周岭
- 作品数：62 被引量：470H指数：14
- 供职机构：江苏大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程农业科学水利工程石油与天然气工程更多>>
- 基于准稳态假设的混流泵启动特性分析被引量：8
- 2016年
- 为了研究混流泵启动过程的准稳态性能,该文以瞬态外特性试验性能参数为依据,获得了混流泵准稳态计算的外特性曲线和无量纲扬程瞬态性能曲线,通过对3种转速下的压力场、速度矢量分析,总结出准稳态计算混流泵内部流动的一般性规律并与粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)测量的瞬态内部流场进行对比。研究发现,准稳态计算扬程呈现直线上升趋势,并随着体积流量的增大逐步偏离试验扬程;3种转速下泵内压力具有相同的分布趋势,叶轮进口截面相对速度矢量近似满足相似定律,并在低转速下出现大尺度的叶顶泄漏涡。与无量纲瞬态性能一致,瞬态PIV测量结果呈现出明显不同于准稳态工况的瞬态效应:在0.75 s时准稳态计算中叶顶泄漏明显,在外缘形成泄漏涡和进口边回流,而瞬态PIV测量中端壁区边界层正从层流向湍流发展;在1.07 s时准稳态计算中叶轮进口速度分布较为均匀,而瞬态PIV测量中流体在惯性力作用下呈现从轮毂向轮缘运动的趋势,卷吸效应较为明显;在1.35 s时准稳态计算结果与1.07 s时的速度场分布较为相似,而瞬态PIV测量中加速的卷吸效应更为显著,外缘高速流动区域随着转速的增加不断增大。该研究可为考证准稳态假设方法的准确度和揭示混流泵启动过程瞬态内部流动特性提供参考。
- 李伟季磊磊施卫东李维强周岭蒋小平
- 关键词：计算机仿真混流泵启动过程瞬态特性
- 叶轮叶片高度对旋涡泵水力性能的影响
- 2024年
- 为深入研究旋涡泵内部流体的流动机理,掌握叶轮叶片高度变化对旋涡泵性能的影响规律,通过实验测得一款闭式叶轮开式流道旋涡泵在不同叶轮叶片高度下的流量-扬程特性曲线,采用k-ε湍流模型和非结构网格对该旋涡泵进行数值模拟,通过ANSYS CFX后处理对其内部流场进行分析,研究了旋涡泵叶轮叶片高度变化对旋涡泵外特性的影响规律。结果表明:旋涡泵的模拟结果与实验数据趋势基本吻合,数值模拟方法的可靠性较高。在相同流量工况下,随着叶轮叶片高度的减小,旋涡泵内部的纵向旋涡强度逐渐减小,叶轮流道内的涡核心减少,导致旋涡泵的扬程与效率逐渐降低。研究结果可为后续旋涡泵的优化设计提供参考。
- 范文周岭马运通马生麒施卫东
- 关键词：旋涡泵闭式叶轮外特性
- 高效井用潜水泵基础理论研究与系列产品开发
- 施卫东周岭王川张启华陆伟刚朱军许建强史志华余学军白玲黄学军陈建华谭林伟王洪亮刘伟
- 井用潜水泵(深井离心泵)是抽取地下水的主要设备，广泛应用于农田排灌、地热利用、自来水供应、高层建筑给水、石油开采等领域。随着全球淡水资源日益匮乏，局部干旱逐年加剧，地下水水位逐渐降低，地热利用等新能源推广日益加大，广大用...
