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应急供水多级泵意外停机水力过渡过程瞬态特性
被引量：
6
1
作者
司乔瑞
夏欣
+2 位作者
武凯鹏
邓凡杰
袁寿其
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期72-81,共10页
应急供水多级泵的意外停机会引起系统性能参数的剧烈变化,严重威胁供水安全。为了探究多级泵停机水力过渡过程内部流场的瞬态效应,该研究建立了基于叶轮转动平衡方程的泵停机过程转速预测方法,数值模拟分析了意外停机过程中多级泵内部...
应急供水多级泵的意外停机会引起系统性能参数的剧烈变化,严重威胁供水安全。为了探究多级泵停机水力过渡过程内部流场的瞬态效应,该研究建立了基于叶轮转动平衡方程的泵停机过程转速预测方法,数值模拟分析了意外停机过程中多级泵内部流动特性。研究结果表明:在意外停机过程中,多级泵分别经历水泵工况、制动工况、反转工况以及飞逸工况4个阶段,转速呈现先减小至0后沿负方向增大的趋势,最后稳定在飞逸转速-4210 r/min附近;流量呈现先减小至0后沿负方向增大的趋势,然后再沿正方向增大,最终稳定在飞逸流量-14.32 kg/s附近;扭矩呈现先减小再增加,最后减小并稳定在零点附近。泵内流量和转速的大小、方向不断变化引起叶轮流道内流体的流动分离和回流,伴随着涡的形成、发展和破碎等时空演变;熵产值的变化与多级泵内不稳定流动密切相关,由湍流耗散所带来的损失起主导作用,在达到飞逸工况后湍流耗散熵产占比约65.2%,能量损失主要发生在叶轮流道内,且制动工况中内流场的损失较大;多级泵首级流道内监测点压力变化最为剧烈,各级监测点的压力脉动系数波动幅值随着级数的增加呈减小趋势;压力脉动振幅主导频率与多级泵转速呈现正相关关系,主导分量对应于叶轮流道的叶片通过频率,且沿着流体流动方向压力脉动频率振幅逐渐增大,压力脉动的频率特性可以反应出意外停机过程中流量的不稳定变化。研究成果可为应急供水系统安全稳定运行提供理论指导。
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关键词
离心泵
瞬态效应
内部流动
意外停机
熵产分析
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职称材料
灯泡贯流式水轮机增减负荷动态特性分析
被引量：
4
2
作者
赵亚萍
赵晨
+2 位作者
秦笛舸
郑小波
郭鹏程
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期99-108,F0003,共11页
水轮机频繁经历变负荷工况转换过程,使得机组在较短时间内工作参数急剧变化,严重影响电站稳定运行。该研究以某贯流式水轮机为研究对象,在考虑自由液面和水体重力的情况下,采用动网格技术对贯流式水轮机相同出力范围下的减、增负荷过渡...
水轮机频繁经历变负荷工况转换过程,使得机组在较短时间内工作参数急剧变化,严重影响电站稳定运行。该研究以某贯流式水轮机为研究对象,在考虑自由液面和水体重力的情况下,采用动网格技术对贯流式水轮机相同出力范围下的减、增负荷过渡过程的动态特性进行分析。研究结果表明:由于增负荷和减负荷过渡过程的起始工况导致起始流动状态不同,因此在相同出力时,机组内的流动分布不同,减负荷过程尾水管内的涡流面积及强度明显小于增负荷工况,且尾水管涡带尺度也明显小于增负荷过程;相比于增负荷过程,减负荷过程中转轮叶片大范围的低压区极易引发空化;机组内的水压力脉动主要以尾水管涡带引起的0.1f_n(f_n为转频)低频压力脉动和转轮的旋转引起3f_n的高频压力脉动为主,增负荷过程的压力脉动幅值明显大于减负荷过程,两种压力脉动共同作用,使得贯流式水轮机主要振动区域集中于转轮。研究结果对贯流式水轮机的设计与运行具有一定的指导意义。
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关键词
数值模拟
振动
压力脉动
增减负荷过渡过程
涡带
水轮机
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职称材料
题名
应急供水多级泵意外停机水力过渡过程瞬态特性
被引量：
6
1
作者
司乔瑞
夏欣
武凯鹏
邓凡杰
袁寿其
机构
江苏大学流体机械工程技术研究中心
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期72-81,共10页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFC3204603)
2022年度江苏省碳达峰碳中和科技创新专项资金(BE2022032-3)
