵进口含气率时气体在核主泵内的分布情况,在对核主泵进行水力设计与三维建模基础上,采用CFD技术对核主泵失水事故气液两相流工况进行瞬态数值模拟。通过模拟不同泵进口含气率时核主泵内部流动的瞬态特性,研究泵进口含气率对泵内各点压力的影响规律及气体分布。结果表明,泵进口含气率增大泵内各点压力随之降低;含气率小于0.1时其对监测点压力脉动主频振幅影响不大,且泵内气体聚集现象不明显;含气率大于0.2后监测点压力脉动主频振幅稍有下降,且泵内开始出现明显的气体聚集现象。

摘要：为了使离心式无堵塞泵满足多工况运行的要求,采用不等扬程水力设计方法对模型泵100QW110-16-7.5的叶轮进行优化设计,并结合计算流体力学数值模拟技术分析由原始方案和新方案所得叶轮的内部流场分布,同时,在模拟的基础上对模型样机进行了性能测试.结果表明:采用新方案所得叶轮对流体做功更充分,其流线在不同工况下的分布更均匀、流畅,能够改善泵内流体的流动状况;由新方案所得模型泵在额定流量下的扬程为16.89m,效率为83.11%,已达到节能级离心式清水泵的产品性能要求,在小流量工况下无马鞍区、振动较小,大流量下高效率区的范围较宽,处于0.8q^1.3q且其无堵塞性能优于原始方案;由新方案所得模型泵性能的预测曲线与试验结果基本吻合,最大误差为7.56%.

摘要：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。