检索结果-内蒙古大学图书馆

航空动力学报 2021年第11期36卷 2271-2277页

作者：祁斌刘涛冷林涛钟华贵吴锋中国航空发动机集团有限公司四川燃气涡轮研究院四川绵阳621000

对涡轴发动机高空模拟试验性能处理方法作了研究,利用小偏差和传统的相似换算理论研究了涡轴发动机轴功率计算方法,推导出了环境模拟小偏差条件下的轴功率计算公式。试验结果表明:在小偏差条件下,该计算方法得到的误差比相似换算的误差... 详细信息

对涡轴发动机高空模拟试验性能处理方法作了研究,利用小偏差和传统的相似换算理论研究了涡轴发动机轴功率计算方法,推导出了环境模拟小偏差条件下的轴功率计算公式。试验结果表明:在小偏差条件下,该计算方法得到的误差比相似换算的误差低0.2%~0.6%。给出了小偏差条件下的换算轴功率公式和不确定度计算公式。该轴功率计算方法和不确定度计算方法可以为相关工程技术人员提供技术参考。

关键词：涡轴发动机环境小偏差相似换算计算公式不确定度

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天然气管道输送混氢天然气的可行性

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天然气工业 2020年第3期40卷 130-136页

作者：王玮王秋岩邓海全程光旭李云西安交通大学化学工程与技术学院中石化中原石油工程设计有限公司

将氢以一定比例掺入天然气作为家用燃料使用,被认为是减少温室气体排放的途径之一,而利用现有发达的天然气管网输送混氢天然气(HCNG)至终端用户则被视为可行的方法;但由于氢气与天然气在物理化学性质方面存在着差异,HCNG有可能对燃气终... 详细信息

将氢以一定比例掺入天然气作为家用燃料使用,被认为是减少温室气体排放的途径之一,而利用现有发达的天然气管网输送混氢天然气(HCNG)至终端用户则被视为可行的方法;但由于氢气与天然气在物理化学性质方面存在着差异,HCNG有可能对燃气终端用户以及管道输送工况造成较大的影响。鉴于我国目前尚未出台HCNG作为燃料及其输送的相关标准,为此采用德尔布指数法、韦弗指数法、高沃泊指数与高热值法分别对天然气在不同混氢比下的燃气互换性和燃烧特性进行了评估分析,同时基于HYSYS软件和相似原理建立管道模型,分析了氢气的混入对天然气管道和压缩机运行工况的影响。研究结果表明:①随着混合气体中氢气体积分数的增加,燃具的热负荷下降,燃气的火焰传播速度急剧增大,燃具发生回火的风险增大,并以此确定对于天然气管道供应系统来说混氢天然气的最大混氢体积比不应超过27%;②氢气的混入虽然能提高管道的输气能力,但当管网和压缩机联合运行时其平衡工作点对应的压力和流量都将减小,反而会降低管道的输气能力。结论认为,该成果为天然气管道输送混氢天然气的可行性研究提供了基础数据。

关键词：混氢天然气家用燃料管道输送天然气管道燃气互换性德尔布指数法韦弗指数法相似换算

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涡扇发动机全包线加速控制计划改进方法研究

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推进技术 2022年第1期43卷 340-347页

作者：刘子赫郑前钢刘明磊胡春平张海波南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016 中国航发控制系统研究所江苏无锡214063 中国航空常州蓝翔机械有限责任公司江苏常州213022

加速控制计划直接影响了发动机的响应速度以及运行安全。为了提高发动机响应能力,提出了一种基于等温度线的发动机全包线加速控制计划。分别针对稳态和动态过程开展相似换算误差分析,证明并验证了关键参数在等风扇进口温度时,具有较高... 详细信息

加速控制计划直接影响了发动机的响应速度以及运行安全。为了提高发动机响应能力,提出了一种基于等温度线的发动机全包线加速控制计划。分别针对稳态和动态过程开展相似换算误差分析,证明并验证了关键参数在等风扇进口温度时,具有较高相似换算精度的规律。基于此换算误差理论,提出全包线加速控制计划改进方法,该方法在不同等风扇进口温度下设计多条加速控制计划,再通过线性插值得到包线内不同等温线下的加速控制计划。结果表明,改进后的加速控制计划相比于传统单点优化得到的加速控制计划,发动机加速至最大转速的98%所需的时间缩短了7.2%,最大转速提升了1%,且风扇、压气机喘振裕度和涡轮前温度等均未超出限制值。因此,该方法相比于传统单点优化方法,既提升了在包线内获取的加速控制计划的精度,又确保了发动机在包线内安全稳定工作的前提下更好地发挥加速性能。

