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2.67 L板式表面张力贮箱设计及抗扰动性能仿真
1
作者 李光昱 戴炜 +2 位作者 黄天麒 赖堂豪 吴宗谕 《空间科学学报》 北大核心 2025年第2期458-467,共10页
板式表面张力贮箱因结构简单、性能良好被广泛应用于各类卫星平台.本文针对微小卫星平台,设计了一个2.67 L板式表面张力贮箱及其推进剂管理装置,介绍了贮箱壳体、蓄液器、导流板和气泡筛网等主要部件的设计过程.根据平板间的蓄流原理完... 板式表面张力贮箱因结构简单、性能良好被广泛应用于各类卫星平台.本文针对微小卫星平台,设计了一个2.67 L板式表面张力贮箱及其推进剂管理装置,介绍了贮箱壳体、蓄液器、导流板和气泡筛网等主要部件的设计过程.根据平板间的蓄流原理完成了贮箱蓄液器的设计,得到不同加速度扰动情况下的蓄液体积;基于内角自流理论对导流板进行几何设计并确定了内外导流板数量;对气泡筛网进行了选型,复核了典型工况下气泡筛网泡破点的有效性;通过CFD仿真,分析了贮箱在不同填充率、不同加速度扰动情况下的质心变化.仿真结果表明,当该贮箱受到10^(-3)g量级加速度扰动时,贮箱内推进剂质心变化小于10^(-2)m,证明本文所设计的2.67 L板式表面张力贮箱具有较强的抗扰动特性. 展开更多
关键词 板式贮箱 推进剂管理装置 导流板 蓄液器 仿真分析
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电磁阀动态响应特性仿真研究 被引量：62
2
作者 戴佳 黄敏超 +2 位作者 余勇 朱恒伟 马加庆 《火箭推进》 CAS 2007年第1期40-48,共9页
建立了电磁阀动态过程数学模型,包括电动气阀数学模型和气动液阀数学模型,运用Matlab/Simulink将两个模型联系起来求解,实现了诸如电流、电磁力、衔铁和活塞位移、速度以及控制腔压力、体积等参数变化的动态过程仿真,并运用此模型研究... 建立了电磁阀动态过程数学模型,包括电动气阀数学模型和气动液阀数学模型,运用Matlab/Simulink将两个模型联系起来求解,实现了诸如电流、电磁力、衔铁和活塞位移、速度以及控制腔压力、体积等参数变化的动态过程仿真,并运用此模型研究了线圈励磁电压、线圈匝数、电阻、气隙、气源压力、反力因素以及结构尺寸参数等对电磁阀响应特性的影响。 展开更多
关键词 电磁阀 数学模型 仿真 响应特性
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气动薄膜调节阀控制系统工作过程的动态仿真 被引量：17
3
作者 陈阳 高芳 +1 位作者 张振鹏 朱子环 《火箭推进》 CAS 2006年第6期28-34,共7页
借鉴气体减压器动态仿真的有限体积模型发展了一种可仿真气动薄膜调节阀动态流场的有限体积模型,并结合简单的比例-积分-微分(PID)控制算法,发展了一种可仿真气动薄膜调节阀控制系统工作过程的动态仿真模型。采用此模型,运用模块化建模... 借鉴气体减压器动态仿真的有限体积模型发展了一种可仿真气动薄膜调节阀动态流场的有限体积模型,并结合简单的比例-积分-微分(PID)控制算法,发展了一种可仿真气动薄膜调节阀控制系统工作过程的动态仿真模型。采用此模型,运用模块化建模与仿真方法对气动薄膜调节阀控制液体火箭发动机贮箱压强的简化系统进行了动态工作过程仿真,比较了不同PID参数和初始参数设置情况下的控制品质。数学模型和建模方法显示出较好的有效性和通用性。 展开更多
关键词 气动薄膜调节阀 有限体积法 PID控制 动态仿真
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大流量气体减压器振动问题研究 被引量：11
4
作者 赖林 李清廉 +1 位作者 郑丽 周进 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期1-4,共4页
