吴大转
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蒋庆磊
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武鹏
,
李志峰
,
王乐勤
工程热物理学报
为研究用于特殊液压动力系统的开敞式离心泵的水力性能,设计了含方形压力舱的开敞式离心泵系统,对该离心泵进行了水力性能测试、内流场PIV测试,建立整个回路系统模型进行内部流动分析并预测性能.介绍了开敞式离心泵模型结构、试验装置、试验方法和数值模拟方法,内流和外特性的试验结果与数值模拟结果取得了较好的一致.研究结果表明,开敞式离心泵由于受到扩压腔和压力舱结构的限制,压力舱内流动损失明显,其性能明显低于普通蜗壳式离心泵,在有限的压力舱里提高开敞式离心泵性能的关键在于合理设计扩压腔和压力舱出口管结构.
关键词:
离心泵
,
水力性能
,
开敞式结构
,
试验研究
,
数值模拟
吴大转
,
许斌杰
,
李志峰
,
王乐勤
工程热物理学报
为研究离心泵在瞬态操作条件下的内部非定常流动演化过程,分析外部瞬态特性的内流机理,采用滑移网格方法对快速启动过程中的离心泵内部流动进行数值模拟.建立了包含循环管路和泵在内的完整系统模型,分析了叶轮从静止到最高转速的瞬态过程的流动演化,比较了管路阻力特性对瞬态特性的影响,探讨了数值方法对求解三维瞬态流动的适应性.分析结果表明,基于非定常流动分析的瞬态外特性预测结果与实验结果能较好吻合,所采用的计算方法和得到的结果为瞬态操作条件下离心泵内部流动的诊断和优化建立基础.
关键词:
离心泵
,
瞬态过程
,
非定常流动
,
滑移网格
,
数值模拟
武鹏
,
吴大转
,
李志峰
,
王乐勤
工程热物理学报
为研究离心泵流量突增过程所表现的外部瞬态水力特性及其内部流动机理,对离心泵在管路阀门突然开启条件下的特性进行数值模拟和实验研究.测试了不同稳定流量下的离心泵外特性和内流场,验证了稳态工况下的仿真结果.在稳态实验与仿真的基础上,利用分离涡模型(DES)对离心泵流量突增过程的流场进行了数值模拟研究.结果表明,流量突增的瞬态过程的流量-扬程曲线明显偏离稳态值,其主要原因是流量变化引起的流体加速效应及泵内的旋涡结构的不断演化.
关键词:
离心泵
,
流量突增
,
分离涡模型
,
数值模拟
吴大转
,
孙幼波
,
陈涛
,
许斌杰
,
王乐勤
工程热物理学报
为了改进和完善多级离心泵的性能需求,本文采用CFD(计算流体力学)方法,建立了包含叶轮、导叶、叶轮前后间隙、密封口环和平衡孔的三维全流道实体模型,重点对叶轮结构进行了参数化的分析与研究,比较了不同参数的叶轮对多级离心泵的性能影响,基于模拟结果给出了改善低比转速多级离心泵性能的结构和设计建议,该数值方法的提出和完善可为多级离心泵的水力性能提高提供参考和依据.
关键词:
多级离心泵
,
复合叶轮
,
半开式叶轮
,
优化设计
武鹏
,
张菲茜
,
吴大转
,
王乐勤
工程热物理学报
漩涡泵运转时,其自身压力脉动问题会引起流动噪声和振动,影响设备运行可靠度.因此,需要尽可能减少旋涡泵的压力脉动问题.本文采用数值模拟分析用于汽车燃油输送的微型旋涡泵压力脉动特征,并采用随机叶片分布的方法设计了两只新的涡轮,分别采用不同的叶片分布规律,通过数值仿真研究在非等距叶片分布下压力脉动的特征.结果显示,采用非等距叶片分布可以大幅分散峰值强度,降低压力脉动的振幅,有利于防止压力脉动频率与油箱频率发生共振,降低燃油泵运行中的噪声.因此,采用非等距叶片设计,有助于改善旋涡泵压力脉动,对旋涡泵的性能提升具有借鉴价值.
