张光建
- 作品数：14 被引量：197H指数：7
- 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：机械工程理学农业科学建筑科学更多>>
- 叶片数对高比转数轴流泵空化特性的影响被引量：30
- 2013年
- 基于shear stress transport(SST)k-ω湍流模型和Zwart空化模型,针对某一高比转数轴流泵模型,对叶片数分别为3、4和5的3组叶轮方案,分别进行了空化流场模拟和实验,计算了不同叶片数下的流量-扬程曲线、流量-效率曲线和空化性能曲线,得到了3组叶轮的临界空化余量NPSHc分别为6.19 m、5.122 m和4.765 m。与叶片数为3的叶轮方案对比,另外2组叶片数方案的NPSH值分别降低了17.25%和23.02%。在空化充分发展的工况范围,发现叶片数多的叶轮的扬程对NPSH降低较敏感;针对轴流泵叶片背面的固定空化和叶顶间隙的旋涡空化,用空泡分布来表征空化的程度,分析了其在不同空化余量下空泡分布的变化规律。通过对比得到,相同NPSH下,叶片数Z=5的叶轮,叶片背面空泡分布体积较少,即空化的程度较低;但其空化严重区的空泡体积增幅较大,即空化发展的速度较快;叶顶区域的叶顶涡诱导的低压区随叶片数减少,范围逐渐向上游扩大,轮缘的空泡体积也随之增大,叶顶泄漏空化更加严重。即叶片数对不同类型空化情况,以及相同类型的不同程度的空化情况影响不同。
- 施卫东吴苏青张德胜姚捷张光建
- 关键词：轴流泵空化
- 入口非均匀流对轴流泵性能和压力脉动的影响被引量：28
- 2014年
- 为研究入流条件对轴流泵的影响,建立了2种不同类型的非均匀速度入口分布,分别与均匀入流进行比较,得到非均匀入口边界条件对轴流泵影响的数值计算结果.将均匀入流下的数值模拟结果与试验值进行对比,验证了数值模型的可信性.在0.7Q^1.2Q工况范围内,对轴流泵的扬程、效率和径向力等曲线进行了对比分析,得出受入口速度非均匀性影响、轴流泵性能和径向载荷的变化结果.最后,在定常模拟的基础上,对设计工况下叶轮入口、叶轮出口和导叶出口处的压力脉动进行了监测,得到了2种非均匀入流条件对轴流泵3个典型位置处压力脉动的影响情况.结果表明,通过控制进口入流情况,可以使文中所研究的轴流泵的水动力性能好于轴向均匀入流时的水动力性能.
- 施卫东张光建张德胜吴苏青徐焰栋
- 关键词：轴流泵压力脉动数值模拟
- 双曲面搅拌机在沉淀池中的应用及流动数值研究被引量：2
- 2012年
- 针对双曲面搅拌机运用于污水处理沉淀池的工程实例,对双曲面搅拌机进行了CFD数值模拟计算,计算过程中对流场进行全结构化网格划分,考虑介质为水与污泥的混合物,采用多相流混合模型,分析显示了其流场的分布状况,及叶轮表面压力云图、内流速度矢量图等,并得到运行稳定时候污泥浓度的分布规律,计算结果表明:本次设计选型满足了工艺对于污泥在水池下层不沉淀,同时不进入上层澄清区的要求。研究结果对在沉淀池中双曲面搅拌机的设计理论研究和选型应用起到了指导作用。
- 陈斌施卫东张华陈晓军张光建
- 关键词：双曲面搅拌机沉淀池两相流
- 轴流泵叶顶泄漏涡空化的数值模拟与可视化实验研究被引量：14
- 2014年
- 该文以某一等比例缩放模型泵为研究对象,采用修正的SST k-ω湍流模型和空化模型,对额定工况下轴流泵叶顶泄漏涡空化流进行了数值模拟,并与高速摄影结果进行了对比分析。探讨了叶顶区域泄漏涡空化流场结构,揭示了不同空化数下空化发生位置和空泡形态演变过程。研究结果表明,改进的数值模拟方法准确计算了叶顶区域空化流场的流动结构;轴流泵的初生空化为叶顶间隙空化和叶顶泄漏涡空化,随着空化数σ降低,叶顶泄漏涡卷吸区也出现了剪切层空化;在空化数较小工况下,沿着叶片吸力面在轴向形成空泡云,并在叶片尾缘存在周期性的空泡脱落和爆破过程,破坏了流动稳定性,并诱导产生空化噪声。
- 张德胜陈健张光建施卫东潘大志
- 关键词：轴流泵数值模拟空化高速摄影
- 轴流泵叶轮出口轴面速度和环量的试验研究被引量：9
- 2012年