对大流量气体减压器工作过程中的振动故障进行分析,建立了减压器系统动态数学模型,进行了故障数值仿真,找到了简单有效的提高减压器输出响应稳定性的方法——减小控制腔入口面积,并得到试验验证。仿真结果还表明,大流量气体减压器的振... 对大流量气体减压器工作过程中的振动故障进行分析,建立了减压器系统动态数学模型,进行了故障数值仿真,找到了简单有效的提高减压器输出响应稳定性的方法——减小控制腔入口面积,并得到试验验证。仿真结果还表明,大流量气体减压器的振动问题不仅和减压器本身设计参数有关,还和下游管路容积有关。 展开更多
关键词 减压器 振动 仿真 试验验证
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基于能量回收原理的高速电磁阀仿真与试验研究 被引量：7
5
作者 官长斌 毛晓芳 +3 位作者 王平 蔡坤 张良 李恒建 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期668-674,共7页
为了解决螺线管电磁阀开启响应和关闭响应难以同步提高的问题,提出一种基于能量回收原理的高速电磁阀,通过特殊的高刚度回复片弹簧及其与衔铁顶杆的微小间隙设计,实现了密封力与回复力的解耦,在不影响开启过程的情况下将衔铁动能转化为... 为了解决螺线管电磁阀开启响应和关闭响应难以同步提高的问题,提出一种基于能量回收原理的高速电磁阀,通过特殊的高刚度回复片弹簧及其与衔铁顶杆的微小间隙设计,实现了密封力与回复力的解耦,在不影响开启过程的情况下将衔铁动能转化为加速关闭的弹性势能。在分析了高速电磁阀工作原理基础上,利用Ansoft Maxwell软件对其瞬态特性进行了仿真分析,并对不同结构参数电磁阀的开关响应特性进行了对比试验研究。试验结果表明,高刚度回复弹簧及其间隙δ的存在将高速电磁阀的关闭时间缩短了6ms左右,而开启时间仅延长了0.3ms,开关时间均可控制在5ms以内并且具有100万次以上的开关寿命。 展开更多
关键词 高速电磁阀 开关响应时间 电流曲线 能量回收原理 空间推进系统
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调压阀内流场数值模拟及动态特性分析 被引量：17
6
作者 李哲 魏志军 张平 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期390-394,共5页
以研究调压阀内流场和动态特性为目的,建立了固体燃气发生器调压阀内流场三维模型,用动态网格技术对流场进行模拟并采用子程序计算阀芯的运动,以相关的冷气试验进行验证.分析了燃气阀内部收敛-扩张外型下的瞬态流动特性和波系变化情况,... 以研究调压阀内流场和动态特性为目的,建立了固体燃气发生器调压阀内流场三维模型,用动态网格技术对流场进行模拟并采用子程序计算阀芯的运动,以相关的冷气试验进行验证.分析了燃气阀内部收敛-扩张外型下的瞬态流动特性和波系变化情况,并分析了不同条件下阀芯运动的动态特性.阀芯的周期性振动导致流场以相同频率变化,较高入口压力和较小弹性系数使阀门能够较快稳定,但导致流量、阀芯位移等物理量峰值增大. 展开更多
关键词 燃气阀 内流场 动态网格 动态特性
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减压器动态过程的数值仿真 被引量：29
7
作者 张雪梅 张黎辉 +1 位作者 金广明 魏彦祥 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期541-545,共5页
针对贮箱增压过程和发动机工作过程中减压器的动态调节,建立了液体火箭发动机常用的反向卸荷式减压器的动态数学模型,采用四阶龙格-库塔方法进行了数值仿真,分析了减压器在启动增压过程中的动态特性,得到不同入口压力下减压器的出口压... 针对贮箱增压过程和发动机工作过程中减压器的动态调节,建立了液体火箭发动机常用的反向卸荷式减压器的动态数学模型,采用四阶龙格-库塔方法进行了数值仿真,分析了减压器在启动增压过程中的动态特性,得到不同入口压力下减压器的出口压力与试验数据相一致的结论。表明所建立的数学模型准确,采用的仿真方法符合精度要求,对同类减压器的设计和系统分析具有一定的指导作用。 展开更多
