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离心泵气液两相流噪声特性分析
1
作者 谈明高 王昊晨 +3 位作者 刘厚林 吴登昊 吴江海 吴贤芳 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第2期357-364,共8页
为探究离心泵在气液两相工况下内场噪声机理,本文采用SST k-ω模型结合MUSIG两相流模型模拟泵内气液两相流得到声源,应用声学有限元方法求解Helmholtz波动方程得到声场,对泵内气液两相流噪声进行了研究,分析了不同流量对泵内两相流动噪... 为探究离心泵在气液两相工况下内场噪声机理,本文采用SST k-ω模型结合MUSIG两相流模型模拟泵内气液两相流得到声源,应用声学有限元方法求解Helmholtz波动方程得到声场,对泵内气液两相流噪声进行了研究,分析了不同流量对泵内两相流动噪声声压级频域特性、总声压级特性和声压级分布特性的影响规律。研究结果表明:不均匀的气液两相流动和叶轮与隔舌的动静干涉作用是泵内气液两相流噪声的2个主要噪声源;蜗壳内各监测点的噪声总声压级与其所处断面面积呈反比关系;除了隔舌处,泵内其他位置的总声压级随着流量的增加均呈现不同程度的增加趋势,当流量从小流量增加到设计流量时,增幅分别为0.31%、0.67%、0.15%、0.48%和0.33%,进一步增加为大流量时,增幅为0.25%、0.20%、1.86%、0.10%和0.71%;叶频处离心泵内高声压级区主要位于隔舌附近的蜗壳螺旋段及叶轮出口区域,且叶轮内噪声声压级会整体上随着流量的增加而逐渐增大。 展开更多
关键词 离心泵 气液两相流 涡结构 试验测试 声源强度 内流噪声 计算流体力学 计算声学
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离心泵固液两相流动与磨损特性的计算流体力学-离散元法研究
2
作者 王勇 李明 +3 位作者 陈杰 徐强 崔勇 刘厚林 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第2期446-454,共9页
磨损是导致离心泵性能和寿命降低的重要原因。为了研究离心泵磨损与内部固液两相流动之间的关系,在不同颗粒浓度和颗粒粒径下,采用计算流体力学-离散元法耦合计算方法对离心泵内部颗粒分布进行了预测,同时基于E/CRC磨损模型对离心泵壁... 磨损是导致离心泵性能和寿命降低的重要原因。为了研究离心泵磨损与内部固液两相流动之间的关系,在不同颗粒浓度和颗粒粒径下,采用计算流体力学-离散元法耦合计算方法对离心泵内部颗粒分布进行了预测,同时基于E/CRC磨损模型对离心泵壁面的磨损特性进行了计算。结果表明:颗粒在叶轮进口聚集并下沉,进入叶轮的颗粒沿叶片压力面运动,并从靠近后盖板侧进入蜗壳;叶轮主要的磨损区域位于叶片压力面以及压力面前缘和后缘与前、后盖板交界区域,蜗壳主要磨损区域集中在靠近后盖板侧;颗粒浓度从0.5%增大至2%时,叶片最大磨损率增大到原来的4.4倍,蜗壳最大磨损率增大到原来的3.8倍;颗粒粒径从0.4 mm增大至0.6 mm时,叶片最大磨损率减小到原来的34.2%,蜗壳最大磨损率减小到原来的29.8%。颗粒聚集区域,壁面碰撞频率也较高,叶轮和蜗壳的高磨损率区域与高碰撞频率区域高度重合,颗粒对壁面的碰撞是造成磨损破坏的重要原因。 展开更多
关键词 离心泵 固液两相流 磨损 碰撞频率 颗粒分布 CFD-DEM 颗粒浓度 粒径
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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
3
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
4
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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沙粒参数对离心泵内部流动特性影响
5
作者 王勇 徐强 +4 位作者 王哓林 李明 雷嘉宁 刘厚林 赵建林 《排灌机械工程学报》 北大核心 2026年第3期225-233,共9页
