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叶片进口边后掠对螺旋离心式航空燃油泵空化性能的影响
1
作者 韩伟 郦飞翔 +2 位作者 李仁年 谢文娟 强彦 《排灌机械工程学报》 北大核心 2026年第2期109-116,共8页
为探究叶片后掠角对燃油泵空化性能的影响规律,以某型号螺旋离心式燃油泵为研究对象,设计了5种不同后掠角θ_(i)的叶轮模型(θ_(i)=20°,40°,60°,80°,100°).基于RANS的两方程模型和Zwart空化模型,利用ANSYS CF... 为探究叶片后掠角对燃油泵空化性能的影响规律,以某型号螺旋离心式燃油泵为研究对象,设计了5种不同后掠角θ_(i)的叶轮模型(θ_(i)=20°,40°,60°,80°,100°).基于RANS的两方程模型和Zwart空化模型,利用ANSYS CFX软件进行内流场模拟,并通过与试验结果对比验证了数值计算方法的可靠性.研究结果表明,后掠角系数与相对空化系数NPSH_(r)^(*)呈三次函数关系,且NPSH_(r)^(*)随着后掠角的增大呈先减小后增大的趋势.在其他设计参数不变的前提下,当叶片进口边后掠角系数θ^(*)为0.32时,燃油泵的NPSH_(r)^(*)出现最小值0.79,此时螺旋离心式燃油泵的抗空化性能最佳.可见,螺旋离心式燃油泵采用叶片后掠设计可以抑制空泡的产生和发展,研究结果为优化螺旋离心式燃油泵设计提供了理论依据. 展开更多
关键词 螺旋离心泵 空化性能 叶片进口边后掠角 空泡 空化系数
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大型泵站离心泵停机过程瞬态流场及叶轮应力特性分析
2
作者 王利英 张佳乐 +3 位作者 孙茂祥 杨文其 党博涛 樊红刚 《中国农村水利水电》 北大核心 2026年第1期120-125,共6页
为了研究离心泵机组停机过程中流道内的压力脉动特性及叶轮的暂态应力特性,本文基于泵站水道系统瞬变流的计算结果,模拟了离心泵机组停机过程,采用单向流固耦合方法分析了停机过程叶轮的应力和变形。计算结果表明,在停机过程中流道内的... 为了研究离心泵机组停机过程中流道内的压力脉动特性及叶轮的暂态应力特性,本文基于泵站水道系统瞬变流的计算结果,模拟了离心泵机组停机过程,采用单向流固耦合方法分析了停机过程叶轮的应力和变形。计算结果表明,在停机过程中流道内的监测点受动静干涉的影响较大。无叶区的压力脉动在对应的叶频(50 Hz)及其倍频处出现较大的脉动幅值,固定导叶入口区域该幅值则迅速减小,叶片压力面和吸力面上的压力脉动在导叶通过频率(89 Hz)处出现较大的脉动幅值。随着导叶开度的减小,无叶区高速水环的阻水效应和叶轮进口旋涡堵塞效应的联合作用导致流量急剧下降,叶轮内的水流变得紊乱,叶轮进口、固定导叶区域出现的旋涡,导致了监测点出现低频高幅值的脉动压力。停机过程最大等效应力发生在叶片与上下盖板的交接处,最大变形量发生在与叶轮出口临近处的盖板处,变形量从中心向边缘逐渐增大,最大等效应力为121.3 MPa,最大变形量为0.26 mm。 展开更多
关键词 离心泵 停机过程 流固耦合 压力脉动 应力
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基于改进灰狼算法的磁悬浮离心泵优化设计
3
作者 赵伟国 路一帆 《农业机械学报》 北大核心 2026年第1期280-289,共10页
