變汽液比條件下高速燃油離心泵非定常特性分析研究

在新一代航空技術(shù)發(fā)展的迫切需求下，航空推進(jìn)技術(shù)的要求向著高安全、高可靠性、高性能(包括高推重比)、低污染和經(jīng)濟(jì)可承受性發(fā)展.其中，高速、高壓離心泵的設(shè)計(jì)及性能分析更是扮演著重要的角色，尤其是在大飛行包線內(nèi)，泵的運(yùn)行邊界寬廣，進(jìn)口邊界亦會出現(xiàn)不同汽液比的情況，使得泵內(nèi)存在復(fù)雜的流動問題，產(chǎn)生了動靜干涉、出口尾跡流、局部漩渦、旋轉(zhuǎn)失速等極度復(fù)雜的流動狀態(tài)，表現(xiàn)出了強(qiáng)烈、明顯且復(fù)雜的非定常特性.同時(shí)，高速運(yùn)轉(zhuǎn)會降低燃油黏度，減小壁面的切力，更是加劇了離心泵內(nèi)的非定常流動問題.因此，需要對高速離心泵的內(nèi)部流動特點(diǎn)進(jìn)行深入研究，以分析不同汽液比下泵內(nèi)的非定常特性.目前，流體機(jī)械研究體系普遍采用準(zhǔn)三維通流計(jì)算和全三維計(jì)算流體力學(xué)(CFD)相結(jié)合的方法，離心泵中也是如此.然而在當(dāng)前的技術(shù)背景下，離心泵的工作環(huán)境更嚴(yán)酷、結(jié)構(gòu)更緊湊、間隙效應(yīng)更明顯，非定常特性也越來越強(qiáng)烈，傳統(tǒng)的定常假設(shè)會對性能分析結(jié)果產(chǎn)生較大誤差，制約對離心泵性能潛力的挖掘，有必要逐步將流動的非定常特性納入到泵常規(guī)設(shè)計(jì)體系中.

科研人員通過理論分析、數(shù)值研究以及試驗(yàn)測量等3種手段對離心泵內(nèi)部的非定常流動開展了大量的研究，在壓力脈動、非定常流動結(jié)構(gòu)等方面有一定的成果.針對壓力脈動的研究，文獻(xiàn)[11]通過數(shù)值仿真分析了離心泵間隙內(nèi)的壓力脈動變化，表明了間隙內(nèi)壓力脈動的主頻與葉頻相關(guān).文獻(xiàn)[12]分析了導(dǎo)葉式離心泵內(nèi)的靜干涉作用機(jī)理，采集了相鄰導(dǎo)葉流道進(jìn)口處的壓力脈動信號，得到導(dǎo)葉流道進(jìn)口處壓力脈動主要為葉頻，并以此形式沿葉輪旋轉(zhuǎn)方向向下傳播.文獻(xiàn)[13]對離心泵實(shí)際運(yùn)行中的彎管畸變?nèi)肓鲉栴}進(jìn)行了分析，對泵在不同入流條件下的壓力脈動進(jìn)行了監(jiān)測，得到了最優(yōu)的彎管結(jié)構(gòu).由于離心泵的周期性變化，使得葉輪和蝸殼內(nèi)均產(chǎn)生了一定的壓力脈動，且不同位置的脈動頻率、脈動強(qiáng)度符合一定的規(guī)律.但由于關(guān)鍵位置的非定常流動，使得此處產(chǎn)生了脈動頻率的變化.另外，有很多科研人員專門研究了不同工況下離心泵的非定常流動結(jié)構(gòu)，包括尾跡流動、進(jìn)口回流、動靜干涉、旋轉(zhuǎn)失速等.隨著這些流動的加劇，會導(dǎo)致泵的噪聲、振動、汽蝕等不利現(xiàn)象.文獻(xiàn)[14]對離心泵在小流量時(shí)的進(jìn)口回流進(jìn)行了仿真分析，表明了葉輪進(jìn)口的流動狀態(tài)可以分為螺旋狀回流、螺旋狀入流和軸向入流，且螺旋狀回流的流動相比于軸線區(qū)域的軸向入流更加不穩(wěn)定.文獻(xiàn)[15]基于Delayed Detached Eddy Simulation(DDES)湍流模型和渦動力學(xué)對離心泵多工況下的旋渦運(yùn)動進(jìn)行了非定常數(shù)值模擬，清晰地觀測到了葉輪和蝸殼內(nèi)的小尺度漩渦.文獻(xiàn)[16]對離心泵進(jìn)行了全工況的數(shù)值模擬，分析了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對泵內(nèi)旋轉(zhuǎn)失速問題的影響.除了上述研究之外，相關(guān)科研人員專門對離心泵的非定常汽蝕特性進(jìn)行了研究.文獻(xiàn)[17]實(shí)現(xiàn)了離心泵空化狀態(tài)的準(zhǔn)確表征和有效識別，建立了基于信號調(diào)制理論的振動噪聲信號模型來進(jìn)行汽蝕狀態(tài)的時(shí)頻特性捕捉及分析.文獻(xiàn)[18]結(jié)合數(shù)值模擬與試驗(yàn)對離心泵葉輪內(nèi)部的空化流動進(jìn)行了定常及非定常數(shù)值計(jì)算，利用脈動頻率聯(lián)系泵內(nèi)的空化初生區(qū)域.

