《低比轉數離心泵駝峰現象的不穩定流動機理研究》是依託江蘇大學，由劉厚林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：低比轉數離心泵駝峰現象的不穩定流動機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉厚林
- 依託單位：江蘇大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
低比轉數離心泵廣泛套用於航空航天、核能核電等領域，性能曲線易出現駝峰現象。泵運習記淋整妹墓凶行在駝峰段時，性能將會惡化，並激發振動和噪聲。.本項目擬綜合採用三維PIV測試、動態壓力測試和油膜法流場顯示技術分別對多個工況下泵全流道內的流動進行測量，為研究駝峰現象的流動機理提供必要的流場實測數據和壓力頻譜特徵；發展渦粘性亞格子尺度模型，並以試驗數據為邊界條件，採用LES方法模擬泵全流道內的流動。研究旋轉失速、回流等不穩定流動與葉型、葉片數等主要幾何參數之間的關係，不穩定流動的產生機理和傳播方式，葉輪與壓水室的動靜干涉作用對駝峰現象的影響。基於徑向基函式神經網路和試驗數據，探索泵內部無法測量區域的流場重構方法。.本項目旨在掌握低比轉數離心泵性能曲線駝峰現象的不穩定流動機理，為消除或減輕駝汽員戒峰提供理論依據，有利於提高低比轉數離心泵的效率，降低振動和噪聲，增加運行穩定性，同時為其它類型泵不穩定特性的研究提供借鑑。
結題摘要
低比轉數離心泵廣泛套用於國民經濟各領域。為提高低比轉數離心泵的效率，通常採用加大流量、加大葉片出口安放角和出口寬度等方法進行水力設計。這樣設計常常會使導致低比轉數離心泵出現性能曲線駝跨戲棄洪峰現象，使其具有不穩定運行工況。當泵在不穩定工況運行時，振動和噪聲會顯著增加，嚴重影響泵系統的可靠性和工作壽命。因此，低比轉數離心泵性能曲線駝峰現象是水力機械領域急需解決的難題之一。 本項目力圖掌握引起低比轉數離心泵性能曲線駝峰現象的內部不穩定流動機理，從而提出控制性能曲線駝峰現象的理論和方法。按照項目研究計畫書，本項目想朵的主要研究內容和研究成果如下。（1）通過對低比轉數離心泵的實際流量揚程曲線及公式進行理論分析，推導出低比轉數離心泵流量揚程曲線無駝峰的控設充束制方程。結合對24台低比轉數離心泵實驗參數和幾何參數的統計研究，對控制方程的各項損失係數進行修正，從而得到了低比轉數離心泵的無駝峰控制方程並進行了驗證。（2）針對低比轉數離心泵的內流特性，對SST k-ω模型進行了兩種方案的改進。由於SST k-ω模型在邊界層使用k-ω模型而在主流區使用標準k-ε模型，兩者都沒有考慮泵的旋轉、大曲率等因素的影響。因此，採用考慮旋轉和曲率影響的RNG k-ε模型和Realizable k-ε模型對SST k-ω模型進行改進，進而提高了低比轉數離心泵內部不穩定流動數值計算的精度。（3）採用改進的SST k-ω湍流模型對低比轉數離心泵內部不穩定流動進行了多工況的數值計算，分析了泵內各種不穩定流動與性能曲線駝峰現象之間的關係。（4）對低比數離心泵駝峰工況下的內部不穩定流動進行了PIV試頁催犁驗測試，驗證了數值模擬研究的正確性，同時也進一步揭示了不穩定流動的基本運動規律及與駝峰之間的關係。 本項目共出版專著1部；發表論文37篇，其中SCI檢索7篇、EI檢索22篇；申請發明專利8項，其中授權2項；獲軟體著作權登記5項；獲省部級二等獎2項；培養碩士研究生4名、博士研究生2名。