- 为了研究系列高效轴流泵叶轮出口轴面速度和环量分布规律,设计了叶轮出口流场测量装置。基于流体绕流圆球理论,采用微型五孔探针对高效轴流泵叶轮出口轴面速度和环量进行了试验测量。试验结果表明,在最优工况下,系列高效轴流泵模型叶轮出口轴面速度呈二次抛物线流型,其最大值出现在叶片中部,且轮缘侧较小的轴面速度提高了汽蚀性能;系列高效轴流泵叶轮出口呈非线性环量分布规律,在轮毂侧环量稍小,在叶片中部较为平直,在轮毂侧环量降低至中部的0.8倍左右,而轮缘侧增大至1.2倍左右;同时叶轮出口轴面速度分布呈现抛物线流型,叶片中部速度最大。测量的轴面速度和环量分布数据拟合成多项式数学模型,可为轴流泵叶轮水力设计提供参考。
- 张德胜李通通施卫东张华张光建
- 关键词：轴流叶轮环量五孔探针
- 水气最大密度比对轴流泵空化计算的影响被引量：6
- 2014年
- 利用商业软件CFX的二次开发技术,将滤波器湍流模型(FBM)耦合进软件,并结合均相流空化模型对轴流泵在不同工况下的空化流场进行数值计算,分析了空化模型中的水气最大密度比对轴流泵空化特性计算的影响,并与实验结果进行对比。结果表明:基于RNG k-ε的FBM湍流模型能够较准确地预测轴流泵的外特性;在3种工况下(320、392、480 m3/h),采用真实水气密度比43 197得到的临界汽蚀余量与默认值1 000相比更接近实验值,相对误差分别为1.93%、4.73%和8.09%;随着最大密度比的提高,计算出的空泡面积、空泡含气率和叶顶泄漏涡作用范围也随之增大,这是导致预测的临界汽蚀余量产生差异的原因。
- 施卫东张光建张德胜徐焰栋
- 关键词：轴流泵空化
- 双流道泵叶轮切割定律方程的建立与试验被引量：4
- 2014年
- 为了找出适用于双流道泵叶轮的切割定律,选用比转数为77和122的两种双流道泵,分别对其叶轮进行了5次切割,并进行了泵外特性试验。通过分析双流道泵在最优工况及关死点工况下性能参数与叶轮直径的变化规律,确定了相应的切割指数取值范围,最终建立了双流道泵叶轮的切割定律指数方程。研究结果表明,双流道泵的流量、扬程、轴功率和效率随叶轮直径的减小而降低,但随叶轮切割百分比的增加,最优工况性能参数的变化规律及下降幅度并不相同,关死点扬程和轴功率随叶轮直径的减小下降明显;双流道泵关死工况点的切割指数可以近似认为与比转数的变化无关;最优工况和一般工况点的流量切割指数随比转数的变化较明显。建立的双流道泵叶轮切割定律预测值与试验值吻合性好。
- 张德胜王川施卫东潘大志张光建
- 空化Reboud修正经验模型的实验验证
- 2023年
- 为了从湍流脉动层面验证空化Reboud修正经验模型的有效性,利用同步辐射X射线的高穿透性和脉冲特性,发展了一种用于非透明空化内部流场测量的快速成像技术.基于该技术对二维文丘里型通道喉部区域产生的典型空化现象进行了实验研究,实现了空化流动中瞬态速度场和密度场的同步采集,并通过数据处理得到了平均速度场、湍动能和雷诺剪切应力等空化流场数据.实验结果分析表明:在空化边界层内,汽液两相混合物的存在显著改变了湍流脉动场的分布;雷诺剪切应力与湍动能比值(τ/k)不是混合物密度(ρ)的线性函数,不符合Bradshaw假设;常数n=10的Reboud修正模型与实验结果趋势足够接近,能够预测出较为准确的雷诺剪切应力和湍流黏度水平,因而可以正确模拟空化形态随时间演变的整体特性.
- 张光建张德胜葛明明施卫东
- 关键词：空化
- 轴流泵叶轮端壁区流动特性数值模拟被引量：34
- 2012年
- 轴流泵端壁区流动对流场结构、能量传输、水力效率等有着重要的影响。基于CFD技术和高质量结构化网格,对不同叶顶间隙的轴流泵方案进行了全流场数值模拟,探讨了叶顶间隙对端壁区轴面速度、环量等流动参数的影响规律,分析了叶顶泄漏涡的产生机理及其结构,并与高速摄影试验进行了对比。研究结果表明,端壁区叶顶间隙导致进口轴面速度非均匀分布和轮缘侧二次回流;叶轮出口的端壁间隙区轴面流动减弱,且叶顶间隙越大,轴面速度下降幅度越大;叶顶间隙附近的二次回流区使叶轮进口产生环量,当叶顶间隙增大至2 mm时,约50%的流动区域受到间隙的影响而产生预旋;端壁区叶顶泄漏涡的数值模拟运动轨迹及结构与试验一致,在小流量工况下,泄漏涡强度增强,且干扰流场范围扩大。
- 张德胜施卫东张华李通通张光建
- 关键词：轴流泵环量数值模拟
- 基于大涡模拟的圆柱绕流尾迹多尺度非定常涡空化的数值研究
- 为了探究涡与空化的交互作用,本研究采用均相流模型和大涡模拟方法,针对二维圆柱绕流(Re=9500)的尾迹非定常涡空化流进行了精细化数值模拟和分析。数值分析结果表明,Schneer-Sauer空化模型对气-液两相体积分数较...
- 顾发东黄亚冬耿琳琳张光建张德胜
- 关键词：圆柱绕流大涡模拟空化