總的來看，離心泵內(nèi)非定常特性呈現(xiàn)得非常明顯，壓力脈動變化、非定常流動結(jié)構(gòu)等均與泵的性能存在一定的聯(lián)系.然而，高速燃油離心泵由于其特殊的工作環(huán)境，在復(fù)雜工作條件影響下，非定常特性表現(xiàn)地更為明顯，尤其是高速、高機(jī)動飛行、高空大飛行包線等引起了泵的進(jìn)口汽液比發(fā)生變化，其非定常特性表現(xiàn)地更為突出，需專門進(jìn)行深入分析.目前，相關(guān)汽液比條件下的離心泵仿真大多是分析內(nèi)部的汽液兩相變化，很少涉及該條件下的非定常流動及壓力脈動變化.同時(shí)，航空發(fā)動機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中很難直接準(zhǔn)確地測量泵的進(jìn)口汽液比，通過可測的進(jìn)口壓力來間接反映汽液比變化很有必要.因此，借助試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及高精度的仿真技術(shù)，對高速燃油離心泵在不同汽液比下的壓力脈動變化、非定常流動結(jié)構(gòu)開展細(xì)致的分析研究.本文研究所取得的成果可為我國燃油離心泵的正向自主設(shè)計(jì)及研發(fā)提供堅(jiān)實(shí)的理論支撐.

1 高速燃油離心泵

高速燃油離心泵在航空發(fā)動機(jī)燃油系統(tǒng)中可作為增壓泵、加力泵用.由于大飛行包線下，前級增壓泵會產(chǎn)生一定的壓力變化，使得高速燃油離心泵的進(jìn)口汽液比發(fā)生改變.所以以某型高速燃油離心泵為對象，開展變汽液比的非定常特性仿真分析.該型泵的轉(zhuǎn)速為2.8×10r/min，增壓Δ為13 MPa，設(shè)計(jì)流量為 0.010 6 m/s.在Cfturbo軟件中完成了該型泵主要過流部件(葉輪、蝸殼)的設(shè)計(jì)，葉輪為長短葉片復(fù)合結(jié)構(gòu)，蝸殼為圓形斷面且為直錐式擴(kuò)散管，葉輪的輪緣、輪轂型線及蝸殼的斷面均能夠進(jìn)行參數(shù)化造型.整泵模型如圖1所示.其中：、、、、為輪廓線定點(diǎn)；為方向距離；為半徑；和分別為蝸殼各個(gè)截面沿水平和豎直方向的寬度部分結(jié)構(gòu)參數(shù)結(jié)果如表1所示，其中：為燃油密度；為出口直徑；為進(jìn)口寬度；為出口安放角；為進(jìn)口直徑；為輪轂直徑；為出口寬度；為進(jìn)口安放角.

