在传统涡轮流量计叶轮力矩平衡的理论基础上,运用机翼理论和叶栅理论建立双涡轮流量计流动理论模型,并对双涡轮流量计的质量流量进行理论推导,实验表明理论推导结果与实测值基本吻合.

阐述了SolidWorks二次开发的必要性，介绍了SolidWorks二次开发的方法和思路。基于自动化技术，利用SolidWorksAPI接口程序、VisualBasic6．0高级编程语言和Access数据库，实现了罗茨风机叶轮的参数化建模系统的开发。本系统拓展了过去叶轮参数化设计的局限，不限于二叶和三叶叶轮的建模，能够实现圆弧型、渐开线型和摆线型等线型的各种叶数的建模，并能自动计算叶轮的重要性能参数，大大提高了工作效率。

针对传统离心泵叶轮设计步骤繁琐的不足,提出了基于SolidWorks的三维参数化离心泵叶轮注塑模设计方法。简单介绍了SolidWorks的主要功能模块及离心泵叶轮模具设计的流程,详细阐述了离心泵叶轮模具设计的步骤。设计中,叶轮采用尼龙6/10材料,其拔模斜度为1.5°,收缩率为1%。通过对模具各零部件的造型与实时修改,实现了离心泵叶轮模具的参数化设计,并完成了模具的虚拟装配及加工出详图的快速输出。本方法对工程设计具有一定的实用价值。

为了检测核主泵水力部件数控加工完成后叶片型线的偏离程度,提出了1套水力部件的检测和评定方法.采用逆向工程点云分析软件(PolyWorks)与三维扫描设备相结合,测量叶轮模型叶片与产品叶片进出口压力、吸力面三坐标,同时计算叶片型线偏离的均方根偏差.通过对叶片进出口型线测量数据的统计处理和理论分析,提出叶片进出口型线偏离角度Δβ的计算公式、叶片间叶距角Δφ的偏离公式以及部分叶片型线偏离的修正公式K.结果表明该方法能够准确有效地检测水力机械叶片型线的分布,保证了各型线有相同的包角.以国内田湾核电站扩建工程5,6号机组以及秦山一期扩建工程方家山核电站主泵叶轮翼型的检测与评定分析为例,经主泵全流量试验验证表明,与数值分析结果相比,主泵流量满足规范偏离设计流量的±2.5%、扬程偏离±1.5%的要求.

为了阐明变工况运行条件下离心泵内部瞬态流动特性,评价其瞬态水力性能及其压力脉动特性,提高离心泵的运行稳定性,基于DES分离涡模型,在小流量、额定流量和大流量工况下对泵进行了性能预测和数值模拟。与试验结果比较发现,性能预测结果和试验结果吻合较好,额定工况下泵内部流动参数梯度变化均匀。在此基础上,在泵内部设置p1～p9压力脉动监测点,通过对监测点的压力脉动时频分析,表明进口流道p1压力脉动频率与叶频的倍频保持一致,以低频脉动为主;受隔舌结构影响,出口流道p6压力脉动频率的脉动幅值较大,以高频脉动为主。比较叶轮旋转第1～第6圈静压分布和涡量分布规律,第3圈后叶轮内部流动趋于稳定,第6圈后蜗壳内部流动达到稳定,表明离心泵叶轮和蜗壳内部涡团的演化过程非同步。

通过对气浮机8叶片叶轮在常态条件下进行模态分析,给出了该叶轮各阶主要模态的特性,详细描述了叶轮在内、外部同频段振源作用下的真实振动响应.

基于RNGk-ε湍流模型对斜流泵内部三维流场进行了数值计算，重点针对非设计工况下的斜流泵叶轮进出口环量分布特征进行了分析。研究结果显示，在设计点附近的叶轮进口环量受叶片进口边影响较大，不同采样线的环量分布具有一定差异，小流量工况下受到叶轮进口回流的影响，不同采样线的环量分布趋于一致。叶轮出口环量分布受采样线位置影响较小，在设计流量点时，叶轮出口呈等环量分布。在小流量工况点，受到叶轮出口回流的影响，叶轮出口外缘处的环量数值显著增大。通过研究还发现，从叶轮出口流道通过轮毂一侧回流进入叶轮的流体微团具有与叶轮旋转方向相反的圆周速度分量，其环量数值甚至低于同工况下的叶轮进口环量值。

基于流固耦合原理对离心泵叶轮进行结构分析，采用多物理场协同仿真平台ANSYS Workbench，基于单向流固耦合技术对离心泵叶轮结构进行了仿真计算，获得了离心泵叶轮在不同工况下的等效应力及变形情况，分析了叶轮最大等效应力和最大总变形随流量的变化情况。结果表明，各工况下叶轮应力分布不均且存在局部应力集中；叶轮变形的总位移随半径的增大不断变大，并在叶轮边缘达到最大值。叶轮最大等效应力随流量的增加不断减小，在0．4倍设计流量工况下最大为10．581MPa；叶轮最大总变形随流量的增加先减小后增大，在设计流量工况下最小为0．0028669mm。计算结果对离心泵叶轮的结构优化设计提供了数值依据。

提出一种解决加大流量设计对低比转速泵叶轮进行水力设计易出现驼峰,轴功率易产生过载现象的直接优化设计方法,得到综合性能较好的叶轮.其优化设计方法：通过加大流量设计理论设计初始叶轮,将得到的初始叶轮个体与随机个体作为微遗传算法的初始群体中的染色体,并以效率、消除驼峰、气蚀余量最小为分目标函数建立多目标规划作为适应度,进行微遗传操作.最后,结合设计实例进行验证.研究结果表明,将微遗传算法和加大流量设计理论相结合,直接对叶轮进行优化的方法,提升了低比转速泵的综合性能.

为研究双吸双流道泵的固液两相流动规律,本文基于CFD性能预测方法,计算泵在不同沙粒直径、不同沙粒浓度、不同流量工况的内部流动规律与外部特性曲线,并与单相流进行对比分析。研究结果表明：含沙多相流,流道中的压力梯度更大,压差分布更明显;流道内的脱流损失更严重,漩涡区域更明显,叶轮出口与蜗壳进口的动静耦合作用更剧烈;固相颗粒主要集中在叶轮的上下盖板处以及靠近蜗壳出口侧的流道区域;叶轮流道进口处的颗粒相对较少,出口处的颗粒相对较多;颗粒直径的变化对固相的离析作用明显,随着泥沙直径与流量的增大,泵的进出口总压差减小,随着泥沙浓度的增大,泵进出口总压差增大。