摘要：根据相似系统原理和流体网络理论建立了自激振荡脉冲射流喷嘴装置的等效网络模型,利用系统传递函数推导了系统频率特性方程并进行了数值计算。结果表明:喷嘴装置的固有频率主要由喷嘴形状、结构参数、入口流速、射流中压力扰动波波速决定;自激振荡腔腔径、自激振荡腔腔长、上喷嘴直径、下喷嘴直径都对系统频率特性影响很大。提出了相应的自激振荡脉冲射流喷嘴设计准则,即喷嘴装置在最佳阻尼比下产生谐波共振。

摘要：针对滴灌用水力旋流器,采用高浓度混合多相流模型并结合雷诺应力模型和颗粒动力学理论对其内部颗粒体积浓度分布和分离效率进行了数值模拟。模拟首先得到了水力旋流器内不同粒径颗粒浓度分布情况和分离效果,对于小粒径颗粒主要集中在内旋流区域,分离效率较差,而大粒径颗粒集中在外旋流区域,分离效率较高;对于颗粒分离效率,混合多相流模型和欧拉多相流模型的计算结果基本一致;最后分析了旋流器进口速度和浓度变化对颗粒分离效率的影响。计算结果表明,混合多相流模型可用于水力旋流器内高浓度多相流的数值模拟,对滴灌用水力旋流器的选择和结构优化设计具有重要的指导意义。

摘要：针对由轴流泵内部流动复杂性导致的性能曲线难易获取的问题,致力于经济、可靠的获取其基本性能曲线和预测其基本性能,以期产生缩短设计和制造周期、降低技术改造费用等巨大的经济效益和社会效益。采用小波神经网络方法建立了轴流泵性能预测的数学模型,通过2个模型训练考查了其适应性、收敛性和精度,说明了其相对BP神经网络具有网络收敛速度大幅加快(由95缩短到15 s)和精度大幅提高(期望误差由2.0×10-2减小到6.5×10-4)的优点,经泵站工程改造过程中预测数据和实测数据的对比分析(扬程误差率均小于1.2%,效率误差率均小于1.5%),充分证明了小波神经网络预测模型的稳定性和实用性,据此获得的轴流泵基本性能曲线和实现的性能预测是经济的、可靠的。该研究可为轴流泵的设计、制造和技术改造提供参考。

摘要：为了探究黄河下游邢家渡引黄闸前泵站簸箕形进水流道主要控制参数对水力性能的影响,运用三维不可压缩流体的N-S方程、RNG k-ε模型和SIMPLEC算法,就流道进口高度、流道长度、吸水室高度、喇叭管进口直径和流道底面倾角5种控制参数,对流道水力性能的影响进行三维湍流数值模拟,分析了不同控制参数下的流道出口流速分布均匀度、速度加权平均角度和流道水力损失与流量的关系.结果表明,吸水室高度和喇叭管进口直径对流速分布均匀度影响较大,其他控制参数影响甚微;不同控制参数下的取值对流道水力损失影响较大,且随流量增大而逐渐增大;提出了流道水流流态良好、水力损失小的流道进口高度、流道长度、吸水室高度和喇叭管进口直径分别为1.51,3.50,0.80和1.50倍的叶轮直径,以及流道底面倾角为0°的较优水力性能控制参数.研究结果可为类似工程设计提供参考.

摘要：为了分析簸箕形进水流道的进口收缩段宽度变化对流道内水流流态的影响,设计了进口收缩段为渐扩形、直线形和渐缩形三种宽度变化的簸箕形进水流道方案。基于三维不可压缩流体的雷诺平均N-S方程,选择VOF模型和RNG k-ε模型,采用SIM⁃PLEC算法,模拟了设计工况下三种簸箕形进水流道方案的三维流场。结果表明:三种流道形式设计都是合理的,其中渐扩形簸箕形进水流道水流流态稍优于直线形簸箕形进水流道,而直线形稍优于渐缩形簸箕形进水流道水流流态。在相同运行工况下,三种簸箕形进水流道进口收缩段流道宽度变化影响了流道内的水流速度、流线和涡量的分布,且均能保证进水流道内良好的水流特性,经过喇叭管的整流,达到了较为理想的水力优化目标值。