2 汽液比與進(jìn)口壓力映射

不同汽液比使得泵的進(jìn)口條件發(fā)生變化，汽液比可以通過進(jìn)口壓力進(jìn)行換算.為此，通過不同進(jìn)口壓力工況下的非定常特性仿真，確定泵臨界汽蝕時(shí)的進(jìn)口壓力值，以呈現(xiàn)泵在不同汽液比條件下的流動特性.以下為汽液比與進(jìn)口壓力的換算過程.

首先，分析葉輪進(jìn)口的壓力脈動變化.分別在汽液比=0.4，0.45，0.5的條件下，對葉輪進(jìn)口5個(gè)點(diǎn)(見圖6(a))的壓力脈動幅值及進(jìn)行監(jiān)測，和0.3工況下的仿真結(jié)果分別如表4和5所示，時(shí)頻特性分析結(jié)果分別如圖7和8所示，其中：為時(shí)間；為頻率.對泵監(jiān)測過程中的幾個(gè)頻率進(jìn)行定義，具體如下：

首先，確定5%和15%蒸餾點(diǎn)之間的蒸餾-溫度特性曲線的平均斜率，可以表示為

(1)

從仿真結(jié)果可見，設(shè)計(jì)流量工況下，當(dāng)汽液比增加時(shí)，葉輪進(jìn)口各監(jiān)測點(diǎn)的靜壓力幅值迅速降低，到汽液比為0.5時(shí)，靜壓力幾乎為0，與圖3所示結(jié)果一致.此時(shí)，進(jìn)口產(chǎn)生了一定的真空區(qū)，沒有了壓力脈動作用，表明此時(shí)葉輪進(jìn)口已經(jīng)被氣體嚴(yán)重堵塞.但是，微小的壓力幅值主頻基本上仍為轉(zhuǎn)頻.另外，小流量工況下汽液比變化對葉輪進(jìn)口流動的影響更為嚴(yán)重.各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的靜壓力迅速降低，到汽液比降至0.45時(shí)，靜壓力幾乎為0，且沒有了壓力脈動作用，幅值主頻受到了干涉影響，出現(xiàn)了多個(gè)頻率.

(2)

由圖3可知，汽液比升高時(shí)，泵的增壓能力明顯降低.葉輪進(jìn)口區(qū)域均存在一定范圍的真空區(qū)域，葉片的背力面效應(yīng)更強(qiáng)，且隨著汽液比升高，面積變大，這一現(xiàn)象表現(xiàn)更為明顯.葉輪流道出口處有一定的壓力幅值，直至蝸殼內(nèi)仍產(chǎn)生了小幅的增壓效果，但直至汽液比為0.5時(shí)，存在一些尾跡流動.另外，在小流量工況時(shí)，葉輪進(jìn)口區(qū)域在低進(jìn)口壓力條件下產(chǎn)生了更大的低壓區(qū)，且當(dāng)汽液比增至0.45以上時(shí)，葉輪流道幾乎被低壓區(qū)占據(jù)，這是由于聚集了更多的氣泡導(dǎo)致，此時(shí)葉輪流道出口便產(chǎn)生了尾跡流動，且表現(xiàn)較為強(qiáng)烈.

再次，計(jì)算空氣溶解度，可以表示為

=0211 6(+0003 688)×

[1-1125(+0003 688)]

(3)

式中：為燃油溫度為20 ℃時(shí)的燃油密度.

最后，計(jì)算汽液比，可以表示為

為了確定不同汽液比下高速燃油離心泵的非定常特性，以設(shè)計(jì)流量和小流量0.3兩個(gè)流量工況為例，進(jìn)行內(nèi)部流動特點(diǎn)分析.考慮篇幅，此處只給出汽液比分別為0.4、0.45和0.5的仿真結(jié)果.和0.3工況時(shí)，泵中間截面的壓力場仿真結(jié)果如圖3所示，其中：為靜壓.

