智能化大功率高速流程离心泵关键技术基础研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    U1709209
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    200.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0602.内流流体力学
  • 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

Because on-line monitoring, fault diagnose and safety prediction is the guarantee of reliable and stable operation for intelligent high-power high-speed process centrifugal pump, it is necessary to carry out systematic and deep research on inner flow simulation, rotor dynamic characteristics and fault diagnose, including three key scientific problems, the first is the simulation of characteristics in the pump at high speed; the second is influence mechanism of fluid exciting force on rotor dynamic characteristics, and the last is rotor vibration fault diagnosis model. However, it is not enough for the basic research on key scientific problems of high-power high-speed process centrifugal pump.. The purpose of the project is to carry out basic research on the key scientific problems of intelligent high-power high-speed process centrifugal pump from theoretical analysis, numerical simulation and experiment. The high precise flow field information in centrifugal pump is obtained under all operating conditions by using the dynamic subgrid stress model with the Helicity constraints which is established according to weak compressible fluid.. The influence mechanisms of fluid exciting force on rotor dynamic characteristics are analyzed by using the calculation methods of rotor dynamic characteristics which is presented by considering the main flow field and the gap flow field. . Therefore, on-line monitoring, operation judgment and safety warning can be achieved by using the rotor vibration fault diagnosis model which is established based on fluid dynamics and rotor dynamics. This will provide theoretical and technical support for the formation of a more perfect design method of intelligent high-power high-speed process centrifugal pump.
对大功率高速流程离心泵进行在线监测、故障诊断和安全预警,即提高智能化水平是实现可靠运行的关键,其前提需要对内部全流场流动、转子动力特性和故障诊断开展系统深入的研究,其中涉及三个关键科学问题:一是高转速下泵内流场的非定常流动特性计算,二是流体激振力对转子系统动力学特性的影响,三是转子振动故障诊断模型。但目前针对这三个关键科学问题的系统研究不够充分。. 本项目拟从理论分析、数值模拟和实验三方面对大功率高速流程离心泵开展关键技术基础研究。建立带螺旋度约束动态亚格子模式的泵内弱可压流体数值模拟方法,用大涡模拟方法获得离心泵全流量工况、高精度的流场信息;建立考虑主流场和间隙流场激振力的转子系统动力特性计算方法,获取转子系统动力特性;建立基于流场和转子动力特性的故障诊断模型,实现泵的在线监测、运行判断和安全预警,为形成较为完善的智能化大功率高速流程离心泵设计方法提供理论支持和技术支撑。

