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基于熵产理论的大型后置灯泡贯流泵灯泡体水力优化设计 被引量:1
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作者 张二峰 潘强 +3 位作者 袁寿其 张仁田 黄从兵 张德胜 《江苏水利》 2025年第2期11-17,共7页
大型灯泡贯流泵广泛应用于调水工程、防洪排涝等重要领域,其中,灯泡体尾部的脱流问题是机组运行稳定性的关键因素之一。基于扫掠优化与熵产最小化理论,对大型灯泡贯流泵装置泡体尾锥段的长径比进行了优化,并对系统的水力性能及内部能量... 大型灯泡贯流泵广泛应用于调水工程、防洪排涝等重要领域,其中,灯泡体尾部的脱流问题是机组运行稳定性的关键因素之一。基于扫掠优化与熵产最小化理论,对大型灯泡贯流泵装置泡体尾锥段的长径比进行了优化,并对系统的水力性能及内部能量损失特性进行了深入分析。研究结果表明:通过优化灯泡体尾锥段的长径比,扬程提升了4.5%,效率提高了3%,泡体段的流动损失降低了21.7%。此外,湍流熵产在尾锥段中占据主导地位,是贯流泵中不可逆能量损失的主要来源。随着长径比的增大,湍流熵产逐渐减少,但过大的长径比会导致壁面熵产增大,从而增加总熵产。泡体尾部的涡流区域为高熵产的集中区域,流动分离引发的涡流显著增加湍流动能与能量损失。通过熵产理论,可以有效识别高损失区域并量化其损失程度,为大型灯泡贯流泵的水力优化提供了理论支撑。 展开更多
关键词 贯流泵 熵产 灯泡体 漩涡
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来流条件对灯泡贯流泵装置水力性能的影响
2
作者 孙龙月 孙猛 +1 位作者 潘强 张德胜 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第5期455-462,共8页
为研究来流条件对灯泡贯流泵装置水力性能的影响,采用计算流体动力学方法对均匀和非均匀来流条件下的灯泡贯流泵装置内部非定常流动特性进行数值计算.从泵站进水前池出口断面提取速度分布数据作为模型泵非均匀来流条件,并与均匀来流进... 为研究来流条件对灯泡贯流泵装置水力性能的影响,采用计算流体动力学方法对均匀和非均匀来流条件下的灯泡贯流泵装置内部非定常流动特性进行数值计算.从泵站进水前池出口断面提取速度分布数据作为模型泵非均匀来流条件,并与均匀来流进行对比.基于N-S方程和SST湍流模型模拟灯泡贯流泵装置内部的多工况非定常流动,并通过熵产方法和压力脉动对比分析了不同来流条件下模型泵装置水力损失和流场特性.研究结果表明:给定的非均匀来流条件会造成叶轮域和导叶域流动的非均匀性,降低了泵装置的水力性能;基于总压损失和熵产损失的对比分析,发现熵产分析方法能够评估过流部件的水力性能,其中起主导作用的是脉动熵产和壁面熵产;考虑单个网格体积的影响,进行熵产损失可视化并量化了局部高损失区域;通过压力脉动的幅频特性发现非均匀来流不会改变贯流泵装置原有的幅频特性,但会增大脉动幅值,不利于泵装置的稳定运行. 展开更多
关键词 灯泡贯流泵 非均匀来流 熵产理论 压力脉动 数值计算
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灯泡贯流泵装置的优化水力设计 被引量:29
3
作者 陆林广 陈坚 +1 位作者 梁金栋 冷豫 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期355-360,共6页
采用CFD理论应用Fluent软件对某低扬程泵站灯泡贯流泵装置进行了三维湍流数值模拟及其优化水力设计,并采用透明流道模型试验验证了该优化设计。研究结果表明:灯泡贯流泵进、出水流道的控制尺寸及过流边界的形线对贯流泵装置的水力性能... 采用CFD理论应用Fluent软件对某低扬程泵站灯泡贯流泵装置进行了三维湍流数值模拟及其优化水力设计,并采用透明流道模型试验验证了该优化设计。研究结果表明:灯泡贯流泵进、出水流道的控制尺寸及过流边界的形线对贯流泵装置的水力性能具有较为明显的影响;借助于三维湍流数值模拟方法可逐步优化其水力性能,且在设计流量下工作时的流道水力损失可控制在较小的范围内。前置灯泡贯流泵装置具有更好的水流条件,其水力性能优于后置灯泡贯流泵装置。采用数值模拟得到的贯流泵装置流道的内部流态及其水力损失与流道模型试验得到的结果基本一致,表明采用数值模拟方法得到的灯泡贯流泵装置优化水力设计的结果是可信的。 展开更多