为了提高磁悬浮离心泵的水力效率,选取某型号的磁悬浮离心泵为研究对象,在流量15 L/min、转速6000 r/min的工况下以泵的效率最大值作为优化目标,基于泵的基本方程采用Plackett-Burman试验设计筛选出对效率影响最为显著几何参数,最终选... 为了提高磁悬浮离心泵的水力效率,选取某型号的磁悬浮离心泵为研究对象,在流量15 L/min、转速6000 r/min的工况下以泵的效率最大值作为优化目标,基于泵的基本方程采用Plackett-Burman试验设计筛选出对效率影响最为显著几何参数,最终选出叶片进口边交点节圆直径、节圆切线与工作面切线的夹角、叶片工作面型线半径、叶片背面型线半径、前盖板轴面投影线与竖直方向的夹角作为优化变量。采用最优拉丁超立方设计方法设计了50组试验方案,并结合数值模拟的方法计算出相应的扬程和效率,引入RBF神经网络进行训练得到优化变量与优化目标之间的近似模型,最后利用改进后的灰狼算法进行寻优。结果表明:经过优化,磁悬浮离心泵的扬程提高了0.06 m,水力效率提高了0.56个百分点,同时流量-扬程曲线变得更加平滑,使泵的运行更加稳定;优化后叶轮流道变宽,流道内的压力梯度变小,漩涡在径向收缩,叶片工作面的漩涡几乎消失,流动状况有所改善;叶轮流道内湍动能分布更加合理,同时低湍动能区域增加,流动损失减少,叶片做功能力提高,水力效率也因此提高。 展开更多
关键词 磁悬浮离心泵 改进灰狼算法 RBF神经网络 水力效率 湿法刻蚀清洗设备
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隧道壁监测地铁运动状态与模型参数影响分析
4
作者 杨淑娟 赵亮 +2 位作者 张光槟 付伟庆 王建 《振动.测试与诊断》 北大核心 2026年第1期10-17,212,共9页
针对城市地铁安全运行状态监测问题,提出了基于隧道壁动力响应反推轨道结构动力参数来识别地铁运行状态的方法。首先,针对马蹄形和圆形隧道,分别测试地铁行驶中隧道壁的动力响应;其次,建立马蹄形和圆形隧道-轨道基础有限元模型,对测试... 针对城市地铁安全运行状态监测问题,提出了基于隧道壁动力响应反推轨道结构动力参数来识别地铁运行状态的方法。首先,针对马蹄形和圆形隧道,分别测试地铁行驶中隧道壁的动力响应;其次,建立马蹄形和圆形隧道-轨道基础有限元模型,对测试工况进行模拟以校验有限元模型的准确性;然后,利用有限元模型研究不同类型隧道、道床和峰期激振力对地铁运行状态识别效果的影响;最后,通过变参数分析,研究地铁浮置板弹簧隔振器发生不同损伤数量、程度和位置对隧道壁动态响应的影响规律。结果表明:相比马蹄形隧道,圆形隧道壁加速度峰值提高了79.0%;采用浮置板道床可降低加速度峰值达57.5%;不同时段隧道壁加速度响应表现出明显差异,高峰期时隧道壁加速度响应较大。该研究在工程上可对隧道壁监测地铁运行状态提供参考。 展开更多
关键词 有限元模型 隧道壁响应 弹簧隔振器 参数分析
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基于反问题设计的泥泵叶片性能改进研究
5
作者 刘永辉 张丁文 +4 位作者 王孟飞 刘禹岐 吕忠利 李延龙 韩傲 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期129-137,共9页
为解决泥泵叶片在航道疏浚、河湖清淤工程作业过程中效率较低和经济性较差的问题,本文将反问题设计方法引入到泥泵叶片的水动力学特性设计研究中,深入探究不同叶片载荷分布形式对泥泵叶片水动力学特性影响规律。本研究以叶片载荷分布形... 为解决泥泵叶片在航道疏浚、河湖清淤工程作业过程中效率较低和经济性较差的问题,本文将反问题设计方法引入到泥泵叶片的水动力学特性设计研究中,深入探究不同叶片载荷分布形式对泥泵叶片水动力学特性影响规律。本研究以叶片载荷分布形式为设计变量,建立了4种叶片模型方案,包括:前、后盖板均为前加载形式;前盖板前加载及后盖板后加载形式;前盖板后加载及后盖板前加载形式;前、后盖板均为后加载形式。然后结合计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)方法,对不同叶片载荷分布形式对泥泵叶片水动力学特性的影响机理展开研究。结果表明:在这4种叶片载荷分布形式中,前盖板后加载及后盖板前加载的叶片载荷分布形式均可以有效提升原始设计的扬程和效率。这是因为该载荷分布形式增大了叶片压力面和吸力面之间的压力差,同时消除了原始设计在流道中间位置存在的低速区域,使流道内流体流动更加顺畅。与原始设计相比,该方案在设计工况下的扬程提升了2.61 m,效率增加了2.47%。本研究成果可为大型泥泵叶片的优化设计提供理论依据。 展开更多
