针对某航空燃油离心泵在运行过程中由于空化导致叶片根部发生空蚀破坏的问题,设计了一种叶根圆弧结构形式,研究了其在不同空化数下的空泡分布特性和空泡的非定常变化规律,并分析了燃油泵叶轮流道和隔舌位置的压力脉动特性。研究表明在0.8Qd,1.0Qd,1.2Qd流量工况下,燃油泵临界空化数分别比原方案减小了4.4%,6.0%,1.8%;在相同空化数下,改进方案叶片表面压力载荷有所下降,其中在1.2Qd流量工况下,低压区占比最多下降7%;改进方案叶片根部空泡体积也有所减小,在1.2Qd流量工况下,空泡减少量最多可达51%;燃油泵内部多数监测点的压力脉动幅值下降较大,最高可达38.35%。研究结果显示了叶根圆弧结构可以显著提升燃油泵的空化性能,为高性能燃油泵的优化设计提供了一定的借鉴。

采用Lighthill声类比理论研究了多工况下五级导叶式离心泵由偶极子声源激励产生的水动力噪声。数值计算了五级离心泵内部瞬态流场,提取其全级数壁面偶极子声源,并采用直接边界元法计算泵内流体诱导噪声。对泵进行基于模态响应的振动计算,并进行振动测试,经试验验证,多级离心泵内流动诱导振动噪声数值预测方法具有一定可行性。结果表明：随流量的增大,泵的进出口水动力噪声先升高后降低再升高,设计工况噪声水平最小;声压频率分布中BPF2及其特征频率上的噪声能量随流量的增大而增强,高频段的噪声能量明显增加;首级叶轮、后四级叶轮及正导叶的叶片数对泵内流噪声影响较大,而反导叶叶片数影响相对较小。研究结果可为低噪多级离心泵设计提供参考。

空化是一种包含气液相间质量传输的非定常可压缩多相湍流流动现象,它是泵性能和效率下降的主要原因。空化流动的计算主要涉及空化模型和湍流模型两个方面。本文概述了空化模型的一些基本理论,并比较了各个空化模型的优缺点;简要分析了湍流模型对空化流计算的影响;介绍了这些模型在泵空化流计算中的应用;最后展望了泵空化流计算模型的发展方向。

在变螺距诱导轮设计过程中引入角度变化系数来控制型线变化的规律，利用自主开发的诱导轮设计软件，选取代表3种不同特征型线的角度变化系数，设计了3台不同型线变化规律的变螺距诱导轮，并通过数值计算的方法，研究了角度变化系数m对诱导轮性能的影响。结果表明，诱导轮的扬程与效率随着角度变化系数的增加逐渐降低，在m=0．5时诱导轮的扬程与效率最高；诱导轮的临界空化余量随着角度变化系数的增加而逐渐降低，在m=2时诱导轮的空化性能最优。因此，在进行诱导轮的角度变化系数选择时，要综合考虑诱导轮的能量特性和空化特性。

为研究导叶相对隔舌不同位置对离心泵性能的影响，采用CFD计算方法对离心泵导叶与隔舌不同夹角进行数值计算。对导叶与隔舌夹角α从0～40°变化下离心泵外特性和内流场进行分析，结果表明导叶相对隔舌不同位置对泵内外特性有明显的影响。随着α增大，扬程和效率呈现出先升高后降低的趋势，20°附近达到扬程和效率的最大值；而在α增加的过程中，蜗壳各断面压力和速度的变化趋势不相同，叶轮各流道低速区及出口高速区受导叶影响而沿周向变化；在隔舌附近，α为0～40°，导叶背面低速区减小并逐渐消失，而隔舌与导叶间低速区的变化规律与之相反。

