采用两相流模型,对不同流量工况下双吸式离心泵内空化进行数值模拟计算,研究双吸式离心泵内空化发展过程及性能演变。结果表明随空化发展,双吸式离心泵扬程及效率显著下降,叶轮内空化最先发生在叶片吸力面进口靠近轮毂处,向盖板和叶片出口扩散。临界空化判定上,效率下降1%比扬程下降3%更合理;空化初生判定上,效率下降0.1%可以作为相应的判断依据。

目前,许多PLC调速器步进电机采用简单的直接启动方式,由于转子惯性的影响,可能导致步进电机失步。同样地,步进电机在运行过程中驱动脉冲突然停止,也会发生冲过终点的现象,使点-位控制发生偏差,从而使调速器不能正常运行。所以,为保证其控制精度,处理好步进电机升、降速驱动十分重要。用S7-200PLC的高速脉冲输出功能,向步进电机发出进给脉冲,用软件实现脉冲频率变化的功能,并将此功能成功地应用在水轮机调速器中,实现对步进电机的精确控制,使步进式水轮机调速器控制性能大为改善。

海上风机塔筒与单桩基础间连接方式对结构安全有重要影响。依托某海上风电工程,借助数值分析方法研究了风轮气动阻尼对风机结构动力响应的影响,分析了塔筒与单桩基础不同连接方式下结构的自振特性与动力响应特性,并对比了灌浆连接效果随灌浆料弹模的变化情况。数值分析结果表明风轮气动阻尼对风机结构动力响应影响较为明显,运行期风机风致响应分析中不应忽略;灌浆连接相比于变径段连接塔顶振动更小,而灌浆连接中灌浆料弹模对灌浆连接效果影响不明显。

针对水工金属结构安全监测数字化管理系统可视化效果差,功能交互模式单一等问题,设计了一款基于虚拟现实技术的水工金属结构安全监测虚拟系统。该系统通过远程数据访问,将实时采集的弧形闸门、液压启闭机等各项传感器数据,通过RabbitMQ消息队列与虚拟场景进行关联,完成了数据驱动下实时仿真,以及监测数据的图表可视化,进而实现了溢洪道水工金属结构安全监测与虚拟现实技术的融合。并通过虚拟漫游、模型交互及动态仿真等功能将系统应用于实际水工金属结构安全监测中。应用表明:该系统具有沉浸感强,交互性好等优点,并且能够实时监测闸门及液压启闭机的运行状态,有利于管理者对后期水工金属结构的安全运维做出准确判断。为水工金属结构的智慧化管理提供应用和参考价值。

江都第四抽水站采用BYKD型油压式叶片全调节装置,曾多次产生渗漏油、烧损轴瓦及蓄能器皮囊老化等问题。南水北调大流量输水满负荷运行工况,不具备停机检修条件,为此设计降压运行应急方案,减少漏油量,延长补油间隔,保障主机运行。为从结构上解决外置式供油系统集中供油方式带来的油路复杂,管路接头量大,漏油点多,烧损轴瓦等隐患。设计实施内置式叶片调节机构改造,将下置式活塞改为上置式,通过对比计算活塞调节力、调节杆拉力及连接螺栓拉力,明确改造要点。该方案将微型电机、微型齿轮油泵以及油缸集成于叶调机构内,简化叶调系统结构,油路独立,增强了密封性能,提高了叶调机构的可靠性。

为了研究不同隔舌安放角对中比转速离心泵性能的影响,以一台比转速为103的离心泵为研究对象,对5种不同隔舌安放角蜗壳式离心泵进行全流道的数值模拟,得到离心泵的内外特性和压力脉动。研究结果表明：隔舌安放角对外特性有显著影响,隔舌安放角过大,扬程和水力效率整体下降,存在一个最佳隔舌安放角使其扬程和水力效率最佳,且最佳效率点向大流量点偏移,同时随隔舌安放角的增大,蜗壳隔舌和出口处的压力明显增大,在34°时尤为突出,隔舌安放角对蜗壳的流线影响较大,隔舌安放角越小,蜗壳隔舌和出口处的流线越平顺光滑,当隔舌安放角增大到34°时,隔舌处出现明显的低速区。当隔舌安放角为22°时,各工况下的压力脉动幅值明显大于其他四种形式的蜗壳,且隔舌处的压力脉动幅值呈先增加后减小再增加的趋势,在28°时压力脉动幅值最小,出口处的压力脉动

动静干涉现象是流体机械中由于流体流动所产生的旋转部件与固定部件之间的流动干涉现象,这一现象在水泵水轮机中表现尤为突出。针对某抽水蓄能电站动静干涉所产生的厂房振动问题进行了试验观测,获得了不同负荷下动静干涉在厂房楼板各层间的传播情况及强度。针对测试电站,采用频谱分析方法对无叶区压力脉动及厂房振动进行了分析,研究结果表明：厂房各层楼板的振动以动静干涉频率100 Hz为主频;动静干涉频率自无叶区向厂房各层传播存在延迟;水轮机工况下,无叶区与厂房振动中动静干涉频率幅值之间呈正相关,随着负荷的增大有增大的趋势;水泵工况下,无叶区动静干涉强度弱于发电工况。

为了研究不同工况下预应力对轴流泵叶轮模态的影响,采用基于流固耦合的算法理论,结合在Work Bench平台中添加ACT插件的数值计算方法,计算并分析了泵装置在不同工况时叶轮的模态。研究结果表明：预应力的施加确实可以使叶轮产生＂应力刚化＂现象,但这种现象产生的实际效果并不明显,即使是在飞逸这样极端工况下,叶片固有频率的变化依然很小;额定转速时叶轮、导叶的叶片通过频率分别为5、8.33 Hz,远远低于叶轮的各阶模态固有频率,因此在实际运行时几乎不会发生共振现象。

选取一台比转速为425的斜流泵为研究对象，研究叶片进口修圆对斜流泵性能的影响。首先建立叶片工作面、背面进口修圆和无修圆2种叶轮的三维模型，然后采用ICEM进行非结构四面体网格划分，最后基于AnsysCFX15．0对2种方案进行CFD定常计算，得到了模型泵设计工况下的外特性以及内部流动信息。依据CFD计算结果分析了叶片进口修圆对斜流泵性能的影响。性能预测结果表明叶片进口处修圆会使模型泵的扬程降低1．6％，效率降低0．8％。内流分析结果表明叶片进口修圆后可以改善叶片进口处的压力和速度分布，但容易导致在叶顶间隙处出现强漩涡，从而使泵性能下降。

不同叶顶形状有不同漩涡分布，导致叶顶涡量分布不同，影响喷水推进泵内部流动。为研究翼型化叶顶对微型喷水推进泵内流场的影响，采用ANSYSCFX对微型喷水推进泵进行数值计算。在其他参数不变的情况下，研究3种不同翼型化叶顶（尖峰型、均匀型及S型）对漩涡及内部流动的影响，并与原始叶顶进行对比分析。研究结果表明：翼型化叶顶改善了叶顶及叶片背面涡量，叶轮进水端处高压区域范围明显减小且出水端速度分布更均匀。3种翼型化方案内流场分布区别不大，均匀型叶顶的涡量范围最小；S型叶顶高压区范围最小，且出水端高速区域面积最小，轮毂到轮缘速度布局最均匀，流动稳定。