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排灌机械工程学报
中国农业机械学会排灌机械分会；江苏大学流体机械工程技术研究中心
排灌机械工程学报

中国农业机械学会排灌机械分会；江苏大学流体机械工程技术研究中心

袁寿其

月刊

1674-8530

pgjx@ujs.edu.cn

0511-84493098

212003

江苏省镇江市梦溪园巷30号

排灌机械工程学报/Journal Journal of Drainage and Irrigation Machinery EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是由中国农业机械学会排灌机械学会和江苏大学流体机械工程技术研究中心共同主办的科技期刊，是中国科技类核心期刊、中国科技论文引文统计分析数据库来源期刊、中国期刊全文数据库（CJFD）全文收录期刊、中国学术期刊综合评价数据库（CAJCED）统计源期刊。主要报道党和国家有关排灌行业的方针政策、最新标准；报道排灌机械行业的新产品、新工艺及工程设计的新论点、新发明及具有研究意义的前沿课题；报道排灌机械行业的新产品、新工艺，报道机电排灌站新建、改造、管理等的新思路、新办法；并为各类企事业单位承办单位形象及产品宣传。
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    两级液环压缩机内流场及外特性

    张人会刘博文郭广强俞帅年...
    541-547页
    查看更多>>摘要：采用数值模拟与试验相结合的方法，以 2SY-6 两级液环压缩机为研究对象，对多级液环压缩机在不同工况、不同叶轮宽度比下内流场及性能进行对比分析，结果表明:二级叶轮叶片载荷小于一级叶轮，其排气口区域锯齿形气液交界面较一级叶轮更为光滑。一级叶轮吸气口区域回流强度相对于二级叶轮吸气口区域更强，一级叶轮吸气口区域湍动能明显大于二级叶轮。等外径设计的二级叶轮进出口压缩比远小于一级叶轮，二级叶轮的做功能力小于一级叶轮。由于一级叶轮的进出口压缩比较大且均位于效率极值点的右侧，一级叶轮效率随泵的压缩比增大而逐渐下降，而二级叶轮压缩比范围包含极值点，所以其效率先增后减。液环压缩机随着二级叶轮宽度的增大，其吸气能力越强，各个工况下的流量均逐渐增大。低压缩比工况下的效率随k值减小逐渐增大，高压缩比工况下的效率随k值减小先增后减。随首次级叶轮宽度比k值的减小，二级叶轮的压缩比曲线逐渐向上平移，而一级叶轮的压缩比曲线逐渐向下平移。随泵出口压力的增大，首次级叶轮压缩比的比值曲线下降趋于平缓，k值为 2。2 时两级叶轮压缩比的比值趋于 1。1。

    液环压缩机内流场回流压缩比叶轮宽度比

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    气液两相条件下叶片开孔对电潜泵性能和内部流场的影响

    王通王健施卫东韩勇...
    548-555页
    查看更多>>摘要：为了研究电潜泵内部流动机理，从而改善高含气工况下电潜泵的气液混输性能，文中基于欧拉-欧拉非均相流模型，对不同入口含气率工况下叶片开孔前后的气液两相流动特性进行了数值模拟分析，探究了气液两相流条件下叶片开孔对电潜泵性能和内部流场的影响。结果表明，在纯水工况以及低含气率、小流量工况下，叶片开孔会降低电潜泵性能;但是叶片开孔可以改善电潜泵在大流量下的气液混输性能。叶片开孔后会改变叶轮内部压力分布，使电潜泵叶轮内部平均压力升高，进而改善叶轮内部流态。叶片开孔后会冲散气相聚集，使气体分布更加均匀，叶轮流道内涡核分布明显减少，减少了能量耗散。该研究为改善电潜泵气液混输性能提供了理论依据。

    电潜泵叶片开孔气液两相流数值模拟涡核分布

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    螺旋缝隙泄漏双向流固耦合方法

    叶卫东王波波祖海英李恒岩...
    556-562页
    查看更多>>摘要：针对螺杆泵泄漏机理，利用数值模拟加数据拟合方法，提出了一种针对螺杆泵螺旋微小缝隙泄漏的双向流固耦合模拟方法。利用此方法，对比了单向流固耦合和双向流固耦合方法在螺杆泵泄漏计算结果的偏差，计算结果表明，间隙越小偏差越大，间隙为 0。500 mm 时两结果相差20。3%，说明螺杆泵这种刚柔配合螺旋缝隙泄漏必须利用双向流固耦合求解才能获得准确结果。随后利用双向流固耦合方法对三维螺杆泵模型进行有限元分析求解，研究了初始间隙、流体介质黏度、螺杆泵单级腔室压差、进出口压力对螺杆泵泄漏的影响。结果显示:泄漏量随初始间隙的增大而增大，随流体介质黏度的增大而减少;进出口压力变化对螺杆泵泄漏影响很小，可以忽略;腔室间的压差造成橡胶定子变形形成间隙，间隙随着压差增大呈线性增大。最后利用双向流固耦合方法计算了不同举升压力螺杆泵的容积效率，与试验结果对比误差在±5%以内。