关键词 泥泵 叶片 反问题设计 载荷分布 数值模拟 优化设计
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诱导轮离心泵速度系数水力设计方法及其实验研究
6
作者 沙毅 曹玉华 +3 位作者 李林 李彦霞 周金伟 陈秋帆 《机电工程》 北大核心 2026年第1期159-167,共9页
针对如何简明扼要设计出诱导轮离心泵,并揭示其与同比转数普通离心泵在结构和性能上的主要差别的问题,在离心泵速度系数水力设计基础上,进一步拟合出了诱导轮离心泵容积效率和叶轮进口速度系数改型计算公式,总结出了诱导轮离心泵的简明... 针对如何简明扼要设计出诱导轮离心泵,并揭示其与同比转数普通离心泵在结构和性能上的主要差别的问题,在离心泵速度系数水力设计基础上,进一步拟合出了诱导轮离心泵容积效率和叶轮进口速度系数改型计算公式,总结出了诱导轮离心泵的简明设计方法。首先,阐述了普通离心泵叶轮的水力几何计算过程和诱导轮离心泵速度系数水力设计过程,成功地开发出了比转数n_(s)=70型CB250-140-330普通离心泵和YCB120-85-260诱导轮离心泵产品,以此验证该设计方法的实用性、简要性、优化性和准确性;然后,通过普通离心泵和诱导轮离心泵性能试验,对泵性能试验曲线进行了对比分析,阐述了诱导轮离心泵在泵效率、汽蚀余量(NPSH)等方面的技术指标和主要特性;最后,运用汽蚀基本方程式进行了分析,阐明了诱导轮离心泵抗汽蚀原理。研究结果表明:加装诱导轮可以使离心泵的汽蚀余量(NPSH)下降到1 m及以下,但比同类型普通离心泵效率降低了2.6%。该研究阐述了一个完整、全面的诱导轮离心泵研发案例,可为今后诱导轮离心泵的优化设计提供科学依据。 展开更多
关键词 诱导轮离心泵 结构和性能分析 容积效率 叶轮进口直径计算公式 技术指标参数 汽蚀余量
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高速磁力泵水力及振动噪声试验装置研制
7
作者 赵飞 孔祥序 孔繁余 《化工设备与管道》 北大核心 2026年第1期85-90,共6页
针对高速磁力泵研制中的水力和振动噪声测试需求,设计了高速磁力泵水力及振动噪声试验装置,并进行了试验测试。该装置由泵循环控制系统、泵水力性能测试系统和泵状态高频监测系统组成,具有控制泵的转速和流量、开展泵的外特性试验、采... 针对高速磁力泵研制中的水力和振动噪声测试需求,设计了高速磁力泵水力及振动噪声试验装置,并进行了试验测试。该装置由泵循环控制系统、泵水力性能测试系统和泵状态高频监测系统组成,具有控制泵的转速和流量、开展泵的外特性试验、采集泵的振动噪声高频信号等功能。试验结果表明:不同流量下出口监测点噪声主频与额定转速叶频的相对误差均小于0.27%,试验装置可以精准控制高速磁力泵转速;随着转速的增加,高速磁力泵进、出口监测点处总声压级均逐渐增大,在额定转速时达到最大值,进、出口监测点总声压级差值基本保持稳定并呈现逐渐变小的趋势,在额定转速时达到最小值。随着转速的增加,泵出口传感器A和泵体传感器B各方向的加速度有效值总体呈现增大趋势。高速磁力泵水力及振动噪声试验装置可有效开展高速磁力泵水力性能和振动噪声测试,试验装置有助于提升流体机械等相关专业的实验教学效果。 展开更多
关键词 高速磁力泵 水力 振动 噪声 试验装置
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高转速离心液压泵汽蚀特性分析
8
作者 王棪 赵先锋 +2 位作者 徐伟 史红艳 黄丽娟 《机床与液压》 北大核心 2026年第3期171-178,共8页