关键词 航空、航天推进系统 减压器 增压 启动 动态特性 数值仿真
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电动气阀动态特性及反力因素的影响 被引量：12
8
作者 沈赤兵 陈新华 陈启智 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第6期64-68,共5页
建立了电动气阀吸动过程的数学模型并进行了动态特性的数值计算，详细分析了反力因素对电动气阀动态特性的影响。计算结果表明：该阀的衔铁在被触动后能很快地吸到最小气隙处；适当地减小压缩气的入口压力和弹簧预紧力有利于提高电动气... 建立了电动气阀吸动过程的数学模型并进行了动态特性的数值计算，详细分析了反力因素对电动气阀动态特性的影响。计算结果表明：该阀的衔铁在被触动后能很快地吸到最小气隙处；适当地减小压缩气的入口压力和弹簧预紧力有利于提高电动气阀的响应能力，有利于延长电动气阀的使用寿命。 展开更多
关键词 电动气动阀 液体推进剂 火箭发动机 动态特性
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补燃循环火箭发动机气液同轴式喷嘴声学特性研究 被引量：8
9
作者 李龙飞 陈建华 +1 位作者 周立新 孙宏明 《火箭推进》 CAS 2004年第6期5-10,共6页
基于经典声学和振动理论,运用流体动力学基本方程描述燃气通道内气体的波动现象,建立了双组元同轴直流离心式气液喷嘴声学特性分析的物理、数学模型,采用四端网络方法进行了计算。对单喷嘴声学模拟试验结果进行了分析。结果表明,所建声... 基于经典声学和振动理论,运用流体动力学基本方程描述燃气通道内气体的波动现象,建立了双组元同轴直流离心式气液喷嘴声学特性分析的物理、数学模型,采用四端网络方法进行了计算。对单喷嘴声学模拟试验结果进行了分析。结果表明,所建声学特性分析模型用于分析喷嘴波动过程是可行的;合适的通道长度和节流嘴直径对液氧／煤油补燃循环发动机高频燃烧不稳定性有明显的阻尼作用。 展开更多
关键词 液体火箭发动机 气液喷嘴 高频燃烧不稳定性 声学特性
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钛制金属贮箱膜片的有限元分析 被引量：24
10
作者 朱志华 胡小平 陈香林 《火箭推进》 CAS 2007年第4期32-35,51,共5页
为了优化钛制金属膜片设计,基于有限变形理论,采用大变形弹塑性有限元方法,对金属膜片的翻转过程进行了数值模拟,分析了膜片结构对其翻转行为的影响。仿真计算结果表明,支撑结构及贮箱内壳体的限位设计是保证半膜实现多次反复平稳翻转... 为了优化钛制金属膜片设计,基于有限变形理论,采用大变形弹塑性有限元方法,对金属膜片的翻转过程进行了数值模拟,分析了膜片结构对其翻转行为的影响。仿真计算结果表明,支撑结构及贮箱内壳体的限位设计是保证半膜实现多次反复平稳翻转的重要部件。通过试验验证了钛制金属膜片的翻转过程。 展开更多
关键词 钛制金属膜片 数值模拟 翻转试验
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基于热容法的表面张力贮箱流动及传热特性研究
11
作者 翟璐璐 张梁 +2 位作者 朱祖超 刘锦涛 李文 《流体机械》 北大核心 2025年第10期94-101,共8页