关键词 灯泡贯流泵 泵装置 水力性能 优化设计 数值模拟 模型试验
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南水北调东线一期工程灯泡贯流泵性能分析 被引量:15
4
作者 张仁田 朱红耕 +3 位作者 卜舸 单海春 周伟 姚林碧 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期32-41,共10页
南水北调东线一期工程中有6座泵站采用灯泡贯流泵,由于其结构不同,因此性能存在差异.分析了这6座泵站装置模型试验成果,介绍了优化设计的方法和措施;根据模型装置验收试验成果,其性能均达到和优于合同保证值.采用量纲一的流量系数、扬... 南水北调东线一期工程中有6座泵站采用灯泡贯流泵,由于其结构不同,因此性能存在差异.分析了这6座泵站装置模型试验成果,介绍了优化设计的方法和措施;根据模型装置验收试验成果,其性能均达到和优于合同保证值.采用量纲一的流量系数、扬程系数和空化系数,对6座泵站的性能进行对比分析,相同的水力模型在不同结构中的扬程系数-流量系数曲线基本重合,而且最高效率都达到了约80%,因此性能均较优.通过现场测试的数据,进一步验证了灯泡贯流泵的优越性能和良好的运行稳定性,而且实测数据好于模型装置试验预测值,灯泡贯流泵适合于南水北调工程低扬程泵站. 展开更多
关键词 南水北调 灯泡贯流泵 性能 效率 模型装置
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变频调速灯泡贯流泵站的起动过渡过程 被引量:5
5
作者 张仁田 李慈祥 +1 位作者 姚林碧 朱红耕 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2012年第1期46-52,共7页
为了获得变频调速灯泡贯流泵站的起动过渡过程水力特性,分析了变频调速贯流泵机组起动时采用矢量控制变频装置、低速同步起动的基本特点,建立了同步起动的灯泡贯流泵机组过渡过程力矩动态平衡方程;研究了同步电动机电磁转矩随转速变化... 为了获得变频调速灯泡贯流泵站的起动过渡过程水力特性,分析了变频调速贯流泵机组起动时采用矢量控制变频装置、低速同步起动的基本特点,建立了同步起动的灯泡贯流泵机组过渡过程力矩动态平衡方程;研究了同步电动机电磁转矩随转速变化的数学表达方法,分析了灯泡贯流泵机组阻力矩由水阻力矩、轴承摩擦力矩、电动机风扇阻力矩和转子风阻力矩等构成,并给出了相应的数学表达式,提出了快速闸门及其分流拍门在开启过程中的流量分配与平衡方程式.以南水北调东线工程中淮阴三站为案例,对设计工况下起动过程中的主要电气参量和水力参数进行仿真模拟,起动瞬间的励磁电流达到设计值的0.63倍,当频率为6.5 Hz时机组开始转动,迟滞时间为15 s,从而得到了频率变化规律与快速闸门延迟开启时间的最佳匹配.在设计工况下,当同步电动机转速线性变化从0到125 r/min的历时为100 s时,快速闸门延迟开启的最佳时刻为70 s. 展开更多
关键词 灯泡贯流泵站 变频调速 同步电动机 起动过渡过程 数值模拟
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南水北调东线一期工程灯泡贯流泵结构特点 被引量:9
6
作者 张仁田 单海春 +3 位作者 卜舸 周伟 朱红耕 姚林碧 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期774-782,789,共10页