为了研究不同出口流量对高转速离心液压泵汽蚀特性的影响,采用Fluent仿真软件分析腔体内气泡的形成、溃灭过程及原因,并对5种不同出口流量下离心液压泵的汽蚀特性和液压性能进行分析。最后,通过与文献结果进行对比,验证了仿真结果的准... 为了研究不同出口流量对高转速离心液压泵汽蚀特性的影响,采用Fluent仿真软件分析腔体内气泡的形成、溃灭过程及原因,并对5种不同出口流量下离心液压泵的汽蚀特性和液压性能进行分析。最后,通过与文献结果进行对比,验证了仿真结果的准确性。结果表明:在离心液压泵运行过程中,由于液压油在离心力作用下被甩出,叶轮进口端补油不充分,并且蜗舌部位汇聚大量漩涡流,使得在叶轮进口端和蜗舌部位会形成低压区,从而导致气泡初生和溃灭现象主要存在这两个部位;随着流量增大,气泡分布位置发生改变,当流量达到1.5Q(Q为额定流量)时,在叶轮叶片进口端初生气泡;随着流量增大,汽蚀加剧,气泡从轴线处沿着周向外扩散;过大的流量导致离心液压泵的液压性能急剧下降,当流量达到2Q时,出口压力与扬程出现断崖式下降,泵的液压性能急剧恶化。高转速离心液压泵的汽蚀强度与出口流量密切相关,过大的流量会显著加剧汽蚀并导致性能骤降,为确保泵的稳定运行,建议其工作流量不宜超过额定流量的2倍。 展开更多
关键词 离心液压泵 汽蚀特性 高转速 流体仿真
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径向间隙对中比转速离心泵空化性能的影响研究
9
作者 谭叶文 宋文武 刘孟豪 《机电工程》 北大核心 2026年第2期310-320,共11页
为了解决离心泵空化性能优化问题,基于RNG K-ε湍流模型和Rayleigh-Plesset空化模型,对叶轮与蜗壳之间的径向间隙,及匹配的隔舌安放角对离心泵空化性能的影响进行了研究。首先,以一台中比转速离心泵为研究对象,通过改变蜗壳的基圆直径,... 为了解决离心泵空化性能优化问题,基于RNG K-ε湍流模型和Rayleigh-Plesset空化模型,对叶轮与蜗壳之间的径向间隙,及匹配的隔舌安放角对离心泵空化性能的影响进行了研究。首先,以一台中比转速离心泵为研究对象,通过改变蜗壳的基圆直径,设计了4组径向间隙及隔舌安放角匹配参数的方案模型,使用UG软件对离心泵进行了三维建模,使用ICEM软件对离心泵网格进行了划分;然后,在ANSYS CFX中对离心泵的空化初生工况和空化临界工况进行了数值模拟计算;最后,根据4种不同模型在不同工况下的计算结果,分别对径向间隙及隔舌匹配的安放角对离心泵外特性的影响、压力分布、低于饱和蒸气压的面积、空泡的位置和体积大小、叶栅截面的气相体积分布,及湍动能和流线分布进行了分析和比较。研究结果表明:随径向间隙的增大和隔舌安放角的减小,离心泵的扬程、效率呈现出先增后减的趋势;在空化工况下,径向间隙δ=13 mm的离心泵低压区得到了有效的改善,低于饱和蒸气压的面积最小,叶栅流道内的空泡分布以及气泡体积分数最小,可以有效遏制叶轮内部空化的形成和发展;并且,随着径向间隙增大,气泡体积分数和空泡体积呈现出先减后增的趋势;同时,随着径向间隙的增大,能有效地改善流道结构,降低叶轮内的湍动能。由此可见,选取适当的径向间隙可以优化离心泵的空化性能。 展开更多
关键词 离心泵扬程和效率 径向间隙选取 基圆直径 隔舌匹配参数 隔舌安放角 空化性能优化 数值模拟
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考虑颗粒动态尺度影响的固液相间阻力修正模型研究
10
作者 张自超 张利红 李延频 《农业机械学报》 北大核心 2026年第1期262-272,共11页
