冯琦
- 作品数：7 被引量：103H指数：4
- 供职机构：江苏大学更多>>
- 发文基金：江苏省自然科学基金江苏高校优势学科建设工程项目国家科技型中小企业技术创新基金更多>>
- 相关领域：机械工程农业科学更多>>
- “干态”下的悬臂式多级离心泵响应性能研究
- 2023年
- 悬臂式多级离心泵被广泛应用于国民经济的各个领域,鉴于其独特的结构形式,其振动相关研究十分重要。采用数值模拟的方法,重点分析了“干态”下悬臂式多级离心泵的响应性能。研究表明,随着不平衡力矩增大,泵体的振动幅度越大,尤其是泵启动后2.6~3.0 s内径向位移的不稳定突变明显。基于SAMCEF谐响应分析,发现二阶振型为扭转耦合振动,首级叶轮在二阶临界转速时的响应幅值随不平衡质量相位变化影响较大。当首级叶轮不平衡质量相位为180°时,螺母与首级叶轮的一阶加速度以及位移幅值达到最小。因此,通过提高零件的加工精度减小零件的不平衡力矩以及错开各级叶轮不平衡质量的相位可以减小转子径向振动,从而提高悬臂式离心泵的运行稳定性。
- 葛杰王川季静陈泽冯琦蒋小平
- 关键词：瞬态响应谐响应数值模拟
- 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
- 导叶叶片数对多级离心泵压力脉动的影响被引量：8
- 2016年
- 为了研究叶轮叶片数与导叶叶片数有无最大公约数对多级离心泵内部压力脉动的影响,在保证设计点外特性基本不变的前提下设计了4种不同叶片数的导叶,基于标准k-ε方程,应用CFX软件对M120多级离心泵的设计点工况进行定常和非定常计算,得到次级泵体叶轮和导叶内各监测点的压力脉动时域图和频域图.结果表明:数值模拟结果与外特性试验结果相吻合,证实了数值模拟的可行性.叶轮与导叶叶片数存在最大公约数的匹配方式对多级离心泵内部静压分布有影响,主要表现为正导叶进口边周向压力分布呈现周期性分布规律.导叶内部压力脉动主要受叶轮叶片数的影响,叶频在流动诱导振动中起主导作用.导叶叶片数对多级离心泵内部压力脉动影响较大,导叶内部压力脉动幅值随导叶叶片数的增加而增大.
- 马新华冯琦蒋小平王伟陆伟刚
- 关键词：多级离心泵压力脉动
- 基于正交试验及CFD的多级离心泵叶轮优化设计被引量：24
- 2016年
- 以某一典型悬臂式多级离心泵为研究对象,在原模型的基础上,对叶轮进行优化设计以提高水泵的水力性能.选择叶片出口宽度、叶轮出口直径、叶片数、叶片出口角等4个参数为因素,每个因素取3个水平,基于正交试验和数值计算对叶轮进行优化,应用计算流体动力学软件CFX14.5对多级离心泵内三维定常流动进行数值计算.结果表明:不同工况下,多级离心泵原模型的外特性试验与数值计算结果相吻合,证明了数值预测水泵性能的正确性和可靠性.按照L9(34)正交表,计算9组叶轮设计方案的额定工况时的扬程和效率,利用极差分析研究几何参数对水泵性能的影响,最终得到优化模型.通过优化模型与原模型的数值计算结果对比,证明其扬程、效率性能得到提高,并从内部流动分析提高的原因,即泵体内部无旋涡和回流,静压梯度大,流动损失小,使得泵水力性能得到提升.
- 王伟施卫东蒋小平冯琦陆伟刚张德胜
- 关键词：叶轮正交试验
- 水肥一体化灌溉施肥机吸肥器结构优化与性能试验被引量：49
- 2015年
- 为了优化水肥一体化灌溉施肥机并提高其吸肥性能,在分析文丘里吸肥器工作原理基础上,依据经济流速流量对照表,综合考虑施肥装置及管路系统的沿程损失与局部损失,以吸肥流量为评价指标,应用CFD数值计算对影响系统吸肥性能的关键核心部件文丘里吸肥器的渐缩角α、渐扩角β、喉部直径d0进行单因素性能优化设计,获得了3个主要结构参数对其吸肥性能的影响规律;通过三因素三水平的正交试验方案,得出基于CFD数值计算的文丘里吸肥器最优结构参数组合,渐缩角α为20°、渐扩角β为8°、喉部直径d0为6 mm,且当吸肥管与文丘里主管道呈40°倾角时吸肥性能最优。模拟数据与水肥一体化灌溉施肥机运行数据表明,CFD数值优化后的文丘里吸肥器吸肥流量提高约38.6%,与模糊自动控制系统相配合的水肥一体化灌溉施肥机的吸肥流量总体提高约47.6%,节能效果显著。
- 刘永华沈明霞蒋小平姜宽舒冯琦
- 关键词：结构优化性能试验
- 基于CFD的悬臂式多级离心泵径向力与轴向力研究被引量：2
- 2017年
- 为提高悬臂式多级离心泵的运行稳定性,以某不锈钢悬臂式多级离心泵为例,采用Pro/E与ICEM软件完成全流场三维模型与网格划分,在ANSYS CFX中选取RNGκ-ε湍流模型方法,研究了以全流场非定常数值计算为基础提取得到的计算模型在多个典型工况下作用在叶轮上的径向力和轴向力。发现外特性曲线的模拟值和试验值吻合良好,说明径向力与轴向力的数值预测规律能够反映泵运转状态下的实际变化规律。分析结果表明,各级叶轮在一个单旋转周期内所受径向力较小,且分布不均匀;随着流量的增大,各级叶轮所受径向力均呈现先减小后增大的趋势,在设计点工况达到最小值;各级叶轮所受到的轴向力随流量增大而逐渐减小,首末两级叶轮较大,第二与第三级叶轮较小;总轴向力大小与流量呈现非线性关系,流量越大轴向力减小越快;随着流量的增加,单个周期内的总轴向力出现脉动频率等于叶轮和导叶叶片数最小公倍数的周期性现象。
- 蒋小平吴家辉冯琦施卫东王伟
- 关键词：径向力轴向力CFD
- 多级离心泵内部非定常压力脉动的数值模拟被引量：18
- 2016年
- 为了研究多级离心泵内部稳态和瞬态的流动特征,以不锈钢冲压多级离心泵为研究对象,基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件ANSYS CFX,选取标准k-ε湍流模型,在设计工况下对整机进行两级全流场非定常数值模拟.计算结果与试验结果吻合较好,验证了数值模型和计算方法的准确性.在叶轮某一流道的压力面和吸力面分别设置了4个监测点,在导叶的某一流道设置了6个监测点,分别分析了叶轮和流道式导叶内不同位置的压力脉动特性,并对其进行了频域分析.结果表明:叶轮与导叶间的动静干涉是产生静压波动的原因,静压波动均值从叶轮进口到叶轮出口逐渐增大;整体式冲压叶轮的形状影响正导叶内的压力脉动,一个周期内的压力波动间隔相似;叶轮和导叶间的动静干涉影响显著,首级泵体反导叶中部及出口位置脉动频率为3倍叶频,而在其他位置处均为1倍叶频;额定工况下导叶内部脉动主频均出现在低频处,表现为叶频压力脉动.
- 马新华冯琦蒋小平王伟何勇冠
- 关键词：多级离心泵非定常流动压力脉动