关键词：涡扇发动机加速控制计划相似换算等温线全包线

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Wankel泵效率表达与换算方法研究

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工程科学与技术 2024年第6期56卷 239-247页

作者：刘衍顺张霄周政李相辉邓泽城傅强山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 崂山实验室山东青岛266237 长沙军民先进技术研究有限公司湖南长沙410221 江西省交通投资集团有限责任公司江西南昌330025

Wankel泵是一种基于莱洛三角形的新型回转式容积泵,可同时输出较高的流量和压力,具有较好的输送性能。关于Wankel泵的效率表达及换算理论的研究仍较少,难以通过试验室内模型泵的水力试验指导应用中原型泵的设计与生产。因此,本文提出一... 详细信息

Wankel泵是一种基于莱洛三角形的新型回转式容积泵,可同时输出较高的流量和压力,具有较好的输送性能。关于Wankel泵的效率表达及换算理论的研究仍较少,难以通过试验室内模型泵的水力试验指导应用中原型泵的设计与生产。因此,本文提出一种基于分项参数换算法的Wankel泵效率表达与换算方法。首先,分析Wankel泵的基本构成及工作原理,根据Wankel泵的缸体型线建立转子顶点的运动轨迹、速度以及加速度计算公式。其次,基于能量守恒推导Wankel泵的扬程计算方程,并分析原型泵和模型泵在相似工况下流量和扬程的相似关系。随后,基于Wankel泵的结构特点,构建泵的机械损失、水力损失和容积损失的表达式,通过分析表达式的构成,提取各损失的损失系数,并基于流量和扬程的相似关系分析各损失系数的相似换算方法。根据损失和效率之间的换算关系,建立Wankel泵总效率表达式及相似换算公式。最后,搭建Wankel泵水力试验系统,开展不同型号、不同转速Wankel泵的水力性能测试试验,采用MATLAB遗传算法对总效率表达式进行拟合分析,并依据相似工况对相似换算公式进行验证。结果表明:在不同转速下Wankel泵总效率表达式的拟合优度均大于0.80,在相似工况下相似换算公式预测结果的平均误差小于5%,泵总效率表达式及相似换算公式均具有较高的准确性。所提方法可用于预测不同转速和扬程下Wankel泵的效率性能,为Wankel泵的设计与研发提供指导。

关键词： Wankel泵效率表达相似换算相似工况

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潜水泵缩比模型的相似性验证与内部流场分析

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农业工程学报 2017年第3期33卷 50-57页

作者：施卫东杨阳周岭陆伟刚潘波江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心镇江212013 山东星源矿山设备集团有限公司济宁272300

相似换算设计法是离心泵设计中最常用的方法之一。为了验证缩比模型的相似性,该文选取一典型井用潜水泵作为模型泵,基于缩比模型换算法获得设计泵,借助数值模拟与性能试验的方法,研究设计泵与模型泵的相似性,并分析两者内部流场的差异... 详细信息

相似换算设计法是离心泵设计中最常用的方法之一。为了验证缩比模型的相似性,该文选取一典型井用潜水泵作为模型泵,基于缩比模型换算法获得设计泵,借助数值模拟与性能试验的方法,研究设计泵与模型泵的相似性,并分析两者内部流场的差异与规律。采用Ansys CFX软件分别对设计泵和模型泵进行数值模拟,以两级泵模型建立计算域,划分结构化网格,基于标准k-?湍流模型和标准壁面函数进行多工况数值模拟,分别对设计泵和模型泵进行了性能预测,并对预测结果进行了对比分析。结果表明:较于模型泵,设计泵的最大功率点向大流量工况偏移,且最大功率与额定功率的比值有所上升,但其仍具有较好的无过载特性。模型泵数值预测与试验结果的对比表明,在额定流量下,数值模拟预测的扬程低于试验结果 0.79%,功率低于试验值5.2%,效率高于试验值2.78%,且两者随流量变化的趋势基本一致,说明该文的数值计算结果具有一定的准确性。缩比模型在0.4~1.6倍额定流量工况范围内,扬程、效率和功率随流量变化趋势基本一致,设计泵与模型泵满足相似换算准则,模型等比例缩放法能够满足深井离心泵的水力设计要求。

关键词：井用泵数值模拟缩比规则相似换算试验水力损失

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特低扬程大流量贯流泵站水泵选型

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排灌机械工程学报 2022年第4期40卷 353-358页