采用三维PIV测试技术对一比转数为111的双叶片泵零流量工况下的内部流动进行了测量。采用基于光纤制作的外触发同步系统和等效标定方法等关键技术来保证三维PIV测试精度。在Visual C＋＋2005平台下,根据速度三角形,编写了三维PIV速度合成程序,将测量的绝对速度与圆周速度合成得到相对速度。结果表明：隔舌对叶轮内绝对速度场影响较大;叶轮流道内3个测量平面上都存在较大范围的漩涡区,但漩涡的大小、位置有所不同;蜗壳扩散段存在低速区域,该区域的绝对速度小于0.62 m/s,且存在漩涡现象;3个测量平面上,叶轮流道内、蜗壳扩散段及隔舌附近区域的轴向速度各不相同。

为了研究高温熔盐泵的运行可靠性,基于ANSYS Workbench对熔盐泵结构部件分别进行了无预应力和有预应力的模态计算。基于计算结果对熔盐泵的振动特性进行了分析,并对不同相位下转动和静止部件的固有频率和振幅的变化进行了比较。计算结果表明:无预应力时,转动和静止部件的第1阶和第2阶以及第4阶和第5阶固有频率较为接近,且同阶下,静止部件的固有频率远高于转动部件的固有频率;转动部件和静止部件各阶的固有频率均远离主要的激振频率,可有效避免共振的产生;同阶不同相位下,转动和静止部件的固有频率和振幅变化较小,叶轮相位对熔盐泵模态性能的影响可以忽略;有预应力下静止部件和转动部件的固有频率比无预应力下有小幅提升,且转动部件的增幅较高,其幅度为1.35%;转动部件的模态变形主要集中在叶轮端,而静止部件的进出水管变形更为明显。研...

为了研究离心泵吸水室内置隔板对低比速离心泵内部非定常特性的影响。采用数值模拟与试验研究相结合的方法,基于标准k-ε湍流模型和滑移网格模型,分别对吸水室有无内置隔板的低比转速离心泵进行三维全流场非定常数值计算,得到了不同工况下低比转速离心泵的外特性,并对叶轮径向力和轴向力的瞬态特性以及蜗壳流道内不同位置的压力脉动特性进行了分析。结果表明,采用吸水室内置隔板对外特性的影响不显著;无论吸水室有无内置隔板,低比转速离心泵蜗壳各断面压力和叶轮径向力均呈周期性波动,脉动频率为叶频。此外,径向力大小和方向时刻都在变化,且整体变化趋势基本呈六角星形分布;与无内置隔板相比,吸水室有内置隔板时蜗壳各断面压力脉动幅值均有所减弱,作用在叶轮上的径向力幅值减小,轴向力明显减小。研究结果可为低比转速离心泵的...

基于LabVIEW虚拟仪器软件开发平台,将测试技术与虚拟仪器技术相结合,开发了集空载试验、性能试验、查询数据、Execl报表、数据库存储与管理等功能为一体的泵性能测试系统。从系统总体设计、硬件设计以及测试软件设计三方面进行详细阐述,并通过与相关性能测试系统进行试验数据比较,验证了系统测试精度。所开发的测试系统设备成本低,自动化程度高,交互性能好,开放性和拓展性优异,维护与更新换代方便,还可用于全天候监测与记录泵的各项性能参数,提供检测出故障的契机,从而为大幅提高泵运行的可靠性提供技术支撑。

为研究液力减速器空化前后振动噪声特性变化情况，基于INV3020数据采集系统和高速摄影系统建立了空化和振动噪声测试系统，实现了性能参数和振动噪声信号的同步采集。通过调节液力减速器进、出口压力及泵轮转速，结合高速摄影试验准确获得空化初生的条件，利用加速度传感器和声压传感器测量了空化前后的振动和噪声。结果表明，在转速1100r／min条件下，初始压力下降至0．04MPa时，泵轮背面靠近外缘位置最先出现空泡，随着压力继续降低，空泡逐渐占据整个流道，并向低压区域游移。各空化阶段周向振动冲击强度明显高于径向方向，径向方向M1、M3两测点振动强度相差不大；空化初生时振动加速度和声压级最大，严重空化时次之，未空化时最小。不同空化阶段对噪声各频段贡献量不同，空化初生时声压级的提高主要由于叶频及其倍频分量，及...