摘要：叶轮是竖井贯流泵进行能量转换的核心部件,改进叶轮的几何结构可以有效改善竖井贯流泵的能量特性。本文基于RANS方程和RNGk-s端流模型,计算并分析了原型竖井贯流泵在0.6Q~1.3Q内9个不同流量工况下的叶轮部分及整机能量特性和扬程-流量关系,得到了原型泵叶轮和整机效率随流量变化的曲线,并对优化设计前后的模型进行了计算对比。研究表明:小流量工况下,整机效率同叶轮效率具有一致的变化水平,并且主要存在涡流损失;大流量工况下,整机效率随流量增加而下降的幅度大于叶轮,并且主要存在撞击损失和摩擦损失。叶轮叶片包角的改变不仅可以使效率曲线发生偏移,也能使扬程曲线偏转。当流量逐渐增大时,大包角叶轮效率表现逐渐向好,叶轮扬程下降的幅度也随之加快;而随着流量的减小,小包角叶轮性能表现更佳,叶轮扬程上升的幅度增快。

摘要：为了研究斜流泵转子系统的动力学特性,以某型号的斜流泵作为研究对象,采用计算流体力学软件CFX 2021R1和有限元分析软件ANSYS Workbench 2021R1平台,对斜流泵转子系统的干湿模态固有频率和振型、临界转速以及基于流固耦合的瞬态动力学进行了求解,研究了叶轮叶片不同位置的变形与应力分布,对比分析了不同流量工况对叶轮叶片变形与应力分布的影响。结果表明:湿模态下转子固有频率会下降,同时随着阶数的增加,固有频率下降程度逐渐明显,第3阶模态时下降程度最小,下降率Δf为9.82%,第6阶模态时下降程度最大,下降率Δf为44.31%。计算所得第2阶模态的临界转速为7369 r/min,远大于转子工作转速,说明转子系统在工作转速下运行时不会发生共振,符合转子动力学的设计要求,能够稳定运转。叶轮叶片背面与工作面总变形量的变化趋势和变形量基本一致,叶片工作面出口叶顶位置变形量最大,幅值达到2.6755 mm,各个位置处工作面变形量都大于背面,最大变形量差值为0.0358 mm,叶顶处变形量都大于叶根处,最大差值为1.0177 mm;叶片工作面进口叶顶处与背面处应力变化趋势和应力幅值大致相似,叶片工作面进口叶顶处与出口叶根处应力幅值都大于相应背面处,而在叶片背面出口叶根处应力幅值大于工作面处。叶片出口处测点应力幅值明显大于进口处测点,叶片背面出口叶根处等效应力最大,最大幅值约6 MPa。不同流量工况下叶片变形量的变化趋势相似,随着流量增大,叶轮叶片各位置处变形量逐渐减小。0.6Q时叶片变形量随时间变化波动最大,最大变形量为3.0672 mm,出现在叶片出口叶顶位置;在叶片叶顶处,随流量增大,应力波动逐渐减小,叶片叶根处,Q时应力幅值波动最大,进口与出口应力波动最小处分别出现在0.6Q与0.8Q流量工况,各位置最大等效应力为12.456 MPa,叶根处每一个应力波动结束后,0.6Q与0.8Q应力曲线会额外多一次小波动,因此应避免泵在小流量工况下运行,并且应加强叶轮叶根处叶片厚度。研究结果可以为斜流泵转子系统运行稳定性分析以及叶轮叶片的结构优化设计提供参考。

摘要：为了提高离心泵的性能预测,降低离心泵产品的研发成本,提出一种基于ANSYS Workbench平台集成CFturbo参数化设计离心泵的设计方法,该方法联合CFturbo的参数化设计并集成于ANSYS Workbench平台,运用CFX进行数值仿真计算,再进行Design Exploration响应面优化设计,能够快速设计并优化离心泵叶轮外参数值,形成闭环设计,使设计研发得到快速解决,同时可以有效提升离心泵的水力设计达到节能增效的设计目的。

摘要：为了厘清多级叶轮与侧流道之间的干涉作用以及泵级间的流动形式,从而提高侧流道泵的水力性能和运行可靠性,选取一台带有前置离心叶轮并串联两级径向叶轮的多级侧流道泵作为研究对象,利用ANSYS CFX软件对其进行数值模拟计算.通过傅里叶变换和小波分解方法,研究不同时序位置对叶轮内部和出口处压力脉动的影响,发现侧流道泵最佳时序位置角度与叶轮级数成反比,而与叶片夹角成正比.经过时序位置的优化调整,可以降低侧流道泵的振动并提高出口压力的稳定性,从而提高侧流道泵的整体性能.研究结果可为多级侧流道泵的设计提供有效的参考意见.