为了实现在轨卫星剩余推进剂的精确测量,基于热-流-固耦合计算方法,开展了热容法测量时推进剂瞬态流动及传热特性的数值计算,分析了不同沉底加速度工况下贮箱内推进剂的流动特性、温度分布及热通量分布特性,通过对比仿真与试验监测点实... 为了实现在轨卫星剩余推进剂的精确测量,基于热-流-固耦合计算方法,开展了热容法测量时推进剂瞬态流动及传热特性的数值计算,分析了不同沉底加速度工况下贮箱内推进剂的流动特性、温度分布及热通量分布特性,通过对比仿真与试验监测点实时温度变化数据,验证了数值计算模型的准确性。结果表明,贮箱内液体推进剂晃动频率随着沉底加速度的增大而增大,沉底加速度由0.0665 m/s^(2)增大至0.294 m/s^(2)时,推进剂晃动频率由0.055 Hz增大至0.116 Hz,气液交界面上方流体温度变化相较交界面下方的温度变化更加明显;以总功率180 W对贮箱表面持续加热180 s后,贮箱外壁面与流-固交界面存在一定温差,平均温差为0.12 K;监测点位置越低,温度上升越缓慢,贮箱内温度监测点温度变化主频率与液体推进剂晃动频率变化一致。研究结果可为在轨卫星推进剂剩余量测量提供参考。 展开更多
关键词 热容法 表面张力贮箱 微重力环境 推进剂 流动特性 传热特性
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燃气调压阀内流场三维数值模拟 被引量：8
12
作者 李哲 魏志军 张平 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期210-213,共4页
采用有限体积法对燃气阀内流场进行三维冷气模拟和燃气模拟,并用冷气试验验证,表述了所研究阀门内流场的特点,得到入口压力与阀芯受力之间的线性关系;比较了3个不同弹性系数的弹性元件的入口压力与阀门质量流量,得到入口压力与阀门质量... 采用有限体积法对燃气阀内流场进行三维冷气模拟和燃气模拟,并用冷气试验验证,表述了所研究阀门内流场的特点,得到入口压力与阀芯受力之间的线性关系;比较了3个不同弹性系数的弹性元件的入口压力与阀门质量流量,得到入口压力与阀门质量流量之间的二次曲线关系,小的弹性系数和低燃气温度使调压阀调压能力增强;分析了燃气模拟的结果,并与冷气模拟的结果进行了对比,提出对阀芯和阀座进行重点热防护的建议。 展开更多
关键词 燃气阀 内流场 数值计算 弹性系数
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RBCC引射火箭燃烧室设计及试验研究 被引量：5
13
作者 朱韶华 田亮 +3 位作者 刘亚冰 侯金丽 李轩 徐旭 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1378-1386,共9页
为了满足RBCC推进系统需求,进行了气氧/煤油引射火箭燃烧室的设计和试验研究。燃烧室室压为2MPa,氧燃比为1.6,火箭流量在95~285g/s范围内变化。通过火箭单独的冷、热态试验,对其流量控制、点火、喷注及面板和身部热防护进行了考核验证,... 为了满足RBCC推进系统需求,进行了气氧/煤油引射火箭燃烧室的设计和试验研究。燃烧室室压为2MPa,氧燃比为1.6,火箭流量在95~285g/s范围内变化。通过火箭单独的冷、热态试验,对其流量控制、点火、喷注及面板和身部热防护进行了考核验证,均得到了较满意的结果。在此基础上研究了RBCC联试中火箭燃烧室的工作性能,试验结果表明:燃烧室的特征速度燃烧效率能达到88%~98%,且受到流量、氧燃比、动量通量比和喷注压降的影响较大,在适合的范围内选取大的动量通量比和喷注压降,能得到更好的雾化、掺混及燃烧性能;气氧/煤油的内直外旋喷嘴构型在煤油压降仅为设计点的11%时,仍能通过有效的气动作用,获得88%以上的特征速度燃烧效率;点火器的吹除气在占到火箭流量5%时,会造成燃烧室3%的性能损失,需要在试验中进行控制并在性能计算时予以考虑。在对火箭单试和联试的比较中发现,联试中由于其特征长度长燃烧更充分,火箭得到了近7%的特征速度燃烧效率增长。 展开更多
关键词 火箭基组合循环 气氧/煤油 氧燃比
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金属/水反应冲压发动机进水管路的工作特性 被引量：3