    螺旋缝隙泄漏双向流固耦合容积效率螺杆泵

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    立式离心泵典型故障复现试验研究

    胡思源董亮朱建成陈玉党...
    563-569页
    查看更多>>摘要：为了给立式离心泵的故障诊断提供试验和理论依据，搭建立式离心泵仿真试验台，进行立式离心泵典型故障的仿真复现试验，分析了转子不平衡、转子不对中和支座连接松动等故障的振动特性及其频谱特征。结果表明:机脚处的振动位移信号对支座连接松动故障的振动特性敏感性更高，轴系的振动信号对转子故障的振动特性敏感性更高;转子不平衡故障和转子不对中故障表现出不同的频谱特征，转子不平衡故障的频谱特征表现为 1 倍振动主要频率(amplitude power frequency，APF)幅值增大，且随着故障程度的增加，幅值呈现了逐渐减小的趋势，转子不对中故障的频谱特征表现为产生新的振动特征频率 2APF，且随着故障程度的增大，信号幅值逐渐增大;支座连接松动故障表现为频谱图中的主频变为 3APF，并出现新的 2APF和 1/2 分数谐波频率。

    立式离心泵故障复现转子不平衡转子不对中支座连接松动

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    基于CFD-DEM方法的加压鼓泡床气固流动特性数值模拟

    李玥嬛朱晓丽王振波柳毅博...
    570-575页
    查看更多>>摘要：为明确加压鼓泡流化床内气固两相流动基本规律以及压力的影响机制，为多种工业过程领域加压鼓泡流化床反应器的设计、运行和放大提供有益参考。文中基于CFD-DEM方法，以开源软件Mfix为计算框架，开展了加压鼓泡流化床气固两相流动数值模拟研究。首先依托薄矩形加压鼓泡流化床试验台数据进行模型验证，在此基础上，系统地研究了操作压力对Geldart B类颗粒临界流化速度的影响，获得了不同操作压力下床层内颗粒运动与分布规律以及气泡尺寸和频率分布。数值模拟结果表明:在0。1～0。7 MPa，随着操作压力的升高，Geldart B类颗粒临界流化速度减小，并且在低操作压力下临界流化速度随操作压力变化更加明显;同时，随着操作压力的升高，床层内气泡尺寸减小，床层均匀性有所改善。

    加压鼓泡床气固流动特性临界流化速度气泡特性

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    多孔介质两相流动分形质-热弥散系数模型

    胡世旺张赛汪振毅王宪军...
    576-582,590页
    查看更多>>摘要：利用分形理论描述了多孔介质微观孔喉结构，研究了两相流体在孔道空间内的占比情况，考虑了流体经过孔喉结构处流动状态发生改变产生二次流引起的局部水头损失，结合两相流体的沿途储热能力的差异，推导出孔道中同时存在两种相态流体的速度弥散效应和热弥散系数表达式。研究结果表明:饱和度小于0。1 或大于0。9 时，非湿润相流体速度弥散和热弥散系数变化受饱和度的影响较小，只与微观孔喉结构有关。当孔喉比为 1 时，局部水头损失为 0，不存在速度弥散效应和热弥散效应;孔喉比大小在 1～200 时，速度弥散效应和热弥散效应随饱和度、孔喉比和流体物性参数的改变而改变;孔喉比大于 200 时，速度弥散效应变化不明显，对热弥散系数的影响不再显著，与饱和多孔介质孔喉比为 150 时速度弥散效应不再显著的结论不一致。壁面温度一定，当孔喉比大于 2 时，孔喉间隙近壁处的二次流停滞导致加热时间增加，孔喉结构间隙之间的流体温度与孔道壁面的温度近似相等，速度弥散和热弥散效应不受温度影响。