作者：李玲玉上海友为工程设计有限公司上海200093

针对特低扬程大流量水泵的选型问题,以某设计净扬程仅0.32 m的贯流泵站为例,进行水泵性能预测.利用现有水力模型的泵段特性曲线及装置特性曲线进行相似换算,并对计算结果进行比较.通过进一步的数学推演,提出了采用水泵泵段特性参数推算... 详细信息

针对特低扬程大流量水泵的选型问题,以某设计净扬程仅0.32 m的贯流泵站为例,进行水泵性能预测.利用现有水力模型的泵段特性曲线及装置特性曲线进行相似换算,并对计算结果进行比较.通过进一步的数学推演,提出了采用水泵泵段特性参数推算泵装置效率指标的方法,并结合数值模拟及装置模型试验进行验证.结果表明,对于运行净扬程1 m以下竖井贯流泵装置,可利用现有南水北调的低扬程水力模型降低nD值进行选型计算.由于水泵流道水头损失占比较高,其最优工况效率与具有3 m左右扬程水泵相比低了约6%,故采用扬程差距较大的模型装置特性参数换算的偏差较大,采用模型泵泵段特性参数换算更准确.采用泵段效率和泵装置效率换算公式,对泵段曲线工况点及对应流道损失进行换算,可较为准确地预测装置效率曲线高效区扬程范围,可为特低扬程泵站设计提供参考.

关键词：特低扬程大流量选型相似换算效率

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泵的计算机辅助选型销售软件的开发

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水泵技术 1998年第6期 24-28,18页

作者：李金华张克危华中理工大学 430074

介绍了一个在WINDOWS平台上开发的水泵选型销售软件的组成。

关键词：泵计算机辅助选型软件开发相似换算销售软件

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低扬程大型泵站装置特性研究

低扬程大型泵站装置特性研究

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作者：陈松山江苏大学

学位级别：博士

本文研究以南水北调东线工程、城市防洪重点工程建设和大型泵站更新技术改造为背景。以低扬程大型泵站为研究对象,运用三维湍流数值模拟和实验研究相结合的方法,系统地研究了泵站工程过流构筑物中新型进水流道、出水流道内流场特性及水... 详细信息