阻力模型是影响悬移质固液两相流固相浓度分布计算结果的重要因素,现有的相间阻力模型未考虑颗粒动态尺度引起的周围流体湍流强度改变对颗粒运动和扩散的影响,导致固相浓度计算结果与试验值相比仍有误差。为此,针对悬移质固液两相流,采... 阻力模型是影响悬移质固液两相流固相浓度分布计算结果的重要因素,现有的相间阻力模型未考虑颗粒动态尺度引起的周围流体湍流强度改变对颗粒运动和扩散的影响,导致固相浓度计算结果与试验值相比仍有误差。为此,针对悬移质固液两相流,采用流体湍流强度变化率与颗粒动态尺度的表达式,对MTE-Wen-Yu模型进行修正得到改进的PDS-MTE-Wen-Yu模型。通过圆管内固液两相流数值计算对改进模型进行了验证。结果表明,在不同进口流速、不同进口固相浓度和不同固相颗粒粒径时,相比于Wen-Yu模型和MTE-Wen-Yu模型,PDS-MTE-Wen-Yu模型计算得到的固相浓度分布与试验值更加吻合,计算精度更高。在湍流核心区,PDS-MTE-Wen-Yu模型和MTE-Wen-Yu模型的计算精度基本相同;但在近壁区内,PDS-MTE-Wen-Yu模型具有更高的计算精度。但是,随着颗粒粒径和固相浓度的增大,由于大粒径颗粒的惯性增大,湍流改变对颗粒的影响随之降低,PDS-MTE-Wen-Yu模型的计算误差逐渐增大。在固液两相流压力场计算时,MTE-Wen-Yu模型和PDS-MTE-Wen-Yu模型计算得到的压力降基本相同,都更接近试验值,但仍存在一定的误差。因此,PDS-MTE-Wen-Yu模型具有较高的计算精度,更适用于固相颗粒粒径较小的低浓度悬移质固液两相流固相浓度和小流速、低浓度固液两相流压力场的计算。 展开更多
关键词 固液两相流 悬移质 阻力修正模型 颗粒动态尺度 湍流修正函数
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基于熵产理论的轴流泵作液力透平内部能量损失机制
11
作者 苗森春 吴豪 +2 位作者 王晓晖 史凤霞 杨军虎 《西华大学学报(自然科学版)》 2026年第1期72-79,共8页
为研究轴流泵作液力透平熵产损失机制,基于熵产理论对不同流量工况下轴流泵作液力透平各过流部件的熵产损失进行分析,并重点研究叶轮和出口段的熵产损失机制。结果表明:在不同流量工况下,叶轮熵产损失和出口段熵产损失是整机熵产损失的... 为研究轴流泵作液力透平熵产损失机制,基于熵产理论对不同流量工况下轴流泵作液力透平各过流部件的熵产损失进行分析,并重点研究叶轮和出口段的熵产损失机制。结果表明:在不同流量工况下,叶轮熵产损失和出口段熵产损失是整机熵产损失的主要过流部件;叶轮区域内部流动过程的流动分离、低速区域和尾迹流是导致叶轮熵产损失的主要原因;在出口段尾水锥下游区域,由叶轮出口处富裕的速度环量产生的涡带是导致出口段熵产损失的主要原因。 展开更多
关键词 轴流泵作液力透平 熵产理论 熵产损失 叶轮 出口段
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基于正交数值试验的钟形进水流道导流锥优化
12
作者 徐峻 周大庆 +1 位作者 王浩博 李汶杰 《排灌机械工程学报》 北大核心 2026年第2期117-124,共8页
针对某大型立式潜水轴流泵站的钟形进水流道存在吸水室流态不佳、进水条件不良、装置效率偏低等问题,基于雷诺时均N-S方程和Realizable k-ε湍流模型,采用数值模拟方法对该流道的导流锥结构进行优化.以进水流道水力损失、出口流速分布... 针对某大型立式潜水轴流泵站的钟形进水流道存在吸水室流态不佳、进水条件不良、装置效率偏低等问题,基于雷诺时均N-S方程和Realizable k-ε湍流模型,采用数值模拟方法对该流道的导流锥结构进行优化.以进水流道水力损失、出口流速分布均匀度及水流入泵平均角为评价指标,在合理范围内对椭圆形导流锥尺寸进行优化设计、模拟与性能对比分析.结果表明:导流锥长短半轴最佳尺寸为长半轴a=1.0D、短半轴b=0.4D(D为叶轮直径).优化后,进水流道水力损失为0.189 m,较优化前减少0.028 m;出口流速均匀度达94.28%,提升10.96%;水流入泵平均角为87.80°,增大1.02°.优化后泵装置效率和扬程均显著提高:在设计流量7.0 m^(3)/s下,效率由64.39%提升至67.74%,扬程由9.62 m提高至9.98 m,装置效率最大提升5.81%.对优化方案进行模型试验,在设计流量下测得效率为67.03%,对应扬程为9.82 m,性能指标达到较高水平.数值模拟的性能曲线与试验结果吻合较好,效率最大偏差小于3%,证明了模拟结果的可靠性.研究成果可为同类泵站钟形进水流道的设计与优化提供参考. 展开更多