对南水北调东线一期工程中不同结构型式的灯泡贯流泵,按照工况调节方式和传动方式及总体结构的组合,归纳为变频调节整体紧凑结构型(I型)、变频调节现场可拆装结构型(II型)、齿轮箱传动机械全调节现场可拆装结构型(III型)和液压全调节现... 对南水北调东线一期工程中不同结构型式的灯泡贯流泵,按照工况调节方式和传动方式及总体结构的组合,归纳为变频调节整体紧凑结构型(I型)、变频调节现场可拆装结构型(II型)、齿轮箱传动机械全调节现场可拆装结构型(III型)和液压全调节现场可拆装结构型(IV型)等4种结构型式.根据机械和液压式叶片全调节以及变频变速调节等工况调节方式,以及直接传动和通过减速齿轮箱的间接传动的不同传动方式,对4种不同结构型式的主要特点进行了定性和定量分析.研究结果表明:不同结构的灯泡贯流泵均安全、可靠,其中IV型结构机组在最大水推力及反向推力等不利工况下,最大变形值约为0.2 mm,不同部位的变形差小于0.1 mm,但在结构特性方面有明显差异.IV型机组的重量达225 t,约为I型结构的3倍;与叶片调节相比,采用变频变速调节时,不仅能够简化机组的结构,而且水泵可以采用柱形轮毂,提高效率1.6%以上. 展开更多
关键词 南水北调 一期工程 灯泡贯流泵 结构特点
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不同型式灯泡贯流泵的技术特点 被引量:15
7
作者 张仁田 邓东升 +1 位作者 朱红耕 姚林碧 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2008年第6期6-9,15,共5页
南水北调东线工程有多座泵站采用灯泡贯流泵机组,淮阴三站和蔺家坝泵站是先期实施的泵站,均采用了国际合作技术,而且结构型式完全不相同的灯泡贯流泵。根据两座泵站采用的不同结构型式,重点介绍了机组的结构特点和水力性能,分析了不同... 南水北调东线工程有多座泵站采用灯泡贯流泵机组,淮阴三站和蔺家坝泵站是先期实施的泵站,均采用了国际合作技术,而且结构型式完全不相同的灯泡贯流泵。根据两座泵站采用的不同结构型式,重点介绍了机组的结构特点和水力性能,分析了不同型式的优势以及在未来泵站建设中的应用前景和需要进一步研究的问题。 展开更多
关键词 灯泡贯流泵 型式 技术 特点
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后置灯泡贯流装置灯泡体形式的数值模拟 被引量:5
8
作者 周济人 成立 +1 位作者 刘超 汤方平 《排灌机械工程学报》 EI 2011年第1期72-76,共5页
为了深入研究灯泡体形式对装置流动特性及水力性能的影响,采用RNGk-ε紊流模型和SIMPLEC算法,基于多旋转坐标系模型,计算了总长均为10.72D(D为叶轮直径)的传统筒形灯泡体和纺锥细长形灯泡体两种典型形式的后置贯流泵定常流动,获得了整... 为了深入研究灯泡体形式对装置流动特性及水力性能的影响,采用RNGk-ε紊流模型和SIMPLEC算法,基于多旋转坐标系模型,计算了总长均为10.72D(D为叶轮直径)的传统筒形灯泡体和纺锥细长形灯泡体两种典型形式的后置贯流泵定常流动,获得了整体流场结果.分析了不同灯泡体对泵装置整体流动的影响,灯泡体段设计不当将引起局部脱流和漩涡区,从而影响整体水力性能.分析了两种灯泡体贯流泵装置方案的叶片表面静压分布,显示出两个方案在最优工况、大流量工况和小流量工况下的叶片压力分布相似,这表明出水灯泡体形式不影响叶片工作状态.计算表明,纺锥细长形灯泡体水力损失最小值出现在约1.12QBEP(QBEP为设计点流量)处,而圆筒形灯泡体水力损失最小值出现在约1.06QBEP处,且出水灯泡体的水力损失与流量的关系不满足传统管道内水力损失与流量成二次方比例关系的规律,而表现为与泵装置运行工况相关的特性.因此,纺锥细长形灯泡体结构泵装置形式在南水北调东线工程中有一定的应用前景. 展开更多
关键词 灯泡体 贯流泵 数值模拟 优选 水力损失
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前置灯泡贯流泵装置内部流动数值模拟 被引量:8
9
作者 金燕 梁豪杰 +1 位作者 刘超 周济人 《扬州大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2013年第1期71-74,共4页