(4)

式中：為燃油箱在初始條件下的絕對壓力；為燃油泵進(jìn)口處在新條件下的絕對壓力；為汽體體積；為液體體積.

選擇燃油溫度為20 ℃，進(jìn)口壓力分別為1.0、0.3、0.28、0.26 MPa等，進(jìn)行不同汽液比條件下的非定常特性分析.其中，1.0 MPa為前級增壓泵的出口壓力，以此狀態(tài)為基準(zhǔn)，設(shè)置為燃油純液態(tài)，認(rèn)為此條件無汽化，進(jìn)口汽液比為0，其他壓力近似為汽液比0.4、0.45及0.5狀態(tài).

3 數(shù)值模擬

3.1 仿真設(shè)置

基于圖1(d)所示的流道模型，采用多塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)格和八叉樹非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格分別進(jìn)行葉輪及蝸殼流道的網(wǎng)格劃分.建立4種網(wǎng)格數(shù)量的網(wǎng)格模型(G1～G4)，完成網(wǎng)格數(shù)量的相關(guān)性檢驗(yàn)，結(jié)果如表2所示.其中：為揚(yáng)程；為效率.當(dāng)網(wǎng)格數(shù)量由G2增至G3時(shí)，兩者的和仿真結(jié)果誤差在1%以內(nèi)，幾乎不變.綜合考慮仿真精度和求解時(shí)間，將G2網(wǎng)格模型用于后續(xù)的數(shù)值模擬，網(wǎng)格模型如圖2所示.

采用Re-Normalization Group(RNG)-模型為湍流模型，基于SIMPLE算法進(jìn)行求解，采用二階迎風(fēng)格式對控制方程進(jìn)行離散，選擇殘差精度為10.同時(shí)，選擇葉輪和蝸殼計(jì)算域分別為旋轉(zhuǎn)和靜止域；選擇進(jìn)口條件為壓力進(jìn)口；出口條件為體積流量出口；近壁面使用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)處理，無量綱方向距離結(jié)果為70.其中，進(jìn)口壓力條件參照上述汽液比結(jié)果給定.

本文通過對配電網(wǎng)簡化分析，立足于簡化配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提出了基于環(huán)網(wǎng)的二進(jìn)制編碼的改進(jìn)遺傳算法，通過調(diào)整Pc和Pm策略來提高算法性能。

由于進(jìn)行離心泵非定常仿真花費(fèi)時(shí)間較長，需要進(jìn)行時(shí)間步長(即采樣頻率)的相關(guān)性檢驗(yàn).在轉(zhuǎn)速=2.8×10r/min工況下，選擇離心泵實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)5轉(zhuǎn)為總仿真時(shí)間，取單個(gè)時(shí)間步長葉輪旋轉(zhuǎn)9°、5°、3°和1° 進(jìn)行仿真，將泵運(yùn)行第3圈后的出口壓力脈動頻率數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)進(jìn)行分析，來確定恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間步長，相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果如表3所示.

泵的轉(zhuǎn)頻為466 Hz、葉頻為 3 728 Hz、旋轉(zhuǎn)周期為2.143×10s.當(dāng)單步旋轉(zhuǎn)3°(55 999 Hz)時(shí)，主頻更接近葉頻，通過對計(jì)算時(shí)間和精度的折中考慮，選擇1.786×10s作為仿真時(shí)間步長.

3.2 不同汽液比下的非定常流動特點(diǎn)仿真結(jié)果分析

舉例：基于特征b33a589d3627bc6f2e5bd0e6b42f 53b6，探測到URL http://198.98.122.172/cunty.sh，進(jìn)而截取獲得IP 198.98.122.172，針對這個(gè)IP進(jìn)行端口探測和協(xié)議識別198.98.122.172:50

式中：為燃油溫度為時(shí)的燃油真實(shí)蒸汽壓；為燃油溫度為時(shí)的燃油雷德蒸汽壓.