为研究沙粒参数对离心泵内部流动特性的影响,应用欧拉多相流模型对固液两相流工况下离心泵内流场进行数值模拟,并通过试验进行验证.基于滤波器湍流模型修正的局部时均化湍流模型,探究了沙粒体积分数和沙粒粒径对离心泵内固液流场特征及... 为研究沙粒参数对离心泵内部流动特性的影响,应用欧拉多相流模型对固液两相流工况下离心泵内流场进行数值模拟,并通过试验进行验证.基于滤波器湍流模型修正的局部时均化湍流模型,探究了沙粒体积分数和沙粒粒径对离心泵内固液流场特征及流动能量损失的影响.研究结果表明:随着沙粒体积分数的增大,离心泵的扬程与效率分别平均降低约3.7%和4.5%,叶片压力面附近的高体积分数沙粒分布区域逐渐扩大,且流道内中下游区域的沙粒跟随性逐渐增强,同时叶片压力面和蜗壳正面及两侧面的流动损失逐渐增大;随着沙粒粒径增大,离心泵的扬程与效率分别平均下降约2.5%和3.7%,叶轮流道内高体积分数沙粒分布区域逐渐减少且分布更加均匀,叶轮内径向各截面上沙粒速度分布区域保持不变但沙粒速度趋向降低,同时叶片压力面和蜗壳正面及两侧面的流动损失逐渐减小.研究结果可为固液两相流离心泵的设计提供一定的理论基础. 展开更多
关键词 离心泵 沙粒参数 固液两相流 流场结构 能量损失 数值模拟
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“玲龙一号”电动主给水泵组技术及应用综述 被引量：1
6
作者 赵芳 屈婷婷 +1 位作者 高国红 陈柏元 《水泵技术》 2026年第1期1-5,共5页
“玲龙一号”作为我国自主研发的小型模块化反应堆,有效弥补了大型核电机组的应用空白,其一体化设计显著提升了反应堆固有安全性。电动主给水泵组作为其二回路给水系统的关键设备,在技术参数、结构设计及调速模式等方面开创了二回路主... “玲龙一号”作为我国自主研发的小型模块化反应堆,有效弥补了大型核电机组的应用空白,其一体化设计显著提升了反应堆固有安全性。电动主给水泵组作为其二回路给水系统的关键设备,在技术参数、结构设计及调速模式等方面开创了二回路主给水泵组的全新范例。在研制过程中,相继开展了热-固耦合分析、热态耐久运转、动态性能测试、惰转性能测试等多项分析和试验,使得泵组的安全可靠性得到充分验证。研究为“玲龙一号”工程应用提供了技术支撑,也为后续小型模块化反应堆给水系统的设计、优化及工程实践提供了重要参考。 展开更多
关键词 核电站用泵 “玲龙一号” 电动主给水泵组
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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
7
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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诱导轮离心泵速度系数水力设计方法及其实验研究
8
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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吸入涡和淹没深度对离心泵压力脉动及振动的影响
9
作者 刘博星 冯建军 +3 位作者 沈博涵 朱国俊 王李科 罗兴锜 《水利学报》 北大核心 2026年第2期306-318,共13页
泵站在低水深情况运行不可避免地引入吸入涡,导致强烈的水力激振,威胁泵站安全运行。本研究基于立式离心泵试验平台,通过试验方法探究了不同淹没深度下离心泵吸入涡诱发的压力脉动与振动特性,采用高速摄像捕捉了11种不同淹没深度下的吸... 泵站在低水深情况运行不可避免地引入吸入涡,导致强烈的水力激振,威胁泵站安全运行。本研究基于立式离心泵试验平台,通过试验方法探究了不同淹没深度下离心泵吸入涡诱发的压力脉动与振动特性,采用高速摄像捕捉了11种不同淹没深度下的吸入涡形态演变规律,并同步采集了压力脉动和振动信号。结果表明:当淹没深度低于临界值时,吸入涡从稳定贯通态逐渐发展为携气破碎态,涡核尺度增大且稳定性降低。压力脉动分析显示,低淹没深度下吸入涡诱导的低频脉动取代叶频成为主导频率,峰峰值提升62%,且最大峭度增至5.2,流动冲击性显著增强。振动信号特征表明,轴向振动幅值随淹没深度降低增长90%,径向振动的非对称性随淹没深度降低而加剧。传递熵分析证实低频压力脉动是振动加剧的主要激励源。本研究通过高速摄像捕捉涡形态并同步采集压力脉动和振动信号的创新方法,系统揭示了吸入涡演化周期与低频水力激振的耦合机制,为泵站振动预警与安全运行控制提供直接理论依据。 展开更多
关键词 泵站 吸入涡 淹没深度 压力脉动 振动
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离心泵叶片几何外形偏差对其性能影响的不确定性分析
10
