摘要：针对居民楼供暖系统,目前的研究未实现时空精细划分控制,供暖质量差、能耗大.为满足人们供暖热舒适性需求和节能减排的目标,通过理论分析和优化调节,对居民楼供暖进行分时分区控制,实现精细化供暖.首先,根据不同时段楼栋各功能区域供暖要求,计算确定居民楼分区分时最佳供暖量;其次,根据供暖系统传热特性、管路及阀门阻力特性和离心泵性能,在满足精准供暖要求的前提下,建立系统热平衡方程和变阀、变频、变频与变阀结合的系统水力平衡方程组,求解系统各出户阀门阻力和最优水泵变频转速.对郑州市某居民楼进行了供暖优化运行计算,分析比较了原设计供暖模式、变阀、变频、变频与变阀结合调节4种供暖模式的能耗,结果表明,相对于原设计运行方案,变阀优化运行、变频优化运行和变频与变阀结合优化运行的能耗分别节省12%,18%和37%;供暖量分别节省4%,20%和20%;总运行费用分别节省12%,18%和35%.

摘要：失速工况下,气液两相流离心泵的内部流动极为复杂。为探究不同进口含气率对离心泵失速工况流动特性的影响,该研究基于欧拉-欧拉非均相流模型和SST k-ω湍流模型,分析了进口含气率对离心泵性能的影响规律。纯水条件下,基于性能曲线和内部流动特性分析可知,0.70倍设计流量(0.70Q_(d))和0.65Q_(d)是失速发展阶段的典型工况,流场的周向均匀性存在不同程度的破坏。2个典型失速工况下,随着进口含气率的增加,泵的性能下降但下降幅度相比设计工况和深度失速工况小,气相主要附着在叶片压力侧前缘附近且附着面积逐渐增大,失速流道压力侧前缘的相对速度角增大,流动方向整体向吸力侧偏移,使得吸力侧前缘冲角减小,抑制了吸力侧前缘分离涡和中间位置漩涡的融合,进而抑制了失速的发生。引入流量变异系数(coefficient of variance,CV)定量分析流场的周向均匀性,随着流场改善,CV值逐渐减小,当模型泵处于失速初生点时,CV值位于1.38%~3.69%。少量气体加入使得失速发展阶段离心泵性能下降幅度减小且抑制失速发生。研究结果可为拓宽离心泵的高效区和提高安全稳定运行提供参考。

摘要：针对轴流泵的设计优化开展研究有利于其综合性能的进一步提升。以一轴流泵模型为研究对象,在实验验证数值模拟准确性的基础上,采用反问题设计,通过修改轮毂和轮缘处载荷分布形式,设计了前载、中载和后载3种典型载荷分布形式的轴流泵叶轮,并对比分析了不同载荷分布形式对轴流泵性能的影响。结果表明:控制载荷分布可有效控制叶片表面最大压差位置;轮毂与轮缘处后载有利于小流量和设计流量工况下泵段效率的提升,前载可有效改善泵段性能(效率和扬程)在大流量工况下迅速下降的缺点,中载可使泵段获得较为均衡的性能;设计工况下,前载、中载和后载轴流泵模型的效率分别为79.28%,79.76%和82.92%。内流分析表明叶片工作面中后部二次流及叶轮出口处回流的抑制是后载模型在小流量和设计流量工况下性能改善的根本原因,而大流量工况下导叶内流态的改善是前载模型性能提高的主要原因。研究成果可为轴流泵叶轮的优化设计提供参考。

摘要：凌城抽水站各运行工况下的扬程范围变化比较大,在对该泵站轴流泵选型分析时发现,南水北调同台测试中的水力模型能够满足其运行的基本要求,但均有其不合理性:高效区扬程满足设计扬程时,最高扬程缺少安全余量;最高扬程满足时,高效区扬程偏离设计扬程,效率偏低。基于CFD计算对凌城站水力模型进行针对性设计,通过改变叶栅稠密度和翼型安放角,采用多工况优化设计的方法,使得最终设计方案能够满足凌城站的运行要求。然后对水力模型的最终设计方案进行泵段数值模拟研究,数值模拟结果表明该针对性设计的水力模型效率较高,同时兼顾到凌城站最高扬程的要求。最后对针对性设计的水力模型进行泵段试验,试验结果表明基于CFD的轴流泵水力模型的针对性设计是准确的、可靠的,针对凌城站设计的水力模型确实能够更好地满足该泵站的特殊水位要求。同时也说明,对于大型泵站的更新改造,水泵水力模型的针对性设计研究是必要的。

摘要：根据风力发电机组三质量传动系统动力学模型,建立传动系统状态空间模型,运用现代控制理论方法对传动系统在外界扰动下的扭振特性进行详细分析,并揭示自由振荡频率与传动系统参数的内在关系。在此基础上运用Matlab/Simulink下对传动系统建模,并在时域下与控制理论的分析结论进行仿真对比,验证理论分析的正确性。通过对自由振荡频率的对比分析,论证采用风力发电机组传动系统三质量模型的必要性,并为风电机组传动系统的抗共振设计提供科学依据。