和0.3工況時(shí)，泵中間截面的湍動能仿真結(jié)果如圖4所示，其中：為湍動能.由圖4可知，與壓力仿真結(jié)果呼應(yīng)，隨著汽液比變化，泵內(nèi)湍動能分布發(fā)生了明顯的變化.能量耗散主要發(fā)生在葉輪進(jìn)口.且隨著汽液比的增加，能量耗散加劇，從葉輪的葉尖背力側(cè)開始擴(kuò)張，向葉片背里面中部和相鄰葉片受力側(cè)延伸.和設(shè)計(jì)流量相比，小流量工況下的湍動能分布的集中區(qū)域相似，但程度更為強(qiáng)烈.

在轉(zhuǎn)速=2.8×10r/min，進(jìn)口壓力為0.1 MPa(燃油飽和狀態(tài))，流量工況為0.3、0.5、0.7、1.0和1.2下的中間軸向截面上的壓力等值線分布、流線分布仿真結(jié)果如圖13和14所示，其中，仿真中所研究離心泵的轉(zhuǎn)軸部件間隙、葉片數(shù)及固定的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同.

隨后基于仿真結(jié)果，對和0.3工況下的臨界汽蝕余量進(jìn)行預(yù)測，如圖5所示，其中：為裝置汽蝕余量.由圖5可以看出，當(dāng)進(jìn)口壓力下降，在一定取值時(shí)兩個(gè)流量工況下泵的揚(yáng)程均出現(xiàn)了陡降的情況，以揚(yáng)程突降3%來預(yù)測泵的臨界汽蝕余量分別為37 m和43 m.

3.3 不同汽液比下的壓力脈動仿真結(jié)果分析

通過對不同汽液比下的非定常流動分析可以發(fā)現(xiàn)，葉輪進(jìn)出口受影響較大，因此對葉輪進(jìn)口、葉輪出口區(qū)域的壓力進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測點(diǎn)1～5的示意圖如圖6所示.

引入無量綱參數(shù)壓力脈動系數(shù)，直觀地反映壓力脈動的大小.進(jìn)而用快速Fourier變化(FFT)對進(jìn)行時(shí)頻特性轉(zhuǎn)換.其中，壓力脈動系數(shù)定義為

(5)

在流域面積為Ai和Aj兩個(gè)流域中，水文參數(shù)Q(Ai) and Q(Aj)的尺度關(guān)系可以表述為式(1)：

假定條件：當(dāng)含有空氣的燃油在燃油箱時(shí)是100%飽和狀態(tài)，在泵進(jìn)口的條件下，仍是100%飽和狀態(tài)，且汽液比隨壓力變化應(yīng)在壓力低于當(dāng)前溫度狀態(tài)的飽和蒸氣壓后.計(jì)算汽液比，即計(jì)算由于燃油壓力變化而釋放出的空氣量與燃油含量的比率.計(jì)算過程中需確定燃油物理特性，包括燃油在5%蒸餾點(diǎn)的溫度、15%蒸餾點(diǎn)的溫度、 燃油雷德蒸汽壓力(在溫度為38 ℃、氣相與液相的容積比為4∶1的特定條件下所測得的飽和蒸汽壓)、燃油密度.

=60

(6)

=60

(7)

=

(8)

式中：為葉片數(shù).

其次，確定泵進(jìn)口處燃油溫度為時(shí)的真實(shí)蒸汽壓力，可以表示為

其次，分析葉輪出口的壓力脈動變化.同樣在=0.4, 0.45, 0.5的條件下，對葉輪出口的5個(gè)點(diǎn)(見圖6(b))的和進(jìn)行監(jiān)測，和0.3工況下的仿真結(jié)果分別如表6和7所示，時(shí)頻特性分析結(jié)果分別如圖9和10所示.

