负压诱导油水加速分离过程分析

为改善油水分离的效果,利用泵吸产生的负压将含油污水吸人曲板组成的流道内,使油滴在曲面的导流作用下进入分离空间并获得向上的运动速度.对此油水分离过程中油滴浮升的动力学模型进行了分析.结果表明,油滴在具有向上初始运动速度后,浮升速度会增加,并且油滴的粒径越大,加速分离的效果越明显.     

负压诱导油水加速分离过程分析

为改善油水分离的效果，利用泵吸产生的负压将含油污水吸入曲板组成的流道内，使油滴在曲面的导流作用下进入分离空间并获得向上的运动速度。对此油水分离过程中油滴浮升的动力学模型进行了分析。结果表明，油滴在具有向上初始运动速度后，浮升速度会增加，并且油滴的粒径越大，加速分离的效果越明显。     

斜进口流道滑阀稳态液动力的仿真与分析

采用斜进口流道,即进口流道轴线与阀芯轴线不垂直,对进口处的液流进行导流以提高进口处液流沿阀芯轴向方向的动量,从而达到减小滑阀液动力的目的.同时采用Fluent对进口流道轴线与阀芯轴线夹角不同的滑阀内部流场进行三维仿真分析,得到夹角不同的滑阀液动力变化特征和流量系数变化特征.对仿真结果进行分析,确定最优夹角为60°.     

代数阿基米德螺旋涡旋型线的研究

利用微分几何共轭曲面和法向等距曲线理论,证明了代数阿基米德螺旋线作为涡旋压缩机型线的可行性,并分析讨论了代数阿基米德螺旋型线的基本特点,为变截面涡旋压缩机的设计提供了一种新的方法,同时表明代数阿基米德螺旋型线的结构及受力均优于圆的渐开线,有较好的应用前景。     

注射成型螺旋模具中熔体流动比

对聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）2种塑料在阿基米德螺旋线与方形螺旋线流动性测试模具中的流动性能进行研究,分析塑料流动比与型腔轮廓特征的关系;引入修正系数β,对流动比校核公式进行修正。研究结果表明：在阿基米德螺旋线模具中,PP在注射压力为150～160MPa时取得最大流动比485,PE在注射压力为160-170MPa时取得最大流动比419;在方形螺旋线模具中,PP在注射压力为100,120和150MPa,PE在注射压力为130和140MPa时流动比及所对应的注射速率出现波动,且流动性好的熔体波动更为严重;PP在阿基米德螺旋线模具中的流动比均值较其在方形螺旋线模具中大6％,而PE大4％;在阿基米德螺旋线模具中流动比均值PP比PE的流动比均值大19％,而在方形螺旋线模具中PP的流动比均值比PE的大15％;流动性好的熔体受模具型腔轮廓特征影响大。因此,实际生产中应充分考虑型腔轮廓特征对熔体流动比的影响,当模具型腔轮廓特征复杂时,宜采用较大的注射压力及注射速率。     

压气机扇形叶栅出口流场周向均匀性影响因素

采用数值模拟方法,研究扇形周向角度、导流板结构形式以及低能流体抽吸对扇形叶栅试验件出口流场周向均匀性和可测量流道数量的影响.在考虑实验室风洞流量条件的基础上,通过对比分析导叶、静叶出口马赫数和气流角的周向分布,确定具有最佳周期性的扇形叶栅设计方案为具有110°扇形周向角、斜导流板且无抽吸的设计方案.研究结果表明,在亚声速来流条件下,增加流道数量(扇形角度)有助于提高扇形叶栅周期性;导流板采用斜导流板形式且无抽吸方案,可以获得具有较好周期性的试验件流场,可测流道数可以增加到5个.     

壁面粗糙度对直升机粒子分离器性能影响的数值研究

采用计算流体力学方法,通过不同壁面粗糙度布置,对直升机粒子分离器无叶片三维流道进行详细的模拟分析。结果表明:壁面粗糙的变化对分离效率影响较小,但会导致流道总压损失的增大。靠近流道出口壁面对流道损失的影响要比靠近进口处大,其中对主流道总压损失影响最严重的是主流道的外壁面。不同的粗糙度分布,对流场的影响也不一样;而且壁面的粗糙度对近壁面流场有影响,还会通过累积影响到远离壁面的流场。     

仰角式油水分离器流场的数值模拟

仰角式油水分离器是一种新型、高效的重力式油水分离设备,为了深入了解其分离机理和内部流场分布,利用Fluent 12.0数值模拟计算软件,基于多相流欧拉分析方法,结合Realizable k–ε双方程湍流模型对油水两相在分离器内的分离过程进行了数值模拟。结果表明:所选用的数值模拟方法能够较为真实地反映分离器的分离特性和内部流场分布,与传统卧式分离器相比较,仰角式油水分离器内堰板处的"死油区"和"死水区"明显减小,油水分离效率更高,当仰角为12时,油水分离效率达到了最高值90.48%,提高了29.26%;仰角式分离器的结构简单,但内部流场分布较为复杂,入口分液管处的速度分布不均匀,存在不同程度的旋流,易造成油水两相在分界面处的掺混;分液管处的结构有待于进一步地改进。     

质子交换膜燃料电池双极板流场分析

质子交换膜燃料电池双极板的流道设计影响反应气体的分布均匀性及流道阻力,进而影响燃料电池性能。通过CFD技术对四种常见的流道设计,包括平行流道、网格流道、蛇形流道、螺旋流道,进行流场分析,比较不同流道设计的双极板的传质面积、气体分布均匀性及流道阻力。在不考虑加工复杂度的前提下,双极板为单流道时采用网格流道性能较佳,多流道时采用螺旋流道性能较佳。     