关键词:
旋涡泵
,
压力脉动
,
非等距叶片
,
数值模拟
杜韬
,
苗天丞
,
付国涛
,
吴大转
工程热物理学报
本文提出将马氏微穿孔板理论与传递导纳法相结合,建立简化的微穿孔板吸声结构的有限元仿真计算方法.基于阻抗管法材料吸声系数测试原理建立了吸声系数仿真实验模型,对微穿孔板结构的吸声系数进行了仿真计算,并与理论计算结果做了对比,说明了该简化方法的合理可行.同时,对金属和非金属材料的微穿孔板计算时温度传导系数的影响做了比较说明.
关键词:
微穿孔板
,
传递导纳法
,
声学
,
仿真计算
郝宗睿
,
王乐勤
,
吴大转
,
戴维平
工程热物理学报
水下气体喷射形成了复杂气旅流场,同时伴有频带宽、声压大的排气噪声产生.为研究水下排气流动状态与声压频谱之间的关泵,建立水下排气噪声测试系统对水下排气形成的两相流场和排气噪声频谱进行了试验研究.结果表明随着排气速度的逐渐增大,排气形成的两相流场由气泡流态过渡为射流流态.伴随着流态的转换,气液边界面附近不稳定,形成大最体积较小气泡,这些小气泡在排气形成的湍流场激振作用下产生共振,从丽辐射噪声另一方面,这些气泡体积小,表面张力大,当多个气泡相互作用以及气泡形态发生变化时将释放出更高的能量,这些能量会辐射形成噪声;喷射流场的流态对水下排气噪声中频段声压峰值有较大的影响.当射流场由气泡流态过渡为射流流态后,2 kHz处对虚的声压峰值呈非线性增大.
关键词:
水下喷射
,
气液两相流
,
气泡流态
,
射流流态
,
排气噪声
平仕良
,
吴大转
,
谭善光
,
王乐勤
工程热物理学报
随着高压离心泵大型化的发展趋势,在设计过程中,除了水力学性能外旋转轴系的振动及稳定性也是需要重点关注的问题,其中湿临界转速的计算问题尤为突出.与一般水泵不同,在进行转子动力学分析时单考虑轴承对转子的支撑作用是不足的,由于高压离心泵级间环行密封与平衡机构的设计,在这些地方存在由于间隙两端存在高压差而引起流动,当泵轴偏离平衡位置时由于这些间隙流动会产生很大的回复力作用在泵轴上.而大功率高压多级离心泵一般是卧式的,而级间密封环位于两个径向轴承之间,因此对其进行转子动力学分析时还要考虑级间密封间隙流动.
关键词:
高压离心泵
,
临界转速
,
动特性
,
密封
,
间隙特性
郝宗睿
,
王乐勤
,
吴大转
,
戴维平
工程热物理学报
水下排气噪声是一些水下武器的主要噪声源之一,其排放系统管路的喷口参数对喷气产生的辐射噪声有重要影响,特别是对喷口附近气液两相流动产生的噪声有较大影响.为了研究不同喷口结构对水下喷射流场形态和辐射噪声特性的影响,本文对3种不同直径喷管进行多种工况下的水下喷气噪声试验,并观测了喷气形成的两相流场,研究发现在射流状态下喷管直径对空穴大小影响较大;流场形态由气泡流态转化为射流流态后,中高频段内的声压非线性增大;相同的射流韦伯数下,小直径的喷管能够抑制气泡噪声的产生.
关键词:
水下喷射
,
流场形态
,
声压级
,
韦伯数
许伟伟
,
吴大转
,
卢蕊
,
陈一伟
,
王乐勤
工程热物理学报
为研究高速气体冲击喷流噪声机理和控制途径,对气流冲击挡板的噪声特性进行了实验研究,并对噪声机理进行理论分析.高速气流喷流不同表面材质挡板的噪声实验表明,挡板表面材质弹性模量越小,气流喷注挡板的噪声越小.弹性模量小的材质容易吸收气体能量,降低作用在挡板上脉动力幅值,进而降低了喷流冲击噪声.喷嘴与挡板之间距离对喷流噪声产生显著的影响,距离增大使得喷流总噪声减小,但低频噪声增大.高速气流冲击挡板时,气流冲击挡板产生的湍动能决定了喷流噪声的大小,改变挡板表面物性是降低喷流噪声的一个重要手段.
关键词:
喷流噪声
,
湍动能
,
降噪
,
挡板
,
实验研究