本文研究以南水北调东线工程、城市防洪重点工程建设和大型泵站更新技术改造为背景。以低扬程大型泵站为研究对象,运用三维湍流数值模拟和实验研究相结合的方法,系统地研究了泵站工程过流构筑物中新型进水流道、出水流道内流场特性及水力特性,对比测试分析了常见流道的水力特性,提出了泵站新型进、出水流道型线参数确定的原则和方法。从理论上推演分析建立了泵装置动力特性预测数学模型;系统地研究了泵装置起动、停泵过渡过程,建立了完整的起动动态特性数学模型,提出了停泵动态特性计算方法。 1.基于三维紊流数值模拟,以大型计算流体力学软件Fluent为平台,采用时均N-S方程(RANS)和κ-ε流模型,运用SIMPLEC算法,数值模拟了钟形、竖井贯流和簸箕形进水流道的内流场。以流道出口速度均匀度、速度加权平均角、水力损失大小为评价目标函数,研究了钟形进水流道不同喇叭口悬空高度的内流场特征和水力损失特性,提出了喇叭口悬空高度的合理取值范围。构建了钟形进水流道模型试验装置系统,利用五孔探针测试了不同喇叭口悬空高度时流道出口断面的流速分布,并与数值计算结果进行了比较分析,得出了带泵的流道出口速度分布规律。数值计算揭示了竖井贯流、簸箕进水流道内流场特征、特征断面的流速及水力损失规律,并对竖井贯流泵装置特性、簸箕形进水流道水力特性进行了试验研究,提出了竖井贯流、簸箕形进水流道的优化特征型线及控制尺寸。 2.运用三维湍流数值模拟的方法,对近年来应用于特低扬程大型泵站中的一种新型出水流道—箱涵式出水流道内流场特征及水力特性进行分析研究。研究中,针对喇叭出口设导水锥和不设导水锥,分别设计了不同喇叭口悬空高度、不同喇叭管型线、不同后壁距、不同后壁型线以及无扩散喇叭管等方案,数值模拟各方案流道内流场,预测旋涡发生位置和形态,得出了流道纵向剖面、喇叭口及出水柱状面上速度分布规律,预测并分析流道水力损失规律。构建模型试验装置系统,制作物理模型,对各数值计算方案进行系列试验研究,测得各方案流道的水力损失,观测了流道内水流流态,研究得出了流道水力损失随流道几何特征参数变化规律。根据数值计算和试验研究的结果,提出了新型箱涵式出水流道优化设计方法。对常见的虹吸式、直管式和钟形出水流道,设计并制作物理模型,测试并比较其水力损失。 3.从流体力学基本原理出发,运用相似理论中的方程分析法,系统地分析泵装置动力特性、汽蚀特性、飞逸特性的相似模拟方法,阐述了相似准则之间的关系、参数换算比尺。从理论上分析和表达了水泵机械效率、水力效率、容积效率、水泵效率及泵装置效率。根据模型泵(或泵装置)试验数据,利用最小二乘法拟合及牛顿迭代法计算泵效率(或泵装置效率)表达式中拟合系数,将模型水泵各工况点效率分解为水力效率、容积效率和机械效率,实现了各部分效率按各自公式换算,提出了水力效率、容积效率、机械效率、管道效率、泵及泵装置效率换算的新方法,建立了低扬程大型泵站动力特性预测数学模型。 4.在分析低扬程泵装置机组暂态电气特性、动力特性和管道中空气动力学特性基础上,结合水泵相似率,从理论上系统地研究了拍门断流直管式出流泵装置起动动态特性、虹吸式出水流道泵装置起动动态特性以及快速闸门断流直管式出流泵装置起动动态特性,并分别建立了相应的起动过渡过程数学模型。 5.基于刚性水锤理论,分析和表达了低扬程大型泵装置水力特性和机组动力学特性,并运用最小二乘曲面拟合方法仿真模拟了水泵全性能曲线。为合理地在停泵动态特性计算中引入全特性曲线稳态参数,研究中,提出将水泵瞬态扬程分解为稳态扬程和惯性水头扬程,与之相应水阻力力矩、推力轴承摩擦力矩也分解为稳态力矩和惯性水头引起附加力矩,方程中稳态参数,即可用基于曲面拟合的全特性曲线方程代入,从而建立贯流泵站事故停泵、液压快速闸门断流停泵动态特性计算有限差分非线性方程组,并给出了计算方法、步骤和计算实例。

关键词：泵站进出水流道数值模拟试验研究相似换算特性预测动态特性

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迷宫螺旋泵泵送机理及性能的CFD数值模拟和试验研究

迷宫螺旋泵泵送机理及性能的CFD数值模拟和试验研究

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作者：马润梅北京化工大学

学位级别：博士

迷宫螺旋泵是一种极小流量、高扬程、结构极其简单的极低比转数旋转泵,是石油、化工、水处理等行业急需的特种泵。但其泵送机理至今仍不十分清楚,对泵送性能的认识也仅停留在初级试验阶段,泵的设计和使用是基于大量的未经理论分析和整... 详细信息