- 关键词：
- 关键词：潜水泵推力轴承地热利用
- 潜水泵缩比模型的相似性验证与内部流场分析被引量：10
- 2017年
- 相似换算设计法是离心泵设计中最常用的方法之一。为了验证缩比模型的相似性,该文选取一典型井用潜水泵作为模型泵,基于缩比模型换算法获得设计泵,借助数值模拟与性能试验的方法,研究设计泵与模型泵的相似性,并分析两者内部流场的差异与规律。采用Ansys CFX软件分别对设计泵和模型泵进行数值模拟,以两级泵模型建立计算域,划分结构化网格,基于标准k-?湍流模型和标准壁面函数进行多工况数值模拟,分别对设计泵和模型泵进行了性能预测,并对预测结果进行了对比分析。结果表明:较于模型泵,设计泵的最大功率点向大流量工况偏移,且最大功率与额定功率的比值有所上升,但其仍具有较好的无过载特性。模型泵数值预测与试验结果的对比表明,在额定流量下,数值模拟预测的扬程低于试验结果 0.79%,功率低于试验值5.2%,效率高于试验值2.78%,且两者随流量变化的趋势基本一致,说明该文的数值计算结果具有一定的准确性。缩比模型在0.4~1.6倍额定流量工况范围内,扬程、效率和功率随流量变化趋势基本一致,设计泵与模型泵满足相似换算准则,模型等比例缩放法能够满足深井离心泵的水力设计要求。
- 施卫东杨阳周岭陆伟刚潘波
- 关键词：数值模拟水力损失
- 轴流泵叶轮区域空化特性数值模拟被引量：31
- 2012年
- 为了研究轴流泵内部叶轮区域空化特性,该文基于ANSYSCFX软件,分别应用Standardκ-ε,RNGκ-ε,κ-ω和SSTκ-ω湍流模型、均质多相流模型,对比转数ns=1033轴流泵在不同工况下进行全流道数值计算,将模拟值与试验结果进行对比分析,验证不同湍流模型及多相流模型的适应性并探究叶轮区域的空化特性。结果表明:在设计工况下,基于κ-ω湍流模型较其他3种湍流模型计算准确,临界汽蚀余量NPSHc计算值与试验结果误差为6.32%,可以较好反映轴流泵内部空化特性。随着有效汽蚀余量NPSH值的减小,空化首先在叶片背面进口靠近轮缘处发生,然后沿着主流方向往叶片中部发展直至充满整个流道,在临界汽蚀余量工况下,叶片中部区域空化面积较大,空化较严重时,叶片背面流线在叶片后部较紊乱,在靠近轮毂处形成漩涡微团,并向轮缘处移动,同时引起叶轮出口截面处轴面速度分布不均匀,增加了叶轮区域流场的紊乱性,揭示了叶轮区域内部空化流动特性。
- 施卫东李通通张德胜王国涛周岭
- 关键词：轴流泵空化湍流数值模拟
- 叶轮与导叶叶片数匹配对井用潜水泵性能的影响被引量：9
- 2018年
- 叶轮与导叶叶片数对泵的扬程、效率等都具有较大的影响。选取250QJ140型井用潜水泵作为研究对象,采用数值计算与试验相结合的方法,在叶轮与导叶叶片数组合变化下,对井用潜水泵的性能变化规律和内部流场分布进行了研究。基于不改变其他几何参数的原则,建立16组不同叶片数组合的两级井用潜水泵模型。采用ANSYS ICEM软件对各组模型分别进行了结构化网格划分,进而在ANSYS CFX商用软件中对各组模型进行了多工况定常数值计算。各组数值计算均选用标准k-ω湍流模型和标准壁面函数,获得了各组模型在不同工况下的性能预测值。通过各组方案性能预测值的对比可以发现:在额定流量工况下,当叶轮与导叶叶片数均为7时,井用潜水泵模型的效率最高。在小流量工况和大流量工况下,泵内的介质流动角度发生了变化。在小流量工况下,增加叶轮与导叶的叶片数可以提高叶片对于液体介质的整流,进而提高井用潜水泵性能;在大流量工况下,较少的叶轮与导叶叶片数更能减轻叶片对液体介质的排挤作用。将大流量工况下性能较好的方案6进行了样机制造和性能试验,结果表明,模型性能较好,在额定流量工况下,扬程预测值比试验结果低2.4%,轴功率预测值比试验结果低1.6%,效率预测值比试验结果高1.1%,数值预测结果与试验结果随流量的整体变化趋势一致,证实了本文中数值计算的准确性。