摘要：考虑到轴流泵叶轮出口导叶进口区域水流复杂,该文在常规设计导叶基础上通过改变导叶叶片前掠和后掠的角度,期望导叶能够尽可能的回收叶轮出口的速度环量,提高轴流泵段的效率。该文采用计算流体动力学软件研究后置导叶在不同的扫掠角度下对轴流泵段水力性能的影响。以常规设计导叶为基础,一共研究计算了6种不同导叶扫掠方案,每种导叶扫掠方案又计算了8个不同流量工况点。根据数值模拟结果,分析了不同导叶扫掠角度对轴流泵段能量特性的影响,对导叶和出水弯管的水力损失进行了定量计算。最后对前掠16°导叶进行了泵段能量性能试验,并结合数值模拟对该文主要结论进行验证分析。研究结果表明:导叶扫掠角度对轴流泵段性能影响主要体现在小流量工况,且导叶叶片前掠效果比后掠好;导叶叶片前掠16°时,整流效果最好,导叶损失和出水弯管损失最小,效率最高;试验数据与数值模拟结果各点误差在3%以内,验证了数值模拟结果的可靠性、准确性。研究结果不仅有助于导叶水力性能的优化设计,同时对提高泵段的效率提供了参考。

摘要：农田排水氮素输出是造成水环境污染的重要原因。近年来涌现的生物反应器除氮技术通过在排水末端增设固体碳源装置,将农田排水部分或全部导入后,使其中的硝态氮通过反硝化反应得到去除。该文回顾了国际上现有生物反应器净化农田排水的研究进展,并分析了农田生物反应器在中国南方湿润区应用的潜力。现有研究结果表明,除氮生物反应器可以有效净化排水水质,平均每年可降低 23%~98%的氮素负荷;是一种占地面积少且水质净化效率高的农田控污措施。生物反应器的除氮效果与农田排水过程密切相关,并受到介质特性、入流、出流条件以及环境因子等的影响。中国南方平原作物生长及排水过程相对集中,气象等环境条件非常适于生物反应器的反硝化反应。如何因地制宜确定反应器安装位置与设计尺寸,筛选填料介质,并通过对排水过程的调控来优化生物反应器的除氮效果是需要进一步研究的问题。生物反应器系统后期管理与内部反应动态监测是保证系统正常运行的重要手段。利用生物反应器来净化农田排水具有良好的应用前景,该文可为推动生物反应器在中国的应用研究以及排水污染治理提供理论依据与技术支撑。

摘要：为比较竖井与轴伸贯流泵装置的水力特性,借助大型商用CFD软件在水泵水力模型、导叶以及流道总长度保持不变的情况下,对竖井和轴伸贯流泵装置进行了数值仿真模拟计算,并对竖井式贯流泵装置外特性进行了试验验证,试验结果表明设计工况点扬程和效率的模拟结果和试验误差在1%以内,非设计工况误差偏大。计算结果表明:进水流道水力损失较小但是能够影响着水泵性能的发挥,竖井与轴伸进水流道出口的面积加权均匀度分别为92.8%、95.2%,1.25倍设计流量工况下,叶轮的效率在竖井内比在轴伸贯流泵装置内效率最多低1.3%。出水流道的水力损失较大并影响着泵装置的性能曲线,轴伸与竖井出水流道水力损失最大值出现在0.59倍设计流量工况点,此时轴伸出水流道内水力损失值为0.459 m,竖井直管出水流道内水力损失值为0.741 m,轴伸贯流泵装置效率比竖井高了3.5%。算例中扬程以1.27 m为分界线,扬程低时竖井贯流泵装置整体性能较好,扬程高时轴伸贯流泵装置性能较好。该研究可为低扬程泵站的选型提供参考。

摘要：在对水力性能和结构分别进行学科分析的基础上,通过2个学科的耦合关系,建立了轴流泵叶片多学科设计优化的数学模型。采用协同优化算法,实现了同时满足叶轮效率最高和叶片质量最轻的优化目标。优化结果表明,多学科设计优化提高了轴流泵叶片的综合性能,可有效兼顾高效、轻量化的要求。水泵叶片多学科设计优化模型的协同优化算法高效、可行。

摘要：轴流泵叶轮选型不当会导致泵站运行工况的偏离,降低使用效率,增大机组振动,影响泵站的高效、安全和稳定运行,合理地进行轴流泵叶轮的选型,对轴流泵的运行具有实际意义。以立式轴流泵模型试验为基础,分析了轴流泵叶轮的选型办法,在传统选型办法基础上增加了以泵站的流量加权平均值、效率加权平均值和临界汽蚀余量加权平均值作为参考的泵站选型办法,可以更加合理地优选出适合泵站运行的水泵叶轮。优选出方案3叶轮,此时泵装置在叶片安放角6°时,流量为398.5 L/s,扬程为6.07 m,效率达到75.5%,临界汽蚀余量达到7.4 m,设计点性能最优,高效区较宽,同时泵装置流量加权平均值为414.25 L/s,效率加权平均值为71.385%,临界汽蚀余量加权平均值为8.435 m,综合性能最优。