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轴流泵装置虹吸式出水流道内流机理数值分析
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:《农业机械学报》
  • 时间:0
  • 分类:TV131[水利工程—水力学及河流动力学] TH312[机械工程—机械制造及自动化]
  • 作者机构:[1]扬州大学水利与能源动力工程学院,扬州225127, [2]徐州市水利建筑设计研究院,徐州221002
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51279173); 江苏省高校自然科学研究资助项目(14KJB570003); 扬州大学科技创新培育基金资助项目(2014CXJ030); 江苏省水利厅科技资助项目(2014044); 江苏省高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)
中文摘要:

为研究轴流泵对虹吸式出水流道内部流动特性的影响机理,采用CFD(Computational fluid dynamic)方法对虹吸式轴流泵装置进行全流道的数值计算,在考虑了轴流泵与虹吸式出水流道内流相互影响的条件下定性地分析了虹吸式出水流道的流场特征,定量地研究了导叶体出口剩余环量和流量对虹吸式出水流道水力损失的影响,给出了相应的数学关系模型,并将泵装置性能预测结果与模型试验结果进行了对比。结果表明:受导叶体出口剩余环量和流量的双重作用虹吸式出水流道内部流态差异较大,虹吸式出水流道的水力损失主要集中于驼峰断面前的过流通道。各工况时虹吸式出水流道驼峰断面的速度加权平均角的均值为52.34°,不同工况时速度加权平均角变化范围仅在0.1°-2.3°之间。随流量系数的增大,驼峰断面的轴向速度分布均匀度逐渐增大,导叶体出口剩余环量则先减小后增大,在高效工况范围内导叶体出口剩余环量存在最小值。导叶体出口剩余环量通过影响虹吸式出水流道内部流态而对出水流道水力损失产生影响,虹吸式出水流道的水力损失与流量未呈二次方关系。

英文摘要:

In order to analyze the flow influence mechanism of axial-flow pump on the siphon outlet passage,the three-dimensional internal flow of an axial-flow pumping system with siphon outlet passage was simulated based on CFD method under different running conditions. The relationship between guide vane outlet velocity circulation and flow rate had obvious influence on hydraulic loss and internal flow field of siphon outlet passage. The flow field characteristics of siphon outlet passage were analyzed qualitatively,and the mathematical relationship between them was analyzed quantitatively. The research results indicated that there was great difference between internal flow field of siphon outlet passage under different running conditions,and the hydraulic loss of siphon outlet passage was mainly concentrated on flow passage before hump section. The average value of velocity-weighted average swirl angle was52. 34°,and it had small fluctuation in the flow coefficient range of 0. 35 - 0. 70 for hump section. With the increase of flow coefficient,the axial velocity distribution uniformity of hump section increased gradually,while the guide vane outlet velocity circulation decreased firstly and then increased,and the minimum velocity circulation was in the high efficiency area. Guide vane outlet velocity circulation made the relationship of hydraulic loss of siphon outlet passage and flow rate more complicated,and there was no quadratic regression relationship between hydraulic loss and flow rate. These study results were available reference for design optimization of siphon outlet passage.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884