基于雷诺时均方程和RNG(renormalization group)k-ε湍流模型,采用SIMPLEC算法对一前置灯泡贯流泵装置内部湍流流场进行数值模拟.分析了前置灯泡贯流泵装置的内部流动特征,进水流道内的流态比较平顺,而出水流道内的流态则是在非设计工... 基于雷诺时均方程和RNG(renormalization group)k-ε湍流模型,采用SIMPLEC算法对一前置灯泡贯流泵装置内部湍流流场进行数值模拟.分析了前置灯泡贯流泵装置的内部流动特征,进水流道内的流态比较平顺,而出水流道内的流态则是在非设计工况出现明显的偏流和漩涡.同时,预测了不同工况下前置灯泡贯流泵装置的水力性能(包括扬程、效率等),最优工况点的效率达76.24%.为今后前置灯泡贯流泵装置的设计优化提供了依据. 展开更多
关键词 前置灯泡贯流泵装置 数值模拟 内部流动
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变频调速灯泡贯流泵性能与控制方式 被引量:9
10
作者 张仁田 朱峰 +1 位作者 刘雪芹 梁云辉 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期136-143,共8页
变频调速作为灯泡贯流泵的一种工况调节方式已经运用于南水北调东线工程的多座泵站.为了研究变速工况下的灯泡贯流泵水力性能和控制模式,指导泵站优化运行和推广应用,针对淮阴三站和泗洪泵站这2种典型型式的机组,分析和研究了其变频变... 变频调速作为灯泡贯流泵的一种工况调节方式已经运用于南水北调东线工程的多座泵站.为了研究变速工况下的灯泡贯流泵水力性能和控制模式,指导泵站优化运行和推广应用,针对淮阴三站和泗洪泵站这2种典型型式的机组,分析和研究了其变频变速性能及不同转速的模型试验结果,并根据有、无旁路的电气主接线2种方式,研究在考虑变频装置和电动机在不同转速下效率发生变化时不同扬程段的运行控制方式.结果表明:变频调速的灯泡贯流泵性能受到水泵叶轮性能和流道性能两方面的制约,在一定变速范围内可以采用效率不变的相似定律进行预测;在确定灯泡贯流泵机组运行性能时必须考虑变频装置的损耗,同时应分析随着频率改变引起的变频装置及电动机效率变化;以泗洪站为例,综合考虑机电设备损耗后发现,在(40%~80%)供水设计扬程范围内可以切除变频装置,直接工频运行效率更高. 展开更多
关键词 灯泡贯流泵 变频调速 性能 控制方式
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灯泡贯流泵装置的三维流动数值模拟 被引量:9
11
作者 陆林广 黄金军 +3 位作者 陈坚 陈阿萍 王星梅 邹建国 《排灌机械》 2007年第3期15-20,共6页
为了配合南水北调东线工程淮阴三站灯泡贯流泵装置的优化水力设计研究工作,对该站前、后置灯泡贯流泵装置内部流动的数值计算方法进行了初步研究;参照该站初步设计阶段初步拟定的机组结构形式,建立了前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置几何... 为了配合南水北调东线工程淮阴三站灯泡贯流泵装置的优化水力设计研究工作,对该站前、后置灯泡贯流泵装置内部流动的数值计算方法进行了初步研究;参照该站初步设计阶段初步拟定的机组结构形式,建立了前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置几何型体数学模型;分别对两种装置内部的流动进行三维湍流数值模拟,得到了前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置的内、外水力特性;讨论了两种灯泡贯流泵装置进、出水流态的主要特征。计算结果表明:采用数值计算的方法研究灯泡贯流泵装置内部的三维流动及贯流泵装置的水力性能是可行的;淮阴三站前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置初步设计方案的能量性能尚不能满足南水北调工程的要求,需通过进一步的优化计算,争取实现可能的最高装置效率。 展开更多