关键词 钟形进水流道 导流锥 正交数值试验 优化设计 模型试验
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往复压缩机网状阀片运动监测系统开发及应用
13
作者 曹栖文 王德喜 +1 位作者 崔玮琳 洪晓 《机床与液压》 北大核心 2026年第2期212-217,共6页
针对现有监测系统多聚焦于振动分析,存在结构复杂、抗干扰能力不足等问题,开发一套基于涡流位移传感器和伸缩杆耦合的网状阀片运动监测系统。该检测系统由涡流位移传感器、伸缩杆传动机构、差压变送器与高速数据采集卡组成,可实时反馈... 针对现有监测系统多聚焦于振动分析,存在结构复杂、抗干扰能力不足等问题,开发一套基于涡流位移传感器和伸缩杆耦合的网状阀片运动监测系统。该检测系统由涡流位移传感器、伸缩杆传动机构、差压变送器与高速数据采集卡组成,可实时反馈阀片位移及气缸压力变化。采用伸缩杆与金属感应片将阀片内部位移传导至外部,解决了传感器安装空间受限难题。选用抗干扰性能良好的涡流位移传感器进行位移测量,同时利用差压变送器监测阀前后压差。在3LW-5-8型往复压缩机上搭建实验平台,通过高速数据采集卡与LabVIEW软件实时采集并融合阀片位移、气缸压力及活塞上止点信号。结果表明:系统实际开阀时间误差仅为2.3%,通过对比阀片运动轨迹与理论计算结果,验证了系统的准确性。该系统结构简单、适用性广,为压缩机高效运行提供了技术保障。 展开更多
关键词 往复压缩机 网状阀 阀片 运动监测系统
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低比转速离心泵水力性能的优化设计
14
作者 赵雨初 靳栓宝 程功 《海军工程大学学报》 北大核心 2026年第1期39-44,99,共7页
低比转速离心泵以其高扬程和低流量的特点被广泛应用于船舶、灌溉、运输等领域,但其在优化设计过程中存在不容易收敛的问题,设计难度较大。为此,本文建立了低比转速离心泵性能仿真的分析方法,通过搭建低比转速离心泵性能的测试平台,对... 低比转速离心泵以其高扬程和低流量的特点被广泛应用于船舶、灌溉、运输等领域,但其在优化设计过程中存在不容易收敛的问题,设计难度较大。为此,本文建立了低比转速离心泵性能仿真的分析方法,通过搭建低比转速离心泵性能的测试平台,对现有离心泵的水力性能和汽蚀性能进行试验,计算误差控制在5%以内。采用三元反问题的优化设计,控制变量为进出口环量rV_(θ),以及沿着轴向的环量分布,提出了低比转速离心泵的载荷分布的模型,完成了离心泵叶轮的优化设计。结果表明:优化后的低比转速离心泵效率比原泵提高了1.5%以上,汽蚀性能相较于原泵也有所提高,从而有效解决了低比转速离心泵设计难度大的问题。 展开更多
关键词 低比转速离心泵 CFD仿真 性能分析 优化设计
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基于PSO算法的低比转数冲压离心泵水力性能多目标优化 被引量：1
15
作者 郑水华 赵学燕 +2 位作者 章程 李奕良 柴敏 《农业机械学报》 北大核心 2025年第5期353-360,共8页
针对低比转数冲压离心泵水力性能偏低问题,以CDL1型多级冲压离心泵叶轮为研究对象,结合数值模拟和试验测试方法,对首级叶轮的水力性能进行分析。由于低比转数冲压离心泵叶轮水力性能受多个因素影响,本文使用拉丁超立方方法对首级叶轮各... 针对低比转数冲压离心泵水力性能偏低问题,以CDL1型多级冲压离心泵叶轮为研究对象,结合数值模拟和试验测试方法,对首级叶轮的水力性能进行分析。由于低比转数冲压离心泵叶轮水力性能受多个因素影响,本文使用拉丁超立方方法对首级叶轮各设计变量进行抽样形成样本空间并获得相应性能参数,进而建立Kriging代理模型分析各参数对叶轮水力性能的敏感性,选定叶轮关键影响参数为粒子群算法(PSO)输入,对多参数进行优化设计,在此基础上探究叶轮的水力性能和内流机制。结果表明,优化后的叶轮水力性能优于原始设计,最高效率点效率提升2.8个百分点,单级扬程提高0.4 m。 展开更多