14
作者 缪万波 夏智勋 +3 位作者 罗振兵 胡建新 申慧君 王德全 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期311-314,共4页
基于水与金属燃料反应的水冲压发动机是一种新型的水下动力装置。进水管路是金属/水反应冲压发动机的一个重要部件。为了研究进水管路的工作特性,在理论分析和一维设计的基础上,设计出某一工作状态下的进水管路结构参数,并进行了数值模... 基于水与金属燃料反应的水冲压发动机是一种新型的水下动力装置。进水管路是金属/水反应冲压发动机的一个重要部件。为了研究进水管路的工作特性,在理论分析和一维设计的基础上,设计出某一工作状态下的进水管路结构参数,并进行了数值模拟。结果表明,管路中出现汽蚀现象;随着出口压强的增大,总压损失减小,流量系数减小;随着来流速度的增大,总压损失增大,流量系数先增大后减小;随着工作深度的增加,总压损失增大,流量系数增大。 展开更多
关键词 水冲压发动机 数值模拟 汽蚀流动 压力损失 流量系数
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叶轮盖板侧的流动对离心泵泄漏量的影响 被引量：12
15
作者 严俊峰 陈炜 蒲光荣 《火箭推进》 CAS 2007年第3期20-25,共6页
利用动量矩定理,建立了叶轮盖板中流体旋转角速度的一阶微分方程,得到了计算离心泵泄漏量的方法。为了获得泄漏量,需要进行迭代求解。从该微分方程出发,可得到容积效率、轴向力等参数。试验研究表明,用此公式计算的理论泄漏量和试验值... 利用动量矩定理,建立了叶轮盖板中流体旋转角速度的一阶微分方程,得到了计算离心泵泄漏量的方法。为了获得泄漏量,需要进行迭代求解。从该微分方程出发,可得到容积效率、轴向力等参数。试验研究表明,用此公式计算的理论泄漏量和试验值之间的相对误差在7%～10%以内,验证了该方法的合理性和正确性。 展开更多
关键词 离心泵 泄漏量 轴向力
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半封闭圆管冲击射流湍流换热数值模拟 被引量：12
16
作者 许坤梅 张平 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期540-544,共5页
采用标准k-ε模型、RNGk-ε模型结合壁面函数以及低雷诺数k-ε模型,对半封闭圆管冲击射流流场的平均速度、湍动能分布和Nu数分布进行了数值计算,并将此3种模型的计算结果与文献中的测量结果进行了比较.结果表明:3种湍流模型都未能完全... 采用标准k-ε模型、RNGk-ε模型结合壁面函数以及低雷诺数k-ε模型,对半封闭圆管冲击射流流场的平均速度、湍动能分布和Nu数分布进行了数值计算,并将此3种模型的计算结果与文献中的测量结果进行了比较.结果表明:3种湍流模型都未能完全准确地预测冲击射流场的流动特性与传热特性,其中标准k-ε模型和低雷诺数k-ε模型的结果很差,而RNGk-ε模型的结果与其它两种模型相比更接近实验值. 展开更多
关键词 冲击射流 湍流模型 壁面函数 数值模拟 传热
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爆震波点火器在氢氧塞式喷管的工程应用 被引量：4
17
作者 郭红杰 梁国柱 +3 位作者 马彬 刘宇 信伟 郑孟伟 《火箭推进》 CAS 2006年第6期16-19,共4页
建立了氢氧爆震波点火器试验系统,并根据试验塞式喷管发动机工作状态要求设计了爆震波点火器。在高空条件下(0.005￣0.002MPa),爆震波点火器供气压力0.3MPa、混合比3左右,对爆震波点火器的点火性能进行了试验,成功实现了高空条件下爆震... 建立了氢氧爆震波点火器试验系统,并根据试验塞式喷管发动机工作状态要求设计了爆震波点火器。在高空条件下(0.005￣0.002MPa),爆震波点火器供气压力0.3MPa、混合比3左右,对爆震波点火器的点火性能进行了试验,成功实现了高空条件下爆震波点火火炬。在同样高空条件下对爆震波点火器点燃单元塞式喷管试验发动机成功进行了点火试验。试验结果表明,氢氧爆震波点火器能以较低的供气压力实现可靠点火。爆震波点火器在气氢气氧单元塞式喷管试验发动机点火的成功应用,为下一阶段应用于多管塞式喷管发动机的实际点火试验提供了技术基础。 展开更多
