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期刊信息/Journal information
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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    离心泵轴承疲劳寿命仿真分析及试验验证

    汪家琼胡波黄倩朱荣生...
    865-871页
    查看更多>>摘要：针对工程中常出现的离心泵轴承实际寿命低于其设计寿命问题，以IS 100-80-160型离心泵为研究对象，对其进行数值仿真，将多个工况下的仿真结果与工程中校核泵轴承寿命的Steponff经验公式进行对比，发现Steponff公式计算出的径向力值偏小。为分析Steponff公式计算的轴承寿命校核误差，将径向力加载至轴承内圈进行有限元疲劳寿命仿真分析，并搭建离心泵径向力及轴承寿命试验台进行试验验证。结果表明:径向力计算误差以及工况变化将产生较大的轴承寿命偏差，该偏差在额定工况下最大，且随着径向力变大而逐步减小;与ISO寿命计算结果对比，数值仿真疲劳寿命安全系数更高;Steponff公式的计算值不够准确，将导致轴承实际寿命与其设计寿命相差极大;在大型低比转数离心泵轴承选用中，需考量Steponff公式的适用范围，同时可应用数值仿真校核其额定寿命。研究结果可为大型泵轴承寿命校核提供一定的依据。

    离心泵轴承疲劳寿命数值仿真试验验证

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    基于改进层次样本熵和极限学习机的离心泵故障诊断方法

    王卫玉赵训新魏加达陈飞...
    872-880页
    查看更多>>摘要：为了提高离心泵早期故障诊断模型的准确性，提出一种改进层次样本熵(improved hierar-chical sample entropy，IHSE)和极限学习机(extreme learning machine，ELM)相结合的离心泵故障诊断方法。首先，针对传统分层样本熵在高层次下算法稳定性弱的问题，利用移动平均和移动差分过程代替传统的分层模式，提出一种新的评估时序信号复杂性工具——IHSE;然后，利用IHSE提取离心泵振动信号的故障特征;最后，将故障特征输入ELM模型，实现离心泵不同运行状态的有效识别。研究结果表明:所提方法在2个不同类型离心泵故障数据集上的诊断率分别为99。58％和99。68％，在所有诊断模型中表现最佳，表明该方法具有良好的诊断性能。研究结果为离心泵故障诊断提供了一种新的方法，具有良好的参考价值与应用前景。

    离心泵故障诊断样本熵特征提取极限学习机

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    入口来流对离心泵内部流动的影响

    张洪涛田晨彪龙云
    881-887页
    查看更多>>摘要：为研究入口来流对离心泵内部流动的影响，选取某型号离心泵作为研究对象，通过在泵入口布置直管和4种不同入流方向(0°，90°，180°，270°)的三通管，设计了 5种离心泵的入口来流方案。采用SST k-ω湍流模型，通过数值计算方法对离心泵内部流动进行模拟和分析，研究不同入流管道对泵内部流动的影响。结果表明:不同入口来流角度对离心泵内部流动特性具有显著影响，入口来流的扰动导致叶轮内的分离涡分布沿三通管转动方向发生变化，同时，叶轮所承受的径向力大小和方向也发生变化;不同进口管道类型对泵的性能和效率有一定影响，在90°三通管工况下，对平衡叶轮径向力最有利。研究结果对理解不同入口来流对离心泵内部流动不稳定性的影响机制具有重要意义，有助于解决因入流不均匀引起的流动振动问题，并进一步为流动控制策略和设计优化方法提供参考。

    离心泵非均匀来流入口管道布置流动特性数值计算

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    泵前和泵后组合型网式过滤器的过滤性能

    杨昊刘贞姬雷辰宇陆辰...
    888-894页
    查看更多>>摘要：为探究泵前和泵后组合型网式过滤器的过滤性能，将泵前和泵后网式过滤器串联，通过室内原型试验，开展不同进水流量、含沙质量浓度和滤网目数对组合型过滤器水头损失和除沙率的影响规律试验研究，并与单一网式过滤器的水头损失和除沙率进行对比。研究结果表明:清水条件下组合型过滤器的水头损失与进水流量具有统计学意义;浑水条件下水头损失随进水流量和滤网目数增大而增大，在进水流量为130 m3/h工况下，进水含沙质量浓度对初始水头损失和总水头损失峰值影响较小;通过极差分析得到各因素对除沙率的影响程度由大到小依次为滤网目数、进水含沙质量浓度和进水流量，确定了最优参数组合为泵前60目滤网、泵后100目滤网、进水流量130 m3/h、进水含沙质量浓度0。18 g/L;当进水流量为110-150 m3/h时，组合型网式过滤器最大水头损失峰值较单一泵前或泵后过滤器分别高41。51％和39。58％。研究结果可为组合型网式过滤器的设计和应用提供一定参考。