关键词 低比转数冲压泵 水力性能优化 粒子群算法 数值模拟 试验测试
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考虑预旋特性的核主泵叶片安放角修正策略 被引量：1
16
作者 黎义斌 牛藤 +3 位作者 周欢 杨从新 郭艳磊 王秀勇 《西华大学学报(自然科学版)》 2025年第2期1-10,共10页
为探究进口预旋特性对核主泵叶轮流场的影响,以“华龙一号”反应堆一回路系统为研究对象,通过数值仿真分析,提出叶轮叶片安放角修正策略。结果表明:主泵进口产生反向旋流,并沿流动方向旋流规律性增强;靠近叶轮进口时形成较为稳定的负预... 为探究进口预旋特性对核主泵叶轮流场的影响,以“华龙一号”反应堆一回路系统为研究对象,通过数值仿真分析,提出叶轮叶片安放角修正策略。结果表明:主泵进口产生反向旋流,并沿流动方向旋流规律性增强;靠近叶轮进口时形成较为稳定的负预旋,该预旋的螺旋角范围在-15°~13°之间,平均旋流强度为3.5°;预旋作用增大了液体的入流角度,入流角增大后液体流动方向向工作面偏转,加剧了工作面上进口处的分离流损失。根据确定的进口速度矩的值0.2,对叶轮叶片进口安放角进行调整,调整后消除了叶片前缘的流动分离现象,同时对应调整叶片出口角,调整后提高了叶轮的压能转化效率。 展开更多
关键词 核主泵 管路系统 预旋特性 叶片安放角
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融合大语言模型与MCP协议的离心泵智能优化平台研究
17
作者 刘志卓 吕柏林 +2 位作者 李天祥 孙旭东 韦自建 《机械与电子》 2026年第1期1-8,15,共9页
针对传统离心泵设计优化方法存在多目标协同能力弱、智能化程度低和用户门槛高等问题,提出一种融合大语言模型(LLM)与模型上下文协议(MCP)的离心泵智能优化平台。该平台以GPT-4等LLM为核心,实现了自然语言需求解析、结构参数自动映射与... 针对传统离心泵设计优化方法存在多目标协同能力弱、智能化程度低和用户门槛高等问题,提出一种融合大语言模型(LLM)与模型上下文协议(MCP)的离心泵智能优化平台。该平台以GPT-4等LLM为核心,实现了自然语言需求解析、结构参数自动映射与知识推理,极大提升了用户交互的友好性与平台智能化水平。结合NSGA-II多目标遗传算法和高斯过程回归(GPR)性能预测,平台能够实现多目标协同优化,并利用GPR置信区间对优化结果进行不确定性量化和风险判别。通过MCP协议,系统与企业级数据库、CFD仿真平台等异构资源实现了标准化安全集成。通过典型工业泵工程案例验证,所开发平台可在极少人工干预条件下,自动获得Pareto最优解集,优化效率提升超过60%,性能预测最大误差低于1%。这一成果充分显示出平台在工业应用中的高效性、可靠性及广阔的推广前景。 展开更多
关键词 离心泵 大语言模型 MCP协议 多目标优化
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多级泵作透平内部流动及水力损失分析
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作者 叶道星 武孟轲 +1 位作者 王君宇 管将 《西华大学学报(自然科学版)》 2026年第2期1-8,共8页