结项摘要

大功率高速多级离心泵在航天、核电、石油化工等领域至关重要,基于内部全流场流动、转子动力特性和故障诊断开展系统的研究对此类泵型进行在线监测、故障诊断和安全预警,即提高智能化水平是实现可靠运行的关键。.项目围绕高转速下泵内流场的非定常流动特性计算、流体激振力对转子系统动力学特性的影响及转子振动故障诊断及在线监测开展了深入研究。在泵内流场的非定常流动特性计算方面,通过引入螺旋度约束构建非线性亚格子模型,并针对RANS湍流模型进行旋转曲率及弱可压缩性修正,最终完成了带螺旋度约束动态亚格子模式的泵内弱可压流体数值模拟方法,用大涡模拟方法获得离心泵全流量工况、高精度的流场信息。其次,在考虑流体激振力的转子动力学特性计算方面,基于全流场计算结果构建了主流场激振力模型并修正了摄动法下的间隙流场速度与压力边界,结合构建了四方程的间隙流场控制方程组及其求解方法,提高了间隙内流体激振力及其等效动力学特性的计算精度及离心泵转子系统动力学特性的计算精度,获得了流体激振力对转子动力学响应特性的影响。最后在离心泵转子振动故障诊断及在线监测方面,建立了基于流场和转子动力特性的自编码及变分自编码的故障诊断模型,实现了4台工程样泵的在线监测、运行判断和安全预警平台的搭建与应用。.研究成果完善了大功率高速多级离心泵设计理论、运行及故障诊断研究,现已用于多款大功率流程离心泵的性能预测和设计开发中,取得良好效果,极大提高了设计效率,降低实验、生产和运行、维护成本。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(2)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
Numerical and experimental investigations on the flow and noise characteristics in a centrifugal fan with step tongue volutes
阶梯舌形蜗壳离心风机流动与噪声特性的数值与实验研究
  • DOI:
    10.1177/0954406219890920
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yikun Wei;Lingling Zhu;Wei Zhang;Zhengdao Wang
  • 通讯作者:
    Zhengdao Wang
Effects of Single-arc Blade Profile Length on the Performance of a Forward Multiblade Fan
单弧叶片型线长度对前向多叶风扇性能的影响
  • DOI:
    10.3390/pr7090629
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Processes
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Wei Yikun;Ying Cunlie;Xu Jun;Cao Wenbin;Wang Zhengdao;Zhu Zuchao
  • 通讯作者:
    Zhu Zuchao
Flow Characteristics and Energy Loss of a Multistage Centrifugal Pump with Blade-Type Guide Vanes
叶片式导叶多级离心泵的流动特性和能量损失
  • DOI:
    10.3390/jmse10020180
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    JOURNAL OF MARINE SCIENCE AND ENGINEERING
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Lulu Zhai;Chao Lu;Jia Guo;Zuchao Zhu;Baoling Cui
  • 通讯作者:
    Baoling Cui
Study on flow field and measurement characteristics of a small-bore ultrasonic gas flow meter
小口径超声波气体流量计流场及测量特性研究
  • DOI:
    10.1177/00202940211007515
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Measurement and Control
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Baoling Cui;Desheng Chen;Haibin Cao
  • 通讯作者:
    Haibin Cao
Curvature characteristics of vertical gas-liquid interface for gas-jet penetrating into liquid sheet
气体射流穿入液层垂直气液界面曲率特性
  • DOI:
    10.1016/j.expthermflusci.2019.109909
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Experimental Thermal and Fluid Science
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Liu Qi;Wang Yong xiang;Lin Zhe;Zhu Zu chao
  • 通讯作者:
    Zhu Zu chao

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

基于正交试验的诱导轮前置孔板的参数化研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭晓梅;朱祖超;崔宝玲;李昳
  • 通讯作者:
    李昳
Numerical Investigation of Pressure Distribution in a Low Specific Speed Centrifugal Pump
低比转速离心泵压力分布的数值研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Thermal Science
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    贾晓奇;崔宝玲;朱祖超;俞晓莉
  • 通讯作者:
    俞晓莉
高速开式离心泵内部的流动特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    崔宝玲;赵瑞;张玉良;郑齐銮;朱祖超
  • 通讯作者:
    朱祖超
离心泵快速变工况瞬态过程特性模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    农业工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张玉良;肖俊建;崔宝玲;朱祖超
  • 通讯作者:
    朱祖超
双流道泵输送固液两相混合物的水力试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    浙江大学学报(工学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱祖超;崔宝玲;李昳;谭东华;偶国富
  • 通讯作者:
    偶国富

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

朱祖超的其他基金

煤化工装置关键用泵流致失效机理及防控研究
  • 批准号:
    U21A20126
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    260 万元
  • 项目类别:
反渗透海水淡化装置系统节能关键技术基础研究
  • 批准号:
    U2006221
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    280 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
来流含气对高速诱导轮内空化发生发展规律的影响
  • 批准号:
    51579225
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
离心泵内部流动不稳定机理及其控制策略研究
  • 批准号:
    51536008
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    300.0 万元
  • 项目类别:
    重点项目
水力机械学科发展战略研讨
  • 批准号:
    51349014
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
低比转速离心泵狭长叶轮流道内部流动不稳定机理研究
  • 批准号:
    51276172
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
含固体颗粒的液态化工介质离心泵输送特性研究
  • 批准号:
    21076198
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    42.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
非稳态条件下固液两相离心泵的数值计算与磨损特性研究
  • 批准号:
    50879080
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    40.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于诱导轮技术的气液两相混合泵送机理研究
  • 批准号:
    50576088
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
提高离心泵汽蚀性能的关键技术基础研究
  • 批准号:
    50379047
  • 批准年份:
    2003
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

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]
      
关闭
close
客服二维码