    网式过滤器组合型过滤器过滤性能进水流量极差分析

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    基于CFD的传感器体积对旋进旋涡流量计的影响

    沈春根金昆朱云明胡尊豪...
    895-899页
    查看更多>>摘要：针对旋进旋涡流量计的精确测量，使用CFD数值模拟软件，以DN20 口径的旋进旋涡流量计作为研究对象，得到了类似于钝体涡街旋涡脱落的现象，并对仿真的可行性进行了深入分析，验证了仿真工作的可靠性。分析比较低流量下不同取压点的压差，得到内流场压差变化规律，确定了 DN20流体域的最佳取压点。将压电传感器置于最佳取压点后，使用音速喷嘴装置进行试验。将试验数据与仿真数据进行对比，发现两者之间存在一定的误差。分析其中原因，以小口径壳体内压电传感器自身体积较大为切入点，去除流体域内压电传感器体积，将去除压电传感器体积前后的流体域进行仿真，对结果比较分析，发现去除压电传感器体积后的流体域仿真得到的K值系数与试验值误差较小，说明压电传感器体积对内流场有一定影响，并且压电传感器的探针放置于流量计中会一定程度地增加旋进旋涡流量计的压力损失。

    旋进旋涡流量计数值模拟压电传感器压力损失取压点

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    基于CFD-DPM模型的T型网式过滤器冲蚀特性模拟与分析

    项旭东张钟莉莉曾揭峰郑强...
    900-906页
    查看更多>>摘要：为分析滤网冲蚀情况，采用多孔阶跃模型和滤网缩尺模型，结合CFD-DPM两相流模型通过主因素分析方法对滤网冲蚀速率规律进行数值模拟分析与预测，探求整体不同区域滤网的冲蚀效应情况，并通过基于正交试验的多因素主效应分析得出各因素对最大冲蚀速率的影响显著性大小。结果表明:在一定范围内最大冲蚀速率与颗粒粒径呈负相关而与质量流率、流速呈正相关;滤网表面中滤孔面普遍比迎水面更易受冲蚀破坏，背水面几乎不受冲蚀影响;颗粒粒径、质量流率对冲蚀高发区域范围大小影响较小(面积增幅为15。0％-16。7％)，而流速对其影响较明显(面积增幅为50。0％);显著性检验中，流速、质量流率、颗粒粒径对最大冲蚀速率的P值分别为0。012 80，0。002 69和3。712×10-9，均呈显著性相关。

    网式过滤器DPM模型冲蚀速率显著性分析正交试验

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    自平衡多级泵节流密封的泄漏流动特性

    王延锋闫军沛胡二华冯立杰...
    907-913页
    查看更多>>摘要：为研究高扬程大流量自平衡多级泵出水段节流密封的流体介质泄漏特性以及流动机理，建立了 3类节流密封的三维数值模型，计算分析了 5种径向节流间隙(0。5，0。8，1。0，1。2和1。5 mm)下3类节流密封的泄漏流动、湍动能耗散以及密封流体力等流动特征。研究结果表明:出水段节流密封的泄漏流动特性是密封流体径向缩流比和轴向湍动能耗散率共同作用的结果，径向节流间隙直接影响着径向节流间隙进口处的流体压力和径向缩流比，对节流密封的降压与减速作用显著，而迷宫齿对密封流体的湍动能耗散率的影响较大，膨胀腔体内流体的湍动能耗散率均接近于0，径向节流间隙内流体压力沿轴向方向大致呈现阶梯式下降规律，密封齿能够有效地降低密封流体的压力;转子面密封齿与密封流体的接触以及径向节流间隙增大，是导致第二、三类密封转子面的轴向力显著大于第一类密封的主要原因。