关键词 灯泡贯流泵 装置 三维流动 数值模拟
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基于流固耦合的灯泡贯流泵叶轮强度分析 被引量:11
12
作者 唐学林 王秀叶 贾玉霞 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第11期921-926,共6页
采用RNG k-ε湍流模型及SIMPLEC算法,对灯泡贯流泵装置内部三维流场进行全流道湍流数值模拟.采用顺序耦合方法,应用ANSYS Workbench软件,对叶轮进行结构静应力数值分析,并通过试验进行对比验证.结果表明:通过数值模拟与原型泵试验得到... 采用RNG k-ε湍流模型及SIMPLEC算法,对灯泡贯流泵装置内部三维流场进行全流道湍流数值模拟.采用顺序耦合方法,应用ANSYS Workbench软件,对叶轮进行结构静应力数值分析,并通过试验进行对比验证.结果表明:通过数值模拟与原型泵试验得到两者外特性曲线的变化趋势大致相同;工作面静压整体上较背面高,叶片背面进水边靠近轮缘位置出现局部低压,易发生空化;叶轮强度主要受离心力和流体压力的影响,且两者共同作用下的最大等效应力和最大总位移远小于两者单独作用的值;叶轮最大等效应力随流量的增大而增大,最大总位移随流量增大呈先减小后增大的趋势,最大等效应力出现在叶片出水边与轮毂交接处,叶轮变形的总位移随叶轮半径的增大而增大,最大变形量出现在叶片出水边靠近轮缘位置;强度校核结果表明,叶轮强度符合要求.计算结果可为灯泡贯流泵的应力特性分析提供参考. 展开更多
关键词 灯泡贯流泵 数值模拟 顺序流固耦合 结构应力 外特性
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灯泡体支撑件对贯流泵水力性能的影响 被引量:4
13
作者 金燕 刘超 +1 位作者 汤方平 周济人 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期78-82,共5页
灯泡体支撑件(包括进人孔和底部支承)是贯流泵装置内部重要的过流部件,本文采用CFD方法对贯流泵装置内部流场进行数值模拟,对不同支撑件形状进行了比较分析和优化,并与试验结果比较。结果表明,进人孔和底部支承的形状对泵装置的水力损... 灯泡体支撑件(包括进人孔和底部支承)是贯流泵装置内部重要的过流部件,本文采用CFD方法对贯流泵装置内部流场进行数值模拟,对不同支撑件形状进行了比较分析和优化,并与试验结果比较。结果表明,进人孔和底部支承的形状对泵装置的水力损失和水流流态的影响都比较明显,合理的支撑件形状可以改善流态、减少水流环量,提高泵装置效率。 展开更多
关键词 灯泡贯流泵 支撑件 数值模拟 装置效率
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灯泡式贯流泵内湍流流动数值模拟和性能预测 被引量:5
14
作者 唐学林 陈雄盛 +2 位作者 王福军 杨魏 吴玉林 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2013年第12期1025-1029,共5页
为深入了解贯流泵的内部流动及其水力性能,基于标准k-ε湍流模型,利用Fluent软件对贯流泵内流场进行了数值模拟,并计算了贯流泵外特性曲线.结果表明:偏离最优工况时,导叶体和出水流道内出现二次流,造成较大的水力损失,装置效率降低;大... 为深入了解贯流泵的内部流动及其水力性能,基于标准k-ε湍流模型,利用Fluent软件对贯流泵内流场进行了数值模拟,并计算了贯流泵外特性曲线.结果表明:偏离最优工况时,导叶体和出水流道内出现二次流,造成较大的水力损失,装置效率降低;大流量工况时,水流在叶片进口边产生负冲角,叶片工作面进口附近出现最小压力值;小流量工况时,水流在叶片进口边产生正冲角,背面进口边附近存在最小压力值;最优工况时,整个泵的内部流动平顺均匀,叶片工作面和背面进口边的压力值均较大,而在背面进口偏后区域出现低压区.通过进一步计算得到了新设计贯流泵的扬程、功率和效率的性能曲线,将该模型计算结果与原有JGM-3模型试验数据对比可知,该模型的设计较为合理,其数值结果可为优化低扬程灯泡式贯流泵的设计提供重要的参考. 展开更多
