为了解自吸式旋涡泵的水力性能和内流场分布规律,利用计算流体力学数值模拟和试验方法对某自吸式旋涡泵的水力性能和内流场分布规律进行了对比研究。水力性能模拟结果显示,自吸式旋涡泵的扬程值随流量的增大近似呈线性降低,在设计工况点,其扬程的数值模拟与试验结果相对误差约为3%,在偏离设计工况点的小流量和大流量时,该相对误差值逐渐增大。通过内流场分析可知,自吸式旋涡泵的泵体流道内部流速分布较为均匀,其中隔舌流道进口处存在一个流速较大的区域。基于模拟结果,沿着泵体流道监测截面A、B、C、D、E进行了流道内部的流体静压分析,其结果显示,不同工况下,流体静压沿着泵体流道内部监测截面同样地近似呈线性增长,显示了流体在泵体内部的加压过程。该结果为自吸式旋涡泵的设计优化提供了有效参考。

离心式供油泵常安装于油箱前后梁上,为了实现在油箱液面低于供油泵安装轴线时仍具有吸油功能,就需要在供油泵上集成旋涡泵。就叶轮安装结构、间隙设计、叶轮结构等方面设计细节进行了探讨,提出了旋涡泵结构优化措施,以提高产品的可靠性,满足其功能要求。

为分析介质黏度对旋涡泵不同工况下的内流场及外特性的影响,由数值模拟方法分别对不同介质黏度和不同流量工况下的旋涡泵内流场结构及其外特性进行对比分析。分析结果表明:叶轮及侧流道内流动沿叶轮旋转方向从泵的进口至出口逐渐趋于稳定,各纵向截面上存在明显的纵向旋涡和径向旋涡,随着流量的增大,叶轮及侧流道内的纵向旋涡及径向旋涡强度逐渐减弱,叶轮做功能力逐渐降低,泵的扬程逐渐下降,叶轮内湍动能耗散及叶轮内的涡量分布均随着流量

传统液力缓速器价格昂贵,结构复杂且质量大。文章正向设计了一种新型液力缓速器,基于ICEMCFD、Fluent软件进行了网格划分和流体流道分块,并进行了台架搭建与试验,初步达到了预期的缓速制动结果。新型液力缓速器体积小、机械机构简单,便于安装加工制造,利用液力元器件进行相似放大设计可以拓展应用场合。

本文分析了几何参数对旋流泵特性的影响，提出叶轮外径D_2、涡室径向尺寸R_V及涡室喉部面积F_（thr）为旋流泵设计三要素。在大量试验基础上，提出一种实用的旋流泵设计方法。作者运用该设计方法开发了六种规格产品，性能均达到规定指标。

旋涡泵作为低比转速泵越来越多地应用于船舶、航天航空和化工等领域。但是旋涡泵内部的流体压力脉动会引起泵和装置的振动噪声问题，成为高性能旋涡泵设计应用过程亟待解决的问题。本文通过数值模拟和试验分析相结合的方法分析一台旋涡泵的压力脉动特性，并探讨通过非等距叶片分布方式以降低压力脉动的方法。结果表明：叶片均布条件下，叶频是压力脉动的主要频率，且在阻隔面附近叶频的幅值最大。与均布叶片旋涡泵相比，非等距分布叶片旋涡泵在不影响其性能的同时能够显著降低在叶频处的脉动峰值，但在叶频两侧产生了附加的频率，而振动总级有明显的下降。该研究为减小旋涡泵的压力脉动和泵体振动提供了一个可行方案，对含旋涡泵系统的减振降噪具有参考意义。

为进一步研究旋涡泵内部流场特点，阐述旋涡内纵向旋涡对旋涡泵外特性的影响机理，本文通过试验测得某旋涡泵的流量-扬程特性曲线，并与数值计算结果相对比，验证SSTk-ω湍流模型应用于旋涡泵数值计算中的准确性；通过分析6个轴向截面和15个周向截面的流场特征，研究纵向旋涡的形成和消失与压力速度变化的联系。结果表明：旋涡泵内可分为进口区、加速区、线性区、减速区、出口区和隔舌区；旋涡泵叶轮与流道的动量交换不仅仅发生在叶根和叶尖区域；线性区内纵向旋涡周期性的产生与消失使流体压力升高了总压升的85.7%；出口区和隔舌区内纵向旋涡的消失使进口区压力突降了35%，隔舌区速度突降了60%。

该文详细阐述了PIV的构成、工作原理和发展历程,介绍了PIV在旋涡泵性能测试试验中的应用。PIV测试技术是当今流体力学研究中比较尖端的一项技术,具有传统流体测量技术所没有的测量精度高、操作简便等优点。经试验验证,该试验台能够达到旋涡泵性能测试的目的,具有很好的推广价值。

为改进已有的弯叶片旋涡泵利用workbench平台对原模型建立了优化设计模型。叶型的参数化建模基于5点控制的B样条曲线设计由6个设计参数同时控制。首先进行了设计参数对旋涡泵的外特性参数功率、效率、扬程的相关性分析结果表明叶片进口角和出口角对外特性影响较大;进一步以叶片进出口角为自变量采用面心立方的中心复合设计法设计了9个试验点拟合出的3个响应面均具有较高拟合度;通过设置约束条件和优化目标在响应面上的100个样本点中选取了3个优化点其中优化点1扬程提高最多较原型扬程上升了45.80%优化点3效率提高最多效率提高了5.60%。

为满足旋涡泵性能测试及寿命试验研究要求提高旋涡泵试验研究效率设计了一种高可靠性的旋涡泵试验系统并结合目前旋涡泵的特点及应用需求详细介绍了旋涡泵试验系统的设计标准、试验系统设计原理、软硬件组成及实现过程。试验研究证明:该试验系统在旋涡泵试验研究中性能良好能够提供满足要求的测试数据。与传统试验台对比该试验台具有测试精度高、可靠性好等优点具有较好的推广价值。