该文利用高速摄影和压力脉动测量结果,以某一模型轴流泵为研究对象,研究了轴流泵叶顶涡空化机理,探讨了不同流量、不同空化数下的叶顶空化形态及垂直空化涡发展的瞬态特性,分析了叶顶空化形态与压力脉动结果之间的关系。试验结果表明,小流量（0.6-0.8）Qopt（Qopt=365 m3/h）工况下,更易空化初生且叶顶空化形态更不稳定,随着空化数的降低,叶顶空化更加剧烈;垂直空化涡自叶顶三角形云状空化尾缘脱落,垂直于叶片压力面向相邻叶片移动,造成流道堵塞,影响泵的水力性能。随着流量的降低,垂直空化涡初生点向叶顶尾缘移动;减小空化数,其尺度与强度增大。压力脉动与空化结构图像对比表明,叶片吸力面为传感器所在圆周压力最低处。叶顶空化区为低压区范围,在大流量1.2Qopt工况下,叶顶泄漏涡涡带为狭长的低压区。随着流量与空化数的降低,叶顶泄漏涡与

为了揭示不同湍流模型对超厚叶片潜水排污泵流动特性及噪声的影响,以1台超厚叶片低比转数潜水排污泵为模型,基于CFD理论与Lighthill声比拟理论,对潜水排污泵的流场和声场进行数值模拟,并对不同工况下(0.6 QN,0.8 QN,1.0 QN,1.2 QN,1.4 QN)潜水排污泵的内部压力分布特性进行分析,同时探讨了内声场和外声场的噪声产生原因及分布传播特性.数值模拟结果表明,采用SST模型得到的性能曲线最接近试验结果;当叶轮从时刻a旋转到时刻d时,隔舌附近的高压区增大;隔舌处压力脉动最剧烈,这说明隔舌处是主要噪声源;在最优工况附近噪声较小,偏离最优工况处噪声较大;噪声极大值均出现在30°-75°内,极小值在225°-250°内.

为了提高水平轴潮流能水轮机叶片翼型空化性能,提出一种基于粒子群算法(PSO)的翼型性能多目标优化方法,主要针对较大攻角下翼型表面压力系数最小值;同时为保证翼型水动力性能,以翼型压力系数最小值及升力系数等建立多目标优化函数.通过程序调用XFoil对优化翼型水动力性能进行过程分析,替代计算流体动力学(CFD)分析,节省优化时间.采用此方法对NACA63-815翼型进行优化并采用CFD方法重点研究2个攻角工况下优化翼型与原翼型在3个空化数(1.0、1.5和2.0)下的空泡分布对比.结果表明,优化翼型在6.8°和10.8°攻角下压力系数最小值分别提升了17.0%和45.8%,最大升阻比提高了6.0%和61.1%.翼型的空化初生及全空化性能均得到明显提升,水动力性能也得到了提升,验证了此优化方法的可行性.

离心泵的水力诱导激振影响泵的安全稳定运行。为了揭示离心泵水力诱导激振特性,以一台单叶片离心泵为试验对象,采用两个垂直布置的涡电流位移传感器测量离心泵空转及抽水时叶轮口环的瞬态位移,获得了叶轮口环瞬态位移的时域图、频域图以及口环位移轨迹图。基于霍尔感应器的键相信息,采用华科水力机械综合测试仪获得了离心泵在不同流量工况的水力诱导激振特性。试验结果表明,离心泵空转及抽水时时域图、频域图相似,波形均为周期性重复的畸变正弦曲线,主频均为叶轮转频,口环位移轨迹图均为畸变的椭圆形,但抽水时口环位移幅值有所减小。离心泵的水力诱导口环位移轨迹图在不同流量工况下均为畸变的椭圆形,在210°～300°之间出现一个突变区域,水力诱导激振在小流量工况显著增强,在额定工况及大流量工况水力诱导激振基本不变。

混流泵水力诱导的机组振动是混流泵运行失稳的重要因素之一,为了研究混流泵水力激振诱导的机组振动情况,基于本特利408数据采集系统,测量获得了空载和负载工况下混流泵泵体和泵体基座不同位置处的振动信号,通过希尔伯特-黄变换对原始振动信号进行经验筛分分解,获得了不同模函数分量的频谱分布。研究结果表明,相比空载运行,混流泵负载工况运行时水力诱导的机组振动明显加剧,但在不同方向上,水力激振引起的振动各不相同。X方向上2个工况下的振动频谱分布基本相似,而在Y方向、Z方向和混流泵底座上,负载工况下波形的频带分布变窄,能量分布较为集中,且Z方向的原始振幅要明显大于Y方向,约为Y方向原始振幅的2倍。混流泵负载工况运行时,低频振动占据主要振动能量分布,使得不同模函数分量的主频向低频方向移动,水力诱导混流泵机组的振动以中

深井离心泵在机井内工作,其外径受井径的限制,为了解决原有的设计方法难以充分地利用有限的空间来进一步提高单级扬程的问题,采用自主创新的极大扬程设计法,成功研制出了100SJB8新型深井离心泵,测试结果表明该泵的单级扬程提高了50%,而且效率超过国家标准9.8%。同时,通过CFD对100SJB8型井泵叶轮内部流场的计算,验证了通过适当加大叶轮前盖板外径以提高单级扬程、减小后盖板外径以实现过流通畅的这一设计思想的正确性。最后通过CFD计算结果与实测结果的比较也充分证明了极大扬程设计法在提高扬程和效率上的优越性。

为了确保江都四站轴流泵机组的安全稳定运行,采用三个高频振动加速度传感器对装置模型不同工况下的振动信号进行了采集,并运用加速度有效值对测量结果进行了分析。试验结果表明,在轴流泵转轮-4°、-2°、0°、＋2°和＋4°叶片角下,泵段振动测量位置为x、y、z三个方向的振动强度都随扬程的增高而逐渐增强。在扬程高于7.0m的工况下,振动强度随扬程的变化明显,振动幅度急剧提高。在相同的扬程工况下,三个方向的振动加速度有效值在不同的叶片角下变化幅度较小。在叶片角为-2°、最高扬程为8.8m时,x、y、z方向的加速度有效值分别为0.574、0.761和0.539m/s2,装置模型振动较强,但机组没有出现不稳定现象,该结论为江都四站实型机组稳定运行提供了科学依据。

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。