关键词 灯泡式贯流泵 性能预测 湍流 外特性 数值模拟
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灯泡贯流泵装置的基本流态分析 被引量:7
15
作者 陆林广 陈坚 +3 位作者 陈阿萍 黄金军 王星梅 邹建国 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2007年第3期30-32,共3页
为了回答灯泡贯流泵装置中的灯泡体究竟应该前置还是应该后置的问题,应用水泵装置三维湍流数值模拟的方法分别研究了南水北调东线工程某泵站前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置两个不同方案的流态,揭示了前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置的基本... 为了回答灯泡贯流泵装置中的灯泡体究竟应该前置还是应该后置的问题,应用水泵装置三维湍流数值模拟的方法分别研究了南水北调东线工程某泵站前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置两个不同方案的流态,揭示了前置灯泡和后置灯泡贯流泵装置的基本流动属性;数值模拟的结果得到流道模型试验的验证。研究结果表明:前置灯泡贯流泵装置的进、出水流态均匀平顺,水力损失较小;后置灯泡贯流泵装置的进水流态均匀平顺,但出水流道内存在明显的偏流和旋涡流动,水力损失较大;灯泡体前置符合水力学的基本原理,是获得最佳灯泡贯流泵装置水力性能的必要条件之一。 展开更多
关键词 灯泡贯流泵 装置 基本流态 分析
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南水北调东线第一期工程江苏段低扬程泵站的机组选型研究 被引量:17
16
作者 谢伟东 卜舸 魏军 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2005年第1期4-6,36,共4页
针对南水北调东线工程淮安四站、淮阴三站泵型比选,对低扬程泵站选用立式轴流泵和灯泡贯流泵进行了选型对比研究。提出了在目前条件下,立式轴流泵和灯泡贯流泵的选用范围。
关键词 南水北调 低扬程泵站 主机组选型 立式轴流泵 灯泡贯流泵
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灯泡贯流泵流道模型水力损失的测试 被引量:4
17
作者 陆林广 吴昌新 +3 位作者 纪建中 冷豫 吴开平 王军 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2007年第1期82-84,共3页
为了配合某大型泵站贯流泵装置的优化水力设计研究工作,本文提出了设计专用模型试验装置,将贯流泵装置进水流道和出水流道从水泵装置模型中分离出来分别进行模型试验及水力损失测试的方法。介绍了新方法所采用的测试装置及测试设备、试... 为了配合某大型泵站贯流泵装置的优化水力设计研究工作,本文提出了设计专用模型试验装置,将贯流泵装置进水流道和出水流道从水泵装置模型中分离出来分别进行模型试验及水力损失测试的方法。介绍了新方法所采用的测试装置及测试设备、试验准则、水力损失计算方法等有关问题。采用本文的方法对某泵站前置灯泡和后置灯泡贯流泵的进、出水流道分别进行了模型试验,测试了流道水力损失。试验结果表明:采用新方法进行贯流泵进出水流道水力损失的测试,可以较为方便地得到准确的结果;贯流泵装置进、出水流道的水力损失与灯泡布置的位置密切有关。 展开更多
关键词 灯泡贯流泵 流道 模型 水力损失 测试
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灯泡贯流泵局部熵产与能量损失特性研究 被引量:14
18
作者 潘强 孙龙月 +2 位作者 丁威 张德胜 施卫东 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期131-140,共10页