液力透平作为一种较为成熟可靠的能量回收手段有着广泛的应用前景,相较于开发专用的液力透平用于回收能量,使用泵反转作为透平更具性价比。基于CFX对一台6级导叶式多级离心泵在透平工况下进行数值模拟,分析其内部流动及水力损失。结果表... 液力透平作为一种较为成熟可靠的能量回收手段有着广泛的应用前景,相较于开发专用的液力透平用于回收能量,使用泵反转作为透平更具性价比。基于CFX对一台6级导叶式多级离心泵在透平工况下进行数值模拟,分析其内部流动及水力损失。结果表明:多级泵作透平运转时轴功率和水头随着流量的增大而增大,其增长速率也随流量的增大而增大;透平运行过程中流体压力从进口到出口逐步下降,叶轮内部为高速区域,导叶过渡段速度最低,当流量增加时叶轮与导叶内部的漩涡区域均有所减小,叶轮区域的减小更为显著;流体经过末级叶轮流入透平压水室后在导流板两侧形成两条明显的漩涡带,随着流量的增加漩涡带的分布从无序逐渐变为对称,最终呈现不对称状态,并逐渐向出口延长段发展;多级泵作透平工作时水力损失随着流量的增大而增大,其中叶轮和导叶的损失占比最大,导叶损失的增长速度高于叶轮区域的增长速度。 展开更多
关键词 液力透平 多级离心泵 内流分析 水力损失
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口环间隙对电潜泵轴向力及流场的影响
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作者 付军 孙晨曦 +2 位作者 范文 杜丹阳 周岭 《西华大学学报(自然科学版)》 2026年第1期80-89,共10页
电潜泵是油气资源开发利用的关键设备,提高其水力性能及运行稳定性至关重要。为揭示口环间隙对电潜泵轴向力及性能的影响机制,采用SST k-ω湍流模型对电潜泵在不同口环间隙下的三维流场进行数值模拟,分析电潜泵轴向力及其性能的变化规律... 电潜泵是油气资源开发利用的关键设备,提高其水力性能及运行稳定性至关重要。为揭示口环间隙对电潜泵轴向力及性能的影响机制,采用SST k-ω湍流模型对电潜泵在不同口环间隙下的三维流场进行数值模拟,分析电潜泵轴向力及其性能的变化规律,并对压力、速度、涡结构等关键流动参数进行对比分析。结果表明:随着间隙泄漏量的增加,流场稳定性降低,扬程和效率略有下降;口环间隙的变化对电潜泵的轴向力有显著影响,额定流量工况下前口环间隙减小50%时轴向力下降约32.33%;后口环间隙减小50%时轴向力下降约63.69%。 展开更多
关键词 电潜泵 口环间隙 数值模拟 轴向力
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大颗粒不同流量工况下渣浆泵内部流动与壁面磨损研究
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作者 王永玲 姚平喜 +1 位作者 师玮 张彦杰 《机械设计与制造》 北大核心 2026年第2期7-13,共7页
为了探究大颗粒条件下流量对渣浆泵运行的影响,开展了渣浆泵内部流动与壁面磨损研究。首先,考虑真实颗粒的几何结构,开展了颗粒与壁面碰撞实验,校准了颗粒的碰撞恢复系数。随后,修正了颗粒与壁面碰撞模型,引入Oka磨损模型,建立了渣浆泵... 为了探究大颗粒条件下流量对渣浆泵运行的影响,开展了渣浆泵内部流动与壁面磨损研究。首先,考虑真实颗粒的几何结构,开展了颗粒与壁面碰撞实验,校准了颗粒的碰撞恢复系数。随后,修正了颗粒与壁面碰撞模型,引入Oka磨损模型,建立了渣浆泵两相流计算模型。然后,开展了渣浆泵性能实验和仿真,以泵扬程和效率为指标,验证了模型的准确性。最后,开展了大颗粒条件下,颗粒运动、流体流动及过流件壁面磨损分析,获得了流量对泵内颗粒质量、颗粒停留时间、颗粒速度分布、流场速度分布及过流件壁面磨损分布的影响规律。研究结果表明:清水和两相流工况下泵扬程和效率的实验与仿真误差均小于5%,模型具有较好的准确性。小流量工况时,大量颗粒在泵内滞留。大流量工况时,泵内颗粒停留时间分布不均。泵内颗粒主要出现在叶片压力面和蜗壳螺旋室壁面处,叶片压力面是过流件磨损速率最大的区域,比其他区域大1个数量级,磨损量占比大于86.2%。研究结果可以为渣浆泵稳定运行和延寿设计提供参考。 展开更多
关键词 大颗粒 流量 渣浆泵 流动 磨损
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