隨著當(dāng)前市場體系的不斷完善，如今企業(yè)在開展管理活動時(shí)，需要積極融入科學(xué)技術(shù)，適應(yīng)當(dāng)前復(fù)雜的競爭環(huán)境。因此，企業(yè)需要構(gòu)建科學(xué)完善的員工管理機(jī)制，對員工進(jìn)行必要的個(gè)性化激勵，這直接關(guān)系到企業(yè)自身的運(yùn)行與建設(shè)。因此，企業(yè)結(jié)合自身實(shí)際，分析影響員工積極工作的因素極其必要。個(gè)性化激勵是對廣大員工的尊重，也是一種從員工實(shí)際出發(fā)的人性化服務(wù)方式。

從仿真結(jié)果可見，設(shè)計(jì)流量工況下，當(dāng)汽液比增加時(shí)，受到了進(jìn)口真空區(qū)的影響，葉輪出口各監(jiān)測點(diǎn)的靜壓力幅值降低.但是，幅值主頻幾乎不受影響，各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的幅值主頻仍為轉(zhuǎn)頻.另外，小流量工況下，汽液比變化對出口區(qū)域的影響更為嚴(yán)重.汽液比降至0.45時(shí)，壓力幅值快速降低，但各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的幅值主頻仍為轉(zhuǎn)頻.

目前，紹興分撥是屬于全人工作業(yè)，包括入庫，分揀，出站，沒有任何的自動化操作。分撥中心快件揀選策略的四個(gè)主要因素為:分區(qū)、運(yùn)單分割、運(yùn)單分批及分類。分區(qū)就是將揀選作業(yè)場所地作區(qū)域劃分;運(yùn)單分割一般是與揀選分區(qū)相對應(yīng)的，當(dāng)揀選的項(xiàng)目較多時(shí)，可將運(yùn)單分成若干子訂單交由不同揀選區(qū)域同時(shí)進(jìn)行揀選作業(yè);運(yùn)單分批是為了提高分揀作業(yè)效率而把多張運(yùn)單集合成一批，進(jìn)行批次分揀作業(yè);在采用批量揀選作業(yè)方式時(shí)，揀選完后還必須進(jìn)行分類，因此需要相配合的分類策略。

上述結(jié)果表明，汽液比變化對葉輪流道產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，尤其是影響了葉輪進(jìn)口、葉輪出口的非定常流動結(jié)構(gòu)、壓力脈動等，且小流量工況下這一影響更加明顯劇烈.

4 試驗(yàn)驗(yàn)證

4.1 試驗(yàn)設(shè)置

為了驗(yàn)證高速燃油離心泵非定常仿真方法的有效性，在不同流量工況進(jìn)行泵的性能試驗(yàn)，該型泵的試驗(yàn)樣機(jī)如圖11所示，試驗(yàn)方案如圖12所示.被測離心泵為圖中紅色陰影部分，位于壓力變送器9與10之間.部分試驗(yàn)儀器如下：溢流閥(壓力變送器3)用來限定泵進(jìn)口壓力，電動節(jié)流閥11用來為被試元件提供出口負(fù)載，壓力變送器10和體積流量計(jì)12分別用來測量泵的出口壓力和輸出流量.試驗(yàn)中，所測量的進(jìn)口壓力、出口壓力及流量用于預(yù)測泵的揚(yáng)程及水力效率.通過將試驗(yàn)結(jié)果與非定常仿真預(yù)測結(jié)果對比，驗(yàn)證仿真方法的有效性.

4.2 仿真結(jié)果驗(yàn)證

試驗(yàn)區(qū)黃峪口溝，是北京北部山區(qū)黃峪口小流域的主溝道，距離北京重要飲用水水源——密云水庫僅6.2km，屬于密云水庫二級水源保護(hù)區(qū)。區(qū)位的重要性使得黃峪口小流域成為生態(tài)治理的重點(diǎn)區(qū)域之一。

由圖13可知，葉輪各個(gè)流道內(nèi)的壓力分布相似，隨著流量的增加，從葉輪進(jìn)口到出口順著流動方向壓力逐漸上升，葉輪內(nèi)壓力的最低點(diǎn)位于葉片吸力側(cè)的進(jìn)口前緣處，也證明了此處是汽蝕容易產(chǎn)生的區(qū)域之一.葉輪通道內(nèi)，相同半徑處葉片壓力側(cè)的壓力高于吸力側(cè)的壓力，且呈現(xiàn)了非軸對稱性，在非設(shè)計(jì)流量工況下更為明顯.