为了研究大型灯泡贯流泵的能量损失特性,采用基于有限体积法的数值模拟,结合局部熵产率和网格尺度,通过熵产理论定位贯流泵内能量损失较高的局部区域,分析了不同工况下各部件内局部熵产、能量损失和不稳定流动之间的关联。结果表明:贯... 为了研究大型灯泡贯流泵的能量损失特性,采用基于有限体积法的数值模拟,结合局部熵产率和网格尺度,通过熵产理论定位贯流泵内能量损失较高的局部区域,分析了不同工况下各部件内局部熵产、能量损失和不稳定流动之间的关联。结果表明:贯流泵系统熵产与试验功率损失保持较高的一致性,相比于大流量工况,小流量液流正冲角更容易诱导能量损失;叶轮轮缘局部熵产最高,体积占比14%的轮缘子域耗散熵产占比超过40%,由叶顶区泄漏流和泄漏涡导致;导叶轮毂和轮缘侧耗散熵产较高,且呈现轮毂侧分散、区域大极值小,轮缘侧集中、区域小极值大的分布特性;灯泡体能量损失在小流量工况下集中在尾部渐缩段,在大流量工况下集中在灯泡尾部的尾迹区。该研究成果对大型泵站群水力性能优化设计及高效、稳定运行具有参考价值。 展开更多
关键词 贯流泵 数值模拟 局部熵产 网格尺度 能量损失 可视化
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变频调速灯泡贯流泵站停机过渡过程研究 被引量:5
19
作者 张仁田 朱红耕 +1 位作者 李慈祥 姚林碧 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期45-49,共5页
变频调速的灯泡贯流泵站借助于变频装置逐步降低机组转速,实现机组的安全平稳停机。分析了变频调速机组的正常停机特点,建立停机过程的水量平衡和力矩平衡动态方程。根据变频装置的特性设置转速的变化规律,通过数值模拟停机过程中主要... 变频调速的灯泡贯流泵站借助于变频装置逐步降低机组转速,实现机组的安全平稳停机。分析了变频调速机组的正常停机特点,建立停机过程的水量平衡和力矩平衡动态方程。根据变频装置的特性设置转速的变化规律,通过数值模拟停机过程中主要水力参数的变化特征,寻求转速变化规律、起始时刻与闸门关闭时间之间的最佳匹配,为变频调速灯泡贯流泵站的安全稳定运行提出了不同停机规律的建议。 展开更多
关键词 变频调速 灯泡贯流泵站 停机过渡过程 数值模拟
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灯泡式贯流泵空化流的数值研究和性能预测 被引量:3
20
作者 唐学林 黄微 +2 位作者 王福军 吴玉林 刘竹青 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2013年第3期185-189,199,共6页
采用RNG k-ε湍流模型、完全空化模型对低扬程灯泡式贯流模型泵设计工况下的空化流动进行全流道数值计算,并预测其汽蚀性能曲线.选择包括空化开始出现、临界汽蚀余量点、空化严重时6个工况比较分析贯流泵内部空化流动的发展情况.计算获... 采用RNG k-ε湍流模型、完全空化模型对低扬程灯泡式贯流模型泵设计工况下的空化流动进行全流道数值计算,并预测其汽蚀性能曲线.选择包括空化开始出现、临界汽蚀余量点、空化严重时6个工况比较分析贯流泵内部空化流动的发展情况.计算获得了不同汽蚀余量时灯泡式贯流模型泵叶轮叶片吸力面静压、气体体积分数分布以及不同轴截面上的气体体积分数分布.计算结果表明:在给定的计算流量条件下,空化发生初期,空化发生在叶轮叶片吸力面的进口边,随着有效汽蚀余量的降低,预测了叶轮流道内的空化区域的演变,这些现象将会影响贯流泵的能量特性;在给定流量的其他空化条件下,当汽蚀余量为0.81 m时,Z=-20 mm横截面上的气体体积分数超过10%的区域占据了Z=-20 mm横截面进口流道的1/3,此时大量气泡严重堵塞叶轮流道.该灯泡式贯流泵空化流动的所有计算成果都可以被用来优化贯流泵的水力与结构设计. 展开更多
关键词 灯泡式贯流泵模型 湍流 湍流模型 汽蚀特性 空化模型
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