作者 陈学炳 杨博文 +2 位作者 张人会 郭广强 蒋利杰 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第2期426-433,共8页
为了揭示离心泵在加工制造过程中产生的叶片几何外形偏差不确定性对其水力性能及内部流动的影响机理,本文基于高斯过程结合主成分分析法,构建了离心泵叶片几何外形偏差特征参数化表征模型,并采用非嵌入式多项式混沌方法对叶片几何外形... 为了揭示离心泵在加工制造过程中产生的叶片几何外形偏差不确定性对其水力性能及内部流动的影响机理,本文基于高斯过程结合主成分分析法,构建了离心泵叶片几何外形偏差特征参数化表征模型,并采用非嵌入式多项式混沌方法对叶片几何外形偏差导致的泵水力性能与内流动的随机不确定性进行量化分析。结果表明:不同流量工况下叶片几何外形偏差不确定性对叶轮内流场的影响有所差异,在小流量工况下,影响主要集中在叶片出口附近;而在设计及大流量工况下,对叶片吸力面及叶轮进口的影响更大,且相比而言,小流量工况所受影响明显大于设计及大流量工况。由于叶片几何外形偏差不确定性造成的叶轮内流场变化,进而对泵的水力性能造成一定波动,其中扬程和效率下降的最大降幅分别为1.0 m和3.0%。对不同流量工况下离心泵的叶片几何外形偏差不确定性进行量化分析,可以为其稳健性流动设计提供重要的理论依据与参考。 展开更多
关键词 离心泵 几何偏差 水力性能 内流动 高斯过程 主成分分析 不确定性分析 非嵌入式多项式混沌
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基于主成分分析和Transformer模型的离心泵耦合故障智能诊断方法
11
作者 姜大连 许文 +3 位作者 吴尉 陈涛 周许杰 董亮 《机电工程》 北大核心 2026年第3期627-636,共10页
针对离心泵单一故障、耦合故障及不同程度故障在诊断过程中存在模式识别难度大、特征提取复杂度高及数据非线性可分等问题,提出了一种基于主成分分析(PCA)与Transformer模型的智能故障诊断方法。首先,对多源异构传感器采集的原始振动信... 针对离心泵单一故障、耦合故障及不同程度故障在诊断过程中存在模式识别难度大、特征提取复杂度高及数据非线性可分等问题,提出了一种基于主成分分析(PCA)与Transformer模型的智能故障诊断方法。首先,对多源异构传感器采集的原始振动信号进行了归一化预处理,以消除量纲差异并提升数据可靠性;然后,采用PCA对数据进行了降维处理,有效剔除了冗余信息,保留了最具判别性的关键特征;接着,完成预处理后,根据数据规模调整了Transformer模型中注意力机制头数等参数,并在优化后的网络结构上对PCA-Transformer模型进行了深度学习训练;最后,采用实验验证了PCA-Transformer模型在故障识别中的有效性。研究结果表明:预处理后的模型诊断准确率提升至99%,较原始数据提高了3%;训练准确率提升了2.5%,训练损失降低了75%。该方法在离心泵的单一故障、耦合故障及不同发展阶段的识别中均表现出良好性能,可为设备的智能监测与安全运行提供有力支撑。 展开更多
关键词 离心泵 故障诊断模型 主成分分析 Transformer理论 注意力机制 数据降维处理 智能监测
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基于形状因子修正的带活动导叶离心泵泥沙磨损模拟研究
12
作者 陆少鹏 高琳 +2 位作者 刘帅 陈门迪 樊红刚 《流体机械》 北大核心 2026年第1期101-109,共9页
针对某大型输水工程中带活动导叶离心泵的泥沙磨损问题,建立一种基于欧拉-拉格朗日方法和形状因子修正Oka模型的数值预测方法,研究低浓度含沙条件下泵内流场特性与磨损规律。结果表明,含沙量不高于0.135 kg/m^(3)时,泥沙对离心泵内部流... 针对某大型输水工程中带活动导叶离心泵的泥沙磨损问题,建立一种基于欧拉-拉格朗日方法和形状因子修正Oka模型的数值预测方法,研究低浓度含沙条件下泵内流场特性与磨损规律。结果表明,含沙量不高于0.135 kg/m^(3)时,泥沙对离心泵内部流场影响度不超过5%;磨损主要集中于叶轮吸力面尾缘、前盖板交界处及活动导叶前缘,吸力面磨损强度平均约为压力面的8.3倍;含沙量主导线性调控磨损强度,而粒径则主导磨损分布形态:小颗粒导致吸力面尾缘严重磨损,大颗粒因惯性效应使磨损向压力面及后盖板迁移。研究可为带活动导叶离心泵的抗磨设计与安全运行提供理论依据。 展开更多
关键词 活动导叶 离心泵 形状因子 磨损特性 泥沙参数
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高速磁力泵水力及振动噪声试验装置研制
13