土石籠袋是在鍍鋅鉛絲石籠內(nèi)部設(shè)置一層透水織物。織物為經(jīng)抗紫外線處理的高拉力土工織物。與傳統(tǒng)鉛絲石籠相比，具有更好的綠化植生功效。土石籠袋護(hù)岸是一種集節(jié)能、減排、生態(tài)、環(huán)保、綠化功能為一體的新型柔性邊坡防護(hù)技術(shù)，不需重型機(jī)械設(shè)備，具有施工簡單、可就地取材、保護(hù)環(huán)境且零污染的特點(diǎn)。

由圖14可知，在小流量工況下(0.3、0.5)，靠近蝸殼隔舌角區(qū)域的幾個(gè)葉輪流道，產(chǎn)生了一定的流動漩渦，隨著旋轉(zhuǎn)變化，每一個(gè)流量下，該漩渦沿著該流道尺度慢慢變大，這一現(xiàn)象是離心泵常發(fā)生的旋轉(zhuǎn)失速.另外，在中間流量工況下(0.7、1.0)，隔舌區(qū)域附近的葉輪流道內(nèi)，短葉片進(jìn)口區(qū)域出現(xiàn)了一定幅度的小尺度漩渦.大流量工況下(1.2)，進(jìn)口區(qū)域同樣存在一定程度的漩渦流動.但整體而言，葉輪流道內(nèi)的流動相對平穩(wěn)，非設(shè)計(jì)流量工況存在非定常流動，但仍屬泵的正常性能范圍內(nèi).

為了驗(yàn)證仿真方法的有效性，通過試驗(yàn)和仿真監(jiān)測不同流量工況下的進(jìn)口壓力、出口壓力以及實(shí)際輸出流量，根據(jù)文獻(xiàn)[20]中的公式預(yù)測泵的揚(yáng)程和效率并擬合性能曲線(-曲線和-曲線).

布正偉在《建筑語言的基本語法規(guī)則》中提出了建筑詞法的典型化規(guī)則。典型化規(guī)則是指通過詞形的變異與提煉，以構(gòu)成重復(fù)使用的具有典型化構(gòu)形特征的典型詞語[23]。余蔭山房的水面邊界、屋頂輪廓線、景觀步道等元素通過對傳統(tǒng)建筑語言進(jìn)行變異處理，大量運(yùn)用直線代替曲線或圓弧進(jìn)行造型，形成了典型的語匯。

(9)

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式中：為軸功率；為重力加速度.

②資料來源于 《重慶市人民政府關(guān)于印發(fā)2017年全市安全生產(chǎn)工作要點(diǎn)的通知》（渝府發(fā)［2017］ 1 號）。

仿真預(yù)測與試驗(yàn)對比結(jié)果如圖15所示.其中，非定常仿真中出口壓力、實(shí)際流量均呈現(xiàn)一定的波動，均取運(yùn)行第3圈的計(jì)算結(jié)果.

通過三個(gè)案例分析我們看出鄰避運(yùn)動的產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)利益是一個(gè)重要的因素，無論是想拆遷的村民、房價(jià)被影響了的高檔小區(qū)居民，給予一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償?shù)拇_是一個(gè)重要的措施。再者，作為環(huán)境不公的受害者，經(jīng)濟(jì)利益的補(bǔ)償也解決環(huán)境不公的重要途徑。但通過阿蘇衛(wèi)的例子我們發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償一個(gè)還涉及補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)與補(bǔ)償范圍。就如設(shè)定的補(bǔ)償范圍是半徑5公里以內(nèi)的居民，那么5.1公里的居民就不會受到損害嗎？這個(gè)范圍以外的居民的損害通常的把不到補(bǔ)償，這也是為什么阿蘇衛(wèi)附近中高檔小區(qū)居民反對垃圾焚燒廠如此決絕的重要原因。