    自平衡多级泵节流迷宫密封泄漏特性径向节流间隙流动特性

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    基于沙粒运动特性的分流对冲式滴头抗堵优化

    秦程吕德生王振华刘宁宁...
    914-920页
    查看更多>>摘要：针对灌溉水源泥沙含量高导致灌水器易堵塞的难题，对分流对冲式滴灌灌水器开展抗堵塞优化研究。通过短周期浑水试验确定出易造成灌水器堵塞的沙粒敏感粒径区间，应用CFD模拟分析流道的流场分布和敏感粒径区间沙粒的运移特性，最后根据数值模拟结果划分出流道边壁中的敏感区域并据此开展结构优化。结果表明:沙粒粒径越大，跟随性越差，造成灌水器堵塞的进程越快，0。10 mm以上的沙粒极易造成灌水器的堵塞。流道边壁上存在敏感区域，沙粒与敏感区域发生碰撞后其运动方向会发生改变并进入旋涡区聚集，导致流道被堵塞的风险显著增加。针对流道边壁敏感区域开展结构优化可显著改善沙粒的运移特性，使沙粒能够顺畅通过灌水器内部的流道单元，优化后灌水器的水力性能降低1。5％，但其抗堵塞性能大幅提高30。0％～60。0％。基于沙粒运动特性提出的结构优化方案可为灌水器流道的抗堵优化设计提供参考。

    分流对冲式灌水器沙粒粒径抗堵性能水力性能结构优化

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    不同表面结构叶片叶轮对搅拌流场特性的影响

    常少华陈斌杨陈徐云峰...
    921-927页
    查看更多>>摘要：为了提高流体介质的湍流强度和混合效率，将搅拌机的叶片表面设计为台阶状，将常规叶片叶轮和台阶式叶片叶轮置于圆柱直筒内，通过速度场分布、冷热水混合以及固液混合分析，进行初步的模型对比验证，再将2种形式的叶片叶轮应用至实际高效沉淀池，进行1∶1仿真计算。结果表明:台阶式叶片的表面边界层区域能够产生更为剧烈的湍流结构，在每级台阶的迎水面前方均存在回流旋涡，其流态特性极为复杂，有利于促进局部的混合反应;伴随着大量能量输入，各相介质受到台阶面的冲击挤压作用，使得冷热水和固液两相的混合效果更为均匀，这一效应在低转速(60 r/min)的模拟中表现得尤为显著;在实际高效沉淀池的仿真中，56 r/min转速下，采用台阶式叶片时，絮凝区流场的平均流速为0。152 m/s，采用常规叶片时平均流速为0。137 m/s，且台阶式叶片的湍流动能耗散要明显高于后者。因此，在转速较低的应用场景中，台阶式叶片的混合搅拌效果要明显优于常规叶片，研究结果对优化混凝工艺具有积极的意义，为新式搅拌叶轮的开发提供了一种设计思路。

    搅拌机台阶式叶片流场特性流体仿真热交换

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    云贵地区参考作物蒸散量模型适用性评价

    范梦颖吴宗俊崔宁博王智慧...
    928-937页
    查看更多>>摘要：根据地貌特征及行政区划将云贵两省分为5个区域，使用当地15个气象站点共56 a的逐日气象资料计算了 18种参考作物蒸散量模型的模拟值，并以FAO56 Penman-Monteith法为标准对各模型模拟值进行了精度对比及误差成因分析。结果表明:同一模型在不同云贵分区间的模拟效果差异不大，R2的平均变异系数为8。81％，模型精度主要影响因素为辐射能量项，次要因素为空气动力项;综合法模型模拟精度最高，R2为0。81～0。99，辐射法次之，R2为0。84～0。98，温度法和水汽压法较差，R2为0。24～0。83;这4种方法中，各类型最优模型分别为FAO 24 Penman(全区整体评价指标 GPI 为 0。506，排位 1)，Inmark(GPI 为 0。142，排位 4)，Hargreaves-Samani(GPI 为-0。022，排位 12)和 Romanenko(GPI 为-0。072，排位 13)。综上，经验模型 FAO 24 Penman 和Inmark模型适用于亚热带季风气候云贵地区参考作物蒸散量的简化计算。

    参考作物蒸散量模型Penman-Monteith模型云贵地区反距离插值适用性评价

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