- 王洪亮施卫东杨阳周岭陆伟刚
- 关键词：井用潜水泵叶轮导叶叶片数数值模拟
- 基于多重激励的悬臂式多级离心泵轴心轨迹研究被引量：3
- 2017年
- 针对悬臂式多级离心泵易出现陀螺效应,造成转子失稳与泵机组振动等问题,根据理论公式计算所得的密封流体激励力、泵腔流体激振力和附加质量代入有限元模型进行仿真计算,得到悬臂式多级离心泵的轴心轨迹图,并分别与未加载3种激励力、只加载密封流体激励力与添加密封和泵腔流体激振力的计算结果进行对比分析,最后利用Bently 408型便携式数据采集系统对轴心轨迹进行试验,对仿真进行验证。研究结果表明:加载叶轮口环密封力能够提高转子系统的稳定性,并能有效降低径向位移幅值;泵腔中流体激振力增加了转子系统的交叉刚度,导致振幅增加;相比于密封流体激励力和泵腔流体作用力,流体附加质量对悬臂式转子系统的瞬态响应的影响更为显著。
- 蒋小平朱嘉炜冯琦李伟李伟周岭
- 关键词：转子轴心轨迹密封
- 导叶出口边位置对深井离心泵性能的影响被引量：5
- 2016年
- 选取100QJ30型混流式深井离心泵作为研究对象,借助数值模拟和性能试验的方法,研究导叶叶片出口边位置不同对深井离心泵性能的影响,并分析其内部流场的差异性和规律性.在导叶叶片主要几何参数不变的情况下,调整叶片出口边轴向位置,确定3种不同的导叶方案,其叶片出口边与导叶场域出口的轴向距离分别为6,3和1 mm.采用ANSYS CFX软件分别对3个方案进行数值模拟,以两级泵模型建立计算域,划分结构化网格,基于标准k-ω湍流模型和标准壁面函数进行多工况数值模拟,分别对3个方案进行了性能预测,并对预测结果进行了对比分析.结果表明:导叶叶片出口边延伸可抑制由于脱流而产生涡核的演化与成长,进而消除导叶流道内的旋涡,改善次级叶轮进口处液体的流场分布.较前2个方案,方案3中的导叶结构较大幅度提升了导叶的整流能力.
- 周岭杨阳施卫东陆伟刚叶道星
- 关键词：井用潜水泵数值模拟水力损失
- 不同流量工况下混流泵压力脉动试验被引量：12
- 2016年
- 为了研究混流泵叶轮和导叶非定常时序干涉引起的压力脉动特性，通过试验对混流泵泵体关键测点进行了压力脉动测量，分析了不同流量工况下叶轮进口、叶轮中部、叶轮出口、导叶进口、导叶出口以及装置出口等位置压力脉动的时域和频域响应。研究结果表明：叶轮旋转周期较大程度影响了叶轮进口、叶轮中部监测点的压力脉动，脉动曲线出现了与叶轮叶片数相一致的4个波峰和4个波谷，压力脉动主频为叶轮叶片通过频率；叶轮和导叶的动静干涉作用使得叶轮出口和导叶进口监测点压力脉动在小流量工况下分别出现7-12个波峰和波谷，压力脉动频谱范围变大，分频成分增多，主频随着流量减小向高频方向偏移，动静干涉诱导的流体激振以及噪声等高频成分出现并逐渐增多。叶轮中部监测点的压力脉动幅值最大且对流量变化最敏感，远离叶轮区各监测点的压力脉动受流量变化的影响较小。
- 李伟季磊磊施卫东周岭平元峰
- 关键词：混流泵压力脉动
- 不锈钢冲压潜水井泵的数值计算与试验验证被引量：15
- 2012年
- 为了提高数值模拟的精度及验证Fluent软件对冲压潜水井泵计算的可行性,结合冲压泵的工艺特点,针对4SP8不锈钢冲压潜水井泵进行了基于Fluent软件的数值模拟.考虑用不同的网格数、不同的收敛精度、不同的粗糙度、不同的湍流模型及不同的算法,对不同级数冲压潜水井泵模型作了数值模拟,从而找出最适合不锈钢冲压潜水井泵的数值模拟设置方法,并将性能预测与样机试验的结果进行对比.结果表明:采用网格尺寸大小为1.4 mm,收敛精度为10-5,粗糙度为0,标准k-ε湍流模型,SIMPLEC算法,对两级不锈钢潜水井泵的全流场进行数值模拟最为合适;模拟值与试验值有较小的差别,但趋势基本相同.该研究对不锈钢冲压潜水井泵的数值模拟具有一定的参考价值.
- 王川陆伟刚施卫东周岭李辉
- 关键词：冲压计算流体动力学优化设计