    两相流动热弥散速度弥散孔喉结构

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    调节套筒节流孔倒角对高旁阀流场及结构的影响

    张啸刘栋杨嵩张天泽...
    583-590页
    查看更多>>摘要：为了研究高旁阀内部流场和结构可靠性受调节套筒节流孔倒角深度和角度的影响，开展了高旁阀内部流场的数值计算和单向热-流-固耦合分析。通过分析倒角前阀门内的流场得出以下结论:节流后蒸汽会形成激波和一系列激波串并消失于二级节流筒底盖板处，环形调节套筒密封面处出现应力集中现象，密封面内外较大的压差是造成密封面发生形变的主要原因。以降低调节套筒密封面形变量为目标，研究了调节套筒节流孔倒角的角度和深度对流场和密封面形变量的影响，结果表明:在研究选取的全范围内，倒角角度和深度的增加均能降低调节套筒密封面处的压差和形变量，当倒角角度为 72。5°时，调节套筒两侧的形变量降幅分别为 17。06%和15。72%，研究结果可为进一步优化阀门流动特性，降低阀门结构形变量提供依据。

    高旁阀数值模拟热-流-固耦合结构形变

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    多翼离心风机蜗壳气动性能与出风均匀性优化设计

    刘江沈春根林传生
    591-597,604页
    查看更多>>摘要：以某型号风暖浴霸吹风系统的多翼离心风机为研究对象，利用ANSYS Fluent 2020 R2 对原型风机的出口风量与均匀度进行仿真分析，结果显示仿真与实测误差在 5%以内，验证了用CFD数值模拟方法来优化浴霸多翼离心风机的可靠性。将蜗壳型线参数化，通过正交试验设计，针对蜗舌放置角α、蜗舌半径R、等角螺线常数A(蜗壳周向面积)与风轮移动距离L(蜗舌与叶轮间隙)4 个因素，制定了 16 组参数组合方案并进行了CFD数值模拟，得到各方案的出口风量与均匀度，并由均值与极差分析确定了最优参数组合。通过数值计算结果可知，优化后的风机在蜗舌附近区域湍流强度减小，内部流动改善。测试结果显示，优化后的风机出口风量提升 7。3%，均匀度提升4。5%，全压效率提升 5。9%。显著提升了风暖浴霸离心风机的出风性能和出口风速分布均匀性，对提高风暖浴霸取暖效率和增强人体舒适性有重要意义。

    多翼离心风机蜗壳蜗舌正交试验CFD数值模拟

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    钢纤维类型对玄武岩纤维混凝土力学性能的影响

    张紫键姚占全马快乐
    598-604页
    查看更多>>摘要：为探究钢纤维类型及掺量对玄武岩纤维混凝土(BFRC)力学性能产生的影响，在BFRC中加入 3 种类型的钢纤维(端钩型、波浪型、镀铜型)，钢纤维体积掺量分别为 0，0。8%，1。0%，1。2%。通过建立灰色理论GM(1，9)和BP神经网络 2 种模型预测混凝土抗压强度并对比其可靠性，结合核磁共振试验测试混凝土内孔隙变化规律。结果表明:随着钢纤维体积掺量的增加，BFRC抗压强度呈现先增大后减小趋势，其中抗压强度最优组为体积掺量 1。0%的端钩型钢纤维组，14 d抗压强度为44。51 MPa。由于钢纤维表面锈蚀，28 d抗压强度减少至 43。13 MPa;建立灰色理论GM(1，9)模型和BP神经网络模型，2 种模型预测精度均可达到要求。但BP 神经网络的预测精度更高、稳定性更好，平均相对误差为 3。81%，灰色理论模型平均相对误差为 7。55%;随着钢纤维体积掺量增加，混凝土中胶凝孔、毛细孔占比先增加后减小，因此合理加入钢纤维可使BFRC中孔隙结构得到优化，混凝土抗压强度得到提升。

    玄武岩纤维混凝土钢纤维灰色理论BP神经网络核磁共振

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    基于工况参数和改进LSTM的空冷器热风温度预测

    刘平袁静赵锋张磊...
    605-611页
    查看更多>>摘要：针对传统抽水蓄能电站技术供水系统存在的智能化水平偏低，供水对象的温度与许多参数变量之间相互耦合的问题，建立了基于工况参数和改进长短期记忆(LSTM)神经网络的发电机空气冷却器热风温度预测模型。首先对原始数据进行清洗，其次采用随机森林(RF)特征降维，对参与目标预测的诸多高维测点变量进行重要度排序，验证所提的工况参数与预测对象温度的相关性，最后再将其输入PSO-LSTM神经网络进行模型的求解。将所提的基于工况参数和改进LSTM方法与最小二乘法、BP神经网络以及原始的LSTM方法进行对比。结果表明，所提模型能有效预测发电机空气冷却器热风温度，相较其他的模型，预测误差能够下降50%左右，同时拥有更优的预测稳定性。

    发电机空气冷却器水电站技术供水系统随机森林降维LSTM神经网络粒子群算法

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