由圖15可知，隨著流量的增大，泵的揚(yáng)程降低，效率增加至設(shè)計(jì)流量工況附近隨即下降.整個(gè)運(yùn)行工況下，仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果趨勢相似，當(dāng)運(yùn)行在中間流量工況0.7時(shí)，揚(yáng)程和效率的誤差最大(3.6%、4.8%)，但均小于5%，符合精度要求.因此，所采用的非定常仿真方法能夠?qū)崿F(xiàn)該型高速燃油離心泵的流場仿真.值得注意的是，為了更好地驗(yàn)證所采用的仿真方法對泵在不同汽液比下的仿真有效性，需增加進(jìn)口壓力變化下的試驗(yàn)驗(yàn)證，可后續(xù)開展進(jìn)一步的相關(guān)試驗(yàn)研究.

5 結(jié)論

以某型高速燃油離心泵為對象，基于CFD仿真技術(shù)對其在汽液比變化下的非定常特性進(jìn)行了仿真分析，主要分析了設(shè)計(jì)流量和小流量工況下的非定常流動特點(diǎn)和壓力脈動時(shí)頻特性，主要結(jié)論如下.

(1) 驗(yàn)證了仿真方法的有效性，將非定常仿真預(yù)測結(jié)果及性能試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比，揚(yáng)程和效率的最大誤差分別為3.6%、4.8%，均小于5%，采用的仿真方法有效.

(2) 在燃油飽和狀態(tài)下，葉輪流道內(nèi)的流動相對平穩(wěn)，存在一定的非定常流動，如進(jìn)口出現(xiàn)了小范圍的低壓區(qū)，出口出現(xiàn)了小范圍的尾跡流動，但其性能仍在正常范圍內(nèi).

2.1 被調(diào)查對象的基本情況 989名孕婦年齡22～41歲，平均年齡(27.48±0.46)歲，其中22～29歲701名占70.88%，30～41歲288名占29.12%；孕周12～39周；文化程度為大專及以下學(xué)歷393名(低學(xué)歷組)占39.74%，本科及以上學(xué)歷596名(高學(xué)歷組)占60.26%；601名為城市戶口占60.77%，388名為農(nóng)村戶口占39.23%。

(3) 隨著汽液比增加，葉輪進(jìn)口出現(xiàn)了嚴(yán)重的真空區(qū)，且面積隨之?dāng)U大.同時(shí)，葉輪出口的增壓效果受到了影響，壓力幅值下降且出現(xiàn)了不同程度的尾跡流動.小流量工況下，汽液比變化對葉輪進(jìn)口流動的影響更為嚴(yán)重，葉輪流道幾乎被氣體嚴(yán)重堵塞.

(4) 隨著汽液比增加，設(shè)計(jì)流量工況下，葉輪進(jìn)口產(chǎn)生的微小壓力幅值主頻基本上為轉(zhuǎn)頻，而小流量工況下，幅值主頻受到了干涉影響，出現(xiàn)了其他倍頻.葉輪出口的壓力幅值主頻幾乎不受汽液比變化的影響，仍為轉(zhuǎn)頻.

本文介紹的仿真分析方法雖然針對某型航空高速燃油離心泵，但也可以推廣至各類型離心泵的非定常分析中，具有一定的通用性.后續(xù)，可深入研究不同轉(zhuǎn)軸部件間隙、葉片數(shù)及其他結(jié)構(gòu)參數(shù)對葉輪內(nèi)非定常流動結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律.

該工法工藝簡單，與其他形式的基礎(chǔ)相比沒有增加復(fù)雜的操作工序，施工速度顯著提高；且這種基礎(chǔ)形式傳力簡單明確，施工材料來源穩(wěn)定，費(fèi)用較低，施工快捷方便。