关键词 液体火箭发动机 爆震波 点火器 塞式喷管
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某减压阀高压冲击超调问题仿真分析与试验研究 被引量：7
18
作者 朱建国 魏学峰 孙亮 《火箭推进》 CAS 2015年第5期72-76,共5页
针对某正向卸荷式气体减压阀高压冲击时出口压力超调和振荡现象,通过AMEsim仿真软件建立减压阀以及增压系统的仿真模型,对比分析了阀芯开度、限流圈、管系对出口压力的影响,确定了以减小阀芯开度和增加阀前限流圈的综合技术措施减小出... 针对某正向卸荷式气体减压阀高压冲击时出口压力超调和振荡现象,通过AMEsim仿真软件建立减压阀以及增压系统的仿真模型,对比分析了阀芯开度、限流圈、管系对出口压力的影响,确定了以减小阀芯开度和增加阀前限流圈的综合技术措施减小出口压力超调和振荡。通过单机高压冲击试验和整机试车考核,改进后的减压阀出口压力建压平稳、无超调现象、无明显振荡,解决了工程研制问题。本文研究结果表明,减小减压阀阀芯开度、在阀前增加限流圈的技术措施,对于提升减压阀抗高压冲击能力具有一定的通用性,对其它超高压气体减压阀设计具有指导意义。 展开更多
关键词 高压冲击 振荡 超调 仿真分析 试验研究
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环状缝隙调压阀的一种设计方法和特性计算 被引量：6
19
作者 侯良学 崔晓春 陈志敏 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2012年第6期1005-1009,共5页
提出环状缝隙调压阀结构设计和气动特性计算的一种方法,推导出阀门型面坐标的计算公式,针对调压阀的气动特性编制了相应的计算程序,通过计算结果与试验数据对比,验证了本文方法的可靠性,同时讨论了增加风洞气源压力和增大气源容积对风... 提出环状缝隙调压阀结构设计和气动特性计算的一种方法,推导出阀门型面坐标的计算公式,针对调压阀的气动特性编制了相应的计算程序,通过计算结果与试验数据对比,验证了本文方法的可靠性,同时讨论了增加风洞气源压力和增大气源容积对风洞试验时间的影响,最后给出了风洞稳定段总温随时间的变化趋势。 展开更多
关键词 环状缝隙调压阀 结构设计 气动特性计算 试验数据对比
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小流量高速离心泵的一种优化方法 被引量：4
20
作者 袁军娅 张振鹏 张纯良 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期259-262,共4页
建立了小流量高速离心泵机组的性能预测模型 ,分析了轮盘直径和辅助系统出口压力对小流量高速离心泵系统效率的影响 ,并以其为设计变量 ,建立了以泵机组的效率作为目标值的优化设计方法 ,在此基础上对一小流量高速离心泵进行了优化设计 ... 建立了小流量高速离心泵机组的性能预测模型 ,分析了轮盘直径和辅助系统出口压力对小流量高速离心泵系统效率的影响 ,并以其为设计变量 ,建立了以泵机组的效率作为目标值的优化设计方法 ,在此基础上对一小流量高速离心泵进行了优化设计 ,效果显著。本文所采用的设计方法对小流量高速离心泵的应用与发展有重要工程意义。 展开更多
关键词 高速离心泵 流量 优化设计 性能预测模型
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