离心泵空化非定常动力特性与空蚀机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51779106
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0904.水力机械及系统
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The stability and reliability of operating centrifugal pumps are often threatened by cavitation phenomenon, the fluid dynamics caused by the inception, development and collapse of the cavities are the main reasons to induce erosion, vibration and acoustic of centrifugal pumps, which is always one of the critical issues to be solved in pump industry. In this project, the transient dynamics caused by cavitating flow and cavitation erosion mechanism in centrifugal pumps will be lucubrated via experiment test, numerical calculation and theoretical analysis. This work will provide a theoretical foundation to improve the reliability and efficiency of centrifugal pumps..In order to investigate and control cavitation and erosion phenomenon in centrifugal pumps, an experimental system and data processing technology for measurements will be developed, and the database of cavitation and erosion will be established. The relation among the evolution process of the cavities, energy characteristics of centrifugal pumps, fluctuating pressure on blade, vibration and acoustic will be studied, the transient dynamics and mechanism caused by cavitating flow in centrifugal pumps will be revealed. The turbulence and cavitation model for the unsteady cavitating flow computations in centrifugal pumps will be studied, and the models will focus on the influence of rotation effect and large curvature structure characteristics on cavitating flow. In order to reveal the cavitation mechanism in centrifugal pumps, the transient characteristics and propagation law of impact pressure caused by collapse of the cavities will be studied, and the prediction method of cavitation erosion will be proposed.
空化空蚀严重影响离心泵运行的稳定性和可靠性,空泡的初生、发展和溃灭诱导的非定常流体力是引起离心泵空蚀、振动和噪声的关键因素,是泵领域丞待解决的关键科学问题之一。本项目拟通过实验测量、数值计算和理论分析相结合的方法,深入研究离心泵空化非定常动力特性和空蚀机理。为离心泵的设计和高效可靠运行提供理论基础。.针对离心泵内部的空化空蚀问题,发展系统的离心泵空化空蚀实验测量及其数据分析处理技术,建立离心泵空化空蚀特性实验数据库;研究空化初生、发展和溃灭与离心泵能量特性、叶片表面脉动压力、振动和噪声的内在关系,揭示离心泵内部非定常空化动力特性及其机理;考虑离心泵旋转效应和大曲率结构特征对空化流动的影响,发展适用于离心泵内部非定常空化流动的计算模型;研究离心泵空化溃灭引起的冲击压强瞬变特性和传播规律及其与蚀坑大小和分布的相互作用机制,深入揭示离心泵内部空蚀机理,并建立空蚀预测方法。

结项摘要

空化空蚀是制约离心泵向大型化、高速化和高性能方向发展的重要因素,是亟需解决的关键科学问题之一。本项目针对离心泵空化非定常动力特性和空蚀机理进行深入研究,建立了离心泵空化动力特性实验测量平台,实现了离心泵瞬态空化形态观测、脉动压力、空化诱导振动、噪声的测量和分析,发展了系统的离心泵空化空蚀实验测量及其数据分析处理技术,对不同流量下离心泵空化前后不同信号的变化进行分析,建立了离心泵空化信号特性分析及阈值确定方法;试验研究了不同表面涂层材料的抗空蚀性能,获得了涂层厚度对离心泵性能、内部流动、叶轮轴向力和径向力等特性的影响规律,为空蚀防护技术提供了基础;掌握了离心泵空化初生、发展和溃灭过程与泵能量特性、脉动压力、振动和噪声等动力特性的内在关系,揭示了离心泵内部非定常空化动力特性及其机理,建立了离心泵空化状态识别方法,开发了空化状态识别系统;以FBM模型和DCM模型的修正思想为基础,发展了一种适用与离心泵内部非定常空化流动的PANS模型,提高了离心泵空化流动的预测精度,阐明了离心泵的空化性能、内部空泡形态的发展变化、瞬态速度流场的分布以及扬程和压力的非定常特性。设计并搭建了用于获取蚀坑图像的光路系统,开发了获取蚀坑数量及分布的图像处理程序,建立了空蚀预测方法。. 项目研究具有较高的科学意义和学术价值,应用前景广阔。研究成果进一步揭示了离心泵空化流动特性及空蚀机理,丰富了空化空蚀理论,为离心泵设计和高效可靠运行提供了理论基础。. 本项目出版专著1部,发表论文18 篇,其中SCI 检索12 篇、EI 检索4篇;授权发明专利6件,登记软件著作权3件;获教育部科技进步二等奖1项,机械工业联合会科技进步三等奖1项;培养硕士研究生5名、博士研究生1名。.

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(1)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(6)
基于CFD的船用离心泵口环磨损故障研究
  • DOI:
    10.13245/j.hust.171216
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    华中科技大学学报(自然科学版)科技大学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王勇;张景;吴贤芳;刘厚林
  • 通讯作者:
    刘厚林
Effect of suction chamber baffles on pressure fluctuations in a low specific speed centrifugal pump
吸入室挡板对低比转速离心泵压力波动的影响
  • DOI:
    10.21595/jve.2018.18943
  • 发表时间:
    2019-08
  • 期刊:
    JOURNAL OF VIBROENGINEERING
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Kaikai Luo;Yong Wang;Houlin Liu;Jie Chen;Yu Li;Jun Yan
  • 通讯作者:
    Jun Yan
Detection of Inception Cavitation in Centrifugal Pump by Fluid-Borne Noise Diagnostic
通过流体噪声诊断检测离心泵中的初始空化
  • DOI:
    10.1155/2019/9641478
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    Shock and Vibration
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Dong Liang;Zhao Yuqi;Dai Cui
  • 通讯作者:
    Dai Cui
转子—定子型离心式水力空化发生器非定常空化形成机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    哈尔滨工程大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王勇;严骏;王健;刘厚林;MatevzDular
  • 通讯作者:
    MatevzDular
Study and Verification of Large-Scale Parallel Mesh Generation Algorithm for Centrifugal Pump
离心泵大规模并行网格生成算法研究与验证
  • DOI:
    10.1155/2020/1956852
  • 发表时间:
    2020-04
  • 期刊:
    Mathematical Problems in Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Dong Liang;Zhang Yuhang;Ge Zhipeng;Dai Cui;Guo Jinnan
  • 通讯作者:
    Guo Jinnan

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其他文献

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新型贝壳杉烯酸-13α-羟化酶、编码基因及其应用
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  • 期刊:
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    科技管理研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘永;林鹰;王勇;蒋山;苏小军
  • 通讯作者:
    苏小军
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  • DOI:
    10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0354
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    丁磊香;许厚泽;王勇;柴华;蔡小波
  • 通讯作者:
    蔡小波
四维信号星座图改进及相应OFDM系统模型设计
  • DOI:
    10.3969/j.issn.0372-2112.2020.08.005
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    电子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张祥莉;王勇;王典洪;陈振兴
  • 通讯作者:
    陈振兴
基于资源共享和温度控制的生鲜商品多中心车辆路径优化问题
  • DOI:
    10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2020.2129
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    中国管理科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王勇;张杰;刘永;许茂增
  • 通讯作者:
    许茂增

其他文献

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王勇的其他基金

基于能量靶向传递的非线性能量汇-惯容悬架耦合系统宽频减振与切换控制
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  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    面上项目
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相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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