芜湖市重大科技成果工程化项目(2022zc07)。
文摘
应急供水多级泵的意外停机会引起系统性能参数的剧烈变化,严重威胁供水安全。为了探究多级泵停机水力过渡过程内部流场的瞬态效应,该研究建立了基于叶轮转动平衡方程的泵停机过程转速预测方法,数值模拟分析了意外停机过程中多级泵内部流动特性。研究结果表明:在意外停机过程中,多级泵分别经历水泵工况、制动工况、反转工况以及飞逸工况4个阶段,转速呈现先减小至0后沿负方向增大的趋势,最后稳定在飞逸转速-4210 r/min附近;流量呈现先减小至0后沿负方向增大的趋势,然后再沿正方向增大,最终稳定在飞逸流量-14.32 kg/s附近;扭矩呈现先减小再增加,最后减小并稳定在零点附近。泵内流量和转速的大小、方向不断变化引起叶轮流道内流体的流动分离和回流,伴随着涡的形成、发展和破碎等时空演变;熵产值的变化与多级泵内不稳定流动密切相关,由湍流耗散所带来的损失起主导作用,在达到飞逸工况后湍流耗散熵产占比约65.2%,能量损失主要发生在叶轮流道内,且制动工况中内流场的损失较大;多级泵首级流道内监测点压力变化最为剧烈,各级监测点的压力脉动系数波动幅值随着级数的增加呈减小趋势;压力脉动振幅主导频率与多级泵转速呈现正相关关系,主导分量对应于叶轮流道的叶片通过频率,且沿着流体流动方向压力脉动频率振幅逐渐增大,压力脉动的频率特性可以反应出意外停机过程中流量的不稳定变化。研究成果可为应急供水系统安全稳定运行提供理论指导。
关键词
离心泵
瞬态效应
内部流动
意外停机
熵产分析
Keywords
centrifugal pump
transient effects
internal flow
unexpected shutdown
entropy analysis
分类号
TK7333 [交通运输工程—轮机工程]
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职称材料
题名
灯泡贯流式水轮机增减负荷动态特性分析
被引量：
4
2
作者
赵亚萍
赵晨
秦笛舸
郑小波
郭鹏程
机构
西安理工大学水利水电学院
西电智慧能源科技有限责任公司
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期99-108,F0003,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52009105
51839010)
陕西高校青年创新团队(2020-29)。
文摘
水轮机频繁经历变负荷工况转换过程,使得机组在较短时间内工作参数急剧变化,严重影响电站稳定运行。该研究以某贯流式水轮机为研究对象,在考虑自由液面和水体重力的情况下,采用动网格技术对贯流式水轮机相同出力范围下的减、增负荷过渡过程的动态特性进行分析。研究结果表明:由于增负荷和减负荷过渡过程的起始工况导致起始流动状态不同,因此在相同出力时,机组内的流动分布不同,减负荷过程尾水管内的涡流面积及强度明显小于增负荷工况,且尾水管涡带尺度也明显小于增负荷过程;相比于增负荷过程,减负荷过程中转轮叶片大范围的低压区极易引发空化;机组内的水压力脉动主要以尾水管涡带引起的0.1f_n(f_n为转频)低频压力脉动和转轮的旋转引起3f_n的高频压力脉动为主,增负荷过程的压力脉动幅值明显大于减负荷过程,两种压力脉动共同作用,使得贯流式水轮机主要振动区域集中于转轮。研究结果对贯流式水轮机的设计与运行具有一定的指导意义。
关键词
数值模拟
振动
压力脉动
增减负荷过渡过程
涡带
水轮机
Keywords
numerical simulation
vibrations
pressure pulsation
decreased and increased load dynamic characteristics
vortex rope
hydraulic turbine
分类号
TK7333 [交通运输工程—轮机工程]
S225 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
应急供水多级泵意外停机水力过渡过程瞬态特性
司乔瑞
夏欣
武凯鹏
邓凡杰
袁寿其
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
灯泡贯流式水轮机增减负荷动态特性分析
赵亚萍
赵晨
秦笛舸
郑小波
郭鹏程
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
4
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职称材料
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