摘要：应用能量平衡分析方法,得到脉冲液-气射流泵内能量损失的压力比表达式,分析其传能及传质的机理和主要影响因素,研究了主要流动部件的能量损失变化对脉冲液-气射流泵性能的影响,并进行了相应的试验研究和数值研究.研究可知最优面积比的液-气射流泵应是在较大的流量比区间具有较好的压力比,通过5个面积比的试验得到最优面积比为4.34.研究结果表明:主要流动部件的能量损失的理论分析与试验结果基本一致;计算了主要流动部件的能量损失压力比,分析其与面积比和流量比的关系;脉冲射流频率、射流泵的面积比、流量比和射流泵喉管长度是影响射流泵能量平衡和液-气射流泵能量特性的主要因素.通过各面积比下,脉冲与恒定液-气射流泵能量损失压力比、性能、效率的试验数据进行对比研究,验证了脉冲射流是提高液-气射流泵效率的有效途径.

摘要：为了解运行参数对自激吸气脉冲射流装置性能影响的重要性次序,探究各运行参数间是否存在耦合作用,运用正交试验方法,选取最佳配比范围内的自激吸气脉冲射流装置,对不同运行参数下的自激吸气脉冲射流装置的吸气性能和冲击性能进行了试验研究,分析了围压、工作压力、射流靶距等运行参数对装置性能的影响程度及敏感度。结果表明:各运行参数对装置吸气性能影响的主次顺序为工作压力、围压、射流靶距以及工作压力和射流靶距的交互作用;对装置冲击性能影响的主次顺序是射流靶距、工作压力、围压以及工作压力和射流靶距的交互作用。最后,探讨了各运行参数对靶盘径向压力分布的影响。

摘要：对偏向吸入和水平放置的液体射流泵的基本性能和内部流动分别进行了试验和三维数值模拟.数值模拟采用k-ε双方程湍流模型和SIMPLE算法,数值模拟结果与试验结果在最高效率工况附近基本重合.利用数值模拟结果对射流泵内两股流体的混合过程和流动规律进行了分析,发现对于大流量工况(流量比q>0.8),在喉管入口0.6倍喉管直径长度内,出现由局部损失和摩阻损失引起的当地压力比降低,被吸流体能量损失的现象;随着流量比的增大,单位被吸流体获得能量减少,两股流体传能距离增加,速度混合均匀长度为6～8倍喉管直径,大于喉管内压力比达到峰值的长度;喉管内两股流体混合流动过程与形成充分发展湍流过程类似;对偏向吸入的射流泵,吸入腔体内流动不对称,导致内部截面存在二次流动诱导旋涡,但是喉管内二次流动速度远小于主流速度,因此采用二维理论分析能够反映射流泵性能的主要特征.

摘要：轴流泵及其泵站装置对国民经济的发展起着重要的作用,在水利工程中应用广泛,尤其是南水北调工程实施过程中的表现尤为明显。但因其流动的复杂性而致使设计和制造过程繁琐,且经济性较差。结合轴流泵站装置的管路特性参数和轴流泵的结构参数,基于水力损失法,建立了其在设计流量附近的性能预测数学模型,并据此开发了性能预测和绘制基本性能曲线的应用程序,同时在田山一级泵站进行了现场试验,通过预测值和实测值之间的对比、分析,验证了性能预测模型和应用程序的实用性,在田山一级泵站的技术改造过程中发挥了重要的作用,有效缩短了技术改造的时间,也获得了较大的经济和社会效益。同时,为提高预测的精度和扩大其实用性,提出了下一步研究工作的重点。

摘要：利用PIV流场测试技术,对低比速混流式模型水泵水轮机转轮在水轮机工况下进行了可视化研究,结果表明水泵水轮机模型在设计工况下转轮区的流态较好;在非设计工况下,不管正冲角还是负冲角,翼间流场都会有一定的脱流与旋涡存在。尤其在大流量工况下,在叶片正面形成的脱流漩涡,其位置几乎不变,机组运行比较稳定;在小流量工况下,存在着周期性的脱流漩涡,从进口附近逐渐变化到出口附近,机组运行不稳定。