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
14
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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隧道壁监测地铁运动状态与模型参数影响分析
15
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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径向间隙对中比转速离心泵空化性能的影响研究
16
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
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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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同轴水-水射流的冲击性能试验及数值模拟研究
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作者 孙海超 李亚林 +1 位作者 王希坤 陶贤明 《机械工程学报》 北大核心 2026年第2期445-454,共10页
为了获得低压工况下同轴水-水射流喷嘴几何参数和速度比对射流冲击性能的影响规律,基于正交试验方法设计了9种不同方案的同轴喷嘴,开展高速摄影试验,分析同轴射流冲击平板形成的水膜,并进行射流打击力试验;采用VOF-CSF耦合模型对水膜进... 为了获得低压工况下同轴水-水射流喷嘴几何参数和速度比对射流冲击性能的影响规律,基于正交试验方法设计了9种不同方案的同轴喷嘴,开展高速摄影试验,分析同轴射流冲击平板形成的水膜,并进行射流打击力试验;采用VOF-CSF耦合模型对水膜进行数值模拟,揭示了优化后同轴喷嘴冲击性能得到改善的本质原因。研究结果表明,在总流量为6 L/min条件下,内外喷嘴的相对位置对射流打击力有显著影响,内喷嘴厚度的影响最小。随速度比增加,多数喷嘴的打击力时均值会减小。在内喷嘴流量不变条件下,同轴水-水射流冲击平板形成的水膜半径试验数据与模拟结果较为吻合,水膜内部出现大量气泡,且随速度比增加,膜内流动紊乱性先增加后减小。喷嘴优化前后对比结果显示,相同速度比条件下的同轴射流具有相似性,且优化喷嘴模型展现出更好的射流集束性,更有利于将动能转化为压力能。研究结果对低压同轴射流喷嘴的优化设计以及工业应用都具有重要的借鉴意义。 展开更多
关键词 同轴射流 冲击性能 打击力试验 水膜 数值模拟
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往复压缩机网状阀片运动监测系统开发及应用
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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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基于可解释深度学习的泵空化智能识别与表征
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作者 张正壮 孙博闻 +1 位作者 伍柯霖 吴大转 《工程热物理学报》 北大核心 2026年第3期874-881,共8页
空化会导致离心泵性能下降、振动噪声超标,过流部件腐蚀等危害。因此,及时准确识别泵内空化对保障离心泵的高效、静谧、安全运行至关重要。本文对实验数据进行分析,按照扬程下降率将离心泵空化划分为正常、初生、明显、严重四个阶段。此... 空化会导致离心泵性能下降、振动噪声超标,过流部件腐蚀等危害。因此,及时准确识别泵内空化对保障离心泵的高效、静谧、安全运行至关重要。本文对实验数据进行分析,按照扬程下降率将离心泵空化划分为正常、初生、明显、严重四个阶段。此外,对离心泵空化噪声信号进行时频分析,提出了一种可解释的深度学习方法,实现了离心泵空化状态的智能识别与表征。一方面,构建了泵空化智能识别模型,识别准确率为92.01%。另一方面,通过改进的梯度加权类激活映射算法表征空化噪声的特征频带。结果表明,离心泵空化噪声的特征频带主要集中在2∼5 kHz。 展开更多
关键词 可解释学习 空化识别 空化表征 离心泵
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