摘要：基于RNG k-ε紊流模型和雷诺时均N-S方程,运用流体计算CFD软件对钟型进水流道的轴流泵装置进行三维流动数值模拟以及水力性能的优化设计。通过先局部后整体的方法先单独对钟型进水流道进行优化,然后在整体泵装置内对弯管式出水流道进行优化,对进、出水流道进行三维参数化建模,进水流道以出口断面速度均匀度和水力损失为目标函数,出水流道以泵装置效率为目标函数,针对设计流量工况点,分别对进水流道和出水流道各控制参数方案进行数值模拟计算,分析不同控制尺寸对进、出水流道水力性能的影响。最后通过模型试验对优化方案数值计算结果进行可靠性验证。数值模拟和模型试验结果表明,优化后钟型进水流道的水力损失由0.348 m降低到0.148 m,钟型进水流道出口流速均匀度由54.59%提高到93.35%;弯管式出水流道的水力损失由0.464 m降低到0.415 m,通过优化流态得到了改善。模型泵装置试验在叶片安放角0°时,设计工况下泵装置效率达到74%,泵装置最高效率为76.47%,高效区运行范围较宽;进出水流道无漩涡产生,流态均匀,数值模拟和模型试验外特性曲线误差在5%以内,进水流道水力损失曲线趋势相同。运用数值模拟优化计算钟型进水流道的轴流泵装置,缩短了试验周期,节约了成本,可为同类泵站的设计和安全运行提供参考。

摘要：为提高某焊接式直叶片空间导叶斜流泵的效率,利用CFD技术对模型泵进行数值计算。对泵内整个流场进行分析,得出泵叶轮内流体流动顺畅、均匀,而导叶体内流体流动紊乱,并在导叶体的进口处存在较大的漩涡。因此,对泵的导叶体结构提出了8种改型方案,并对它们进行数值模拟。结果表明:在改变导叶体的叶片数、进口角度及导叶片长度组合中,当导叶片数为9、进口角度为23°、叶片长度为210mm时,泵的效率提高的幅度最大,提高1.74%;而改变导叶体的内筒结构,泵的效率提高2.73%。这对设计出高效率焊接式直叶片空间导叶斜流泵具有一定的指导意义。

摘要：电池箱作为保护电动汽车电池的重要载体,其强度必须符合设计要求。通过UG建立电池箱模型,将其导入ANSYS中,通过有限元分析对其强度进行校核,结果表明:电池箱的总应力最大值出现在电池箱底部中心位置,其值为2.48 MPa,远小于DC03材料屈服应力170 MPa,强度满足要求。

摘要：随着我国农业的发展,移动式轻小型喷灌溉设备在农业灌溉领域发挥着越来越重要的作用,但是配套自吸泵自吸性能亟需提高。文章通过实验,从叶轮与泵体隔舌的间隙、回流喷嘴、储液室液体容量、进水口宽度四个方面,分析它们与自吸泵自吸性能的关系,也就是自吸泵自吸性能优化可以通过在一定范围内增大泵体隔舌的间隙和回流嘴直径,增多储液室中水量,改变吸入管直径等方式来实现。

摘要：为深入分析叶栅内压力脉动特性对流致噪声的影响,选取结构形式规则的旋涡泵叶栅,基于RNGk-ε模型模拟其内部三维非稳态流动,通过外特性试验验证数值方法的准确性后,提取叶片表面非定常压力脉动为声源,利用间接边界元法求解叶栅旋转偶极子源引起的外场噪声。结果表明:各监测点的压力脉动幅值和流量呈负相关,沿流体的运动方向压力脉动幅值和流体能量增大的方向一致,非设计流量下隔舌区域压力脉动较小。外声场表现出较强的偶极子性,设计工况下的声压级数值最小,非设计工况下声瓣以旋转轴为中心沿顺时针发生偏转,在数值上呈放射状增大趋势,且随着流量的减小偏转和放大程度依次递增。压力脉动和流致噪声的主频均为转频,压力脉动的次主频为叶频及其倍频,而声压级的次主频不显著,但从叶频处开始声压级曲线下降的趋势变慢,声压级的振荡趋于规则,从而叶栅降噪优化设计时应更加关注转频处的流致噪声。

摘要：为了探讨竖井贯流泵装置规则化设计方法,选择了二十余座典型大型竖井贯流泵装置作为统计分析对象,通过分析得出了竖井进水流道和出水流道主要控制尺寸合理取值范围。结合实际工程,基于规则化设计方法,设计了叶轮直径3.2 m的大型竖井贯流泵装置。利用三维湍流数值模拟,分析了规则化设计的竖井进出水流道流动特征、水力损失特性以及进水流道出口的速度分布、速度均匀度和入流角。结果表明,基于规则设计的进出水流道流动平顺,设计工况,进出水流道的水力损失为0.064 m、0.096 m,速度均匀度和入流角为97.63%和87.74°。按照模型比尺10.667设计制作模型水泵装置,构建试验系统,开展了模型水泵装置能量特性试验研究。研究结果表明,基于规则化设计的竖井贯流泵装置在特低装置扬程1.08 m,装置效率达77.5%,设计工况点Q=25 m3/s、H=0.62 m的效率达66%,水泵装置效率高。研究结果对竖井贯流泵装置的水力优化设计具有重要指导意义。