迷宫螺旋泵是一种极小流量、高扬程、结构极其简单的极低比转数旋转泵,是石油、化工、水处理等行业急需的特种泵。但其泵送机理至今仍不十分清楚,对泵送性能的认识也仅停留在初级试验阶段,泵的设计和使用是基于大量的未经理论分析和整理的试验数据,因而存在很多不确定性因素,极大限制了迷宫螺旋泵的推广应用。基于上述原因,本文采用FLUENT流体计算软件中SST k-ω湍流模型对多重坐标中迷宫螺旋体转子、定子螺槽流体流动进行了数值模拟,利用CFD数值模拟结果和二维湍流方程以及普朗特混合长度理论对流体流动、泵送机理和泵送性能进行了定性和定量分析,优化了三角形螺纹形状及几何参数,对泵送性能进行了相似换算。最后,试验验证了迷宫螺旋泵在不同因素作用下的泵送性能变化趋势。 CFD数值模拟迷宫螺旋体流场表明:泵内压力沿轴向线性分布。泵转子、定子名义间隙分界面上,同时存在强烈向心流动和离心流动,二者速度随压力升高而增大;转子螺槽和定子螺槽流体切向速度方向相反,大小随压力升高增大,导致在转子定子间隙形成强剪切区;定子螺槽“泄漏”流与转子螺槽泵送方向流动方向相反,“泄漏”流随压力升高而增强,而转子螺槽驱动流动随压力升高而减弱。在此基础上,结合泵性能试验研究,提出:迷宫螺旋泵的泵送压力是流体在轴向流动中通过蜂窝体反复加压获得的,泵转子、定子间隙流体之间强烈的湍流剪切力是蜂窝体流体进行动量和能量交换的根本动力。推导出了迷宫螺旋泵泵送性能的经验表达式,定义了表征蜂窝体水力性能的蜂窝体扬程系数K和表征相同尺寸泵扬程相对高低的泵总扬程系数K两个新概念。将迷宫螺旋泵内流体流动看作转子螺纹对流体的拖动流和泵两端压差作用下压力流的线性叠加,结合二维湍流理论和CFD数值模拟,建立了不同于Bilgen流场速度分布的迷宫螺旋泵的流场模型。其中切向压力流是关于y轴的奇函数,轴向拖动流在转子螺槽类似抛物线分布,将速度沿螺槽深度积分得到泵流量扬程关系式。基于迷宫螺旋体内流体流动和其泵送机理,提出泵功率主要由转子驱动流体功率、螺纹壁面摩擦损失、蜂窝体湍流摩擦损失、动能和机械摩擦损失组成,泵效率由容积效率、水力效率和机械摩擦效率组成。对迷宫螺旋泵试验性能分析发现:泵转子、定子间隙增大,泵水力效率明显下降,而容积效率基本不变。利用CFD数值模拟和Golubiev试验数据,以蜂窝体扬程系数K最大为优化目标,优化出了三角形螺纹最佳相对槽深h/t、最佳牙型角和螺纹导程范围。基于螺纹几何参数与泵性能的理论方程,拟合出了K与螺纹几何参数s/h、h/t和tga的定量关系式,定性分析了流体离心力对K的影响。结果表明:螺纹导程减小,蜂窝体扬程系数降低,但泵总扬程系数升高;蜂窝体扬程系数随转子、定子之间相对直径间隙增大而降低,降低程度与螺纹形状有关;蜂窝体扬程系数在相对螺槽深度变化很宽的范围内随相对螺槽深度增加而降低;离心力增大,蜂窝体扬程系数先是增大,而后又降低。基于流体流动相似原理和泵送机理,推导出了迷宫螺旋泵在转子定子间隙、螺纹导程、及转子直径和转速变化时的泵送性能的相似经验换算关系式,用换算公式对泵模拟性能和试验性能作相似换算,换算性能和CFD模拟性能及试验结果一致。最后,对迷宫螺旋泵泵送性能进行了泵常规性能试验,试验研究发现:迷宫螺旋泵的流量和扬程远高于相同螺纹参数的螺旋泵的流量和扬程;螺纹导程降低,泵关死扬程升高,流量降低,性能曲线变陡;螺杆螺套配合间隙减小,泵扬程和效率明显提高;转子螺纹牙尖迎向转子转动方向,会导致泵流量、扬程降低。

关键词：迷宫螺旋泵泵送机理泵送性能数值模拟优化相似换算

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中比转速离心泵无过载优化设计

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流体机械 2015年第3期43卷 31-36,30页

作者：张生昌马中强马艺张志鸿邓鸿英张华军浙江工业大学浙江杭州310014 过程装备及其再制造教育部工程研究中心浙江杭州310014 杭州市特种设备检测研究院浙江杭州310003

对D450-60-10型中比转速离心泵进行无过载优化设计,原始方案采用模型换算法设计模型泵进行试验并换算得到原型泵性能,同时利用Fluent模拟得到模型泵和原型泵性能,对泵性能分析后提出基于叶片出口角、叶轮出口直径和叶轮出口宽度等结构... 详细信息

对D450-60-10型中比转速离心泵进行无过载优化设计,原始方案采用模型换算法设计模型泵进行试验并换算得到原型泵性能,同时利用Fluent模拟得到模型泵和原型泵性能,对泵性能分析后提出基于叶片出口角、叶轮出口直径和叶轮出口宽度等结构参数的3种原型泵优化方案。结果表明:当叶片出口角β2=10°时,与β2=15°相比,功率曲线的拐点更接近额定工况点,且最大功率下降了6.78%,但会牺牲部分扬程;3种优化方案下离心泵都达到了无过载的要求,功率备用系数K均小于1.2;最佳方案(叶轮出口直径D2=0.49m,叶轮出口宽度b2=0.03m,叶片出口角β2=10°)的功率备用系数最低,为1.09,与原始方案相比,扬程和效率分别提高了6.94%、1.95%,为中比转速离心泵无过载设计提供了参考。

关键词：中比转速离心泵无过载相似换算优化设计

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