油气分离器分离特性的数值模拟

为了分析油气分离器在极端工况下(-20℃,0.2 MPa)的分离特性,通过数值模拟研究了筒体长度、出口管径、导流叶片上端与进口的距离以及旋流管件附件设置等参数对分离效果的影响,结果表明:筒体过长时,分离器下方旋流被显著削弱,筒体长度为950 mm时分离效果最佳;出口的管径过小或管内设有螺旋叶片将增大压降,出口气流流速增大导致逃逸的液滴也增多,出口管直径为60 mm时分离效果最佳;导流叶片上端位于进口中心线下方且与之距离等于进口直径时分离效果良好。通过数值模拟分析油气分离器的结构参数与部件设置对分离性能的影响,为开发高效油气分离器提供一定参考。     

环形压气机叶栅内部严重分离流动的实验研究

流动分离是关系到叶轮机械运行安全性和经济性的重要流动现象。为了进一步揭示这一复杂流动现象的特性和物理模型,该文应用激光Ｄｏｐｐｌｅｒ测速仪和七孔气动探针对一环形压气机叶栅在大攻角下的流道内部和流道出口的流场进行了实验研究。得到了流动严重分离情况下的流场速度、湍流度、湍流应力、总压损失及静压等重要流场参数的分布和分离区的形态。实验结果揭示： 在分离流动中粘性分离和惯性分离并存; 分离后的流场呈现出主流、剪切流和分离涡流三区共存的特征,其中速度剪切层对叶栅特性产生显著影响; 在分离边界附近,流动参数变化剧烈,可作为判定分离边界的依据。     

基于Pro/Engineer的双流道式叶轮三维实体造型

针对双流道式污水泵叶轮传统设计方法存在的不足,提出利用Pro/Engineer软件对该类型泵叶轮进行三维实体造型设计的一种方法.在该设计方法中,采用阿基米德螺旋线为流道中线,在造型过程中编入程序生成流道中线,并对原木模图和流道面积变化规律进行修正,实现对双流道式污水泵叶轮的三维设计.给出设计方法和过程,通过数值模拟与清水条件下用该方法设计出的泵的实测结果对比,表明该三维造型方法设计出的叶轮结构合理,但在输送多相流介质时的效果上还有待于进一步实验验证.     

连续螺旋旋风除尘器的结构特点分析

根据旋风除尘器内的流场及结构分析，设计出一种采用阿基米得螺旋线结构的连续螺旋旋风除尘器，对其结构特点进行了分析。该除尘器具有结构简单、体积小、低阻和高效的特性。     

U型管油水分离特性及影响研究

目前T型管式分离技术分离效率较低,为提高油水分离效率,提出一种U型管式分离结构.为验证新型管式分离结构的性能,利用Fluent定量研究了外部参数对U型管油水分离装置内部流场的变化规律,主要研究因素包括入口速度、入口含油率、旋转半径、油滴粒径等参数对U型管分离效率的影响.主要得出如下结论:混合物入口速度对分离效率影响较大,随着入口速度的增大,油水分离率分离率减小;油水分离率随着U型管旋转半径增大而增大,但当旋转半径超过0.6 m时,分离效率不再显著增加;油水分离率随着油滴粒径的增大而逐渐提高.研究结论为油水分离U型管设计提供了参考.     

流道进口大小对风机流场及换热器的影响研究

针对设置有低温换热装置和轴流风机的矩形流道,为了合理匹配风机与矩形流道的特性,保证流道内高效地换热,文章采用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术研究了轴流风机出口流场随流道进口宽度的变化规律,并对流道内换热器的整体换热量进行了计算。实验结果表明:随着流道宽度的增加、流道阻力的减小,风机出口流场由径向向轴向转变,转变过程极短,但流场状态基本保持不变,在叶顶对应的主流和中心回流之间均存在涡流,随着向下游的发展迅速耗散;在受限进风条件下,风机前后大压差阻碍气流的轴向运动,叶片周向作用力为气流提供周向速度,当形成的离心力大于叶片的径向力时,将改变风机出口气流的流向;蒸发器的换热量并不随进口宽度的增加而线性变化,但气流流动阻力的减小加强了与蒸发器的热交换,导致换热量总体增大。     

用PIV进行静电旋风除尘器流场的测定

研究静电旋风除尘器内的流场。采用ＰＩＶ（粒子图像速度场仪）对不同进口流速、不同截面位置的流场进行了测定。试验结果表明,在静电旋风除尘器的捕集空间内,径向速度值很小,切向速度沿轴向及径向的变化很大。应用ＰＩＶ测定流场具有流场完全无干扰,一次能够测量整个视场等优点。     

燃气轮机双燃料喷嘴燃油内流场特性仿真分析

作为燃气轮机中的重要部件,喷嘴内部结构直接决定了燃油燃烧和动力输出效率,设计喷嘴结构并开展喷嘴中内流场特性仿真分析成为新型燃气轮机开发的研究重点。使用Solidworks软件对双燃料喷嘴结构进行设计,并对其燃油流道进行数值模拟。利用Fluent软件先对喷嘴燃油的整体内流场进行数值k-epsilon模拟,再使用流体容积法（VOF）方法对喷嘴燃油的核心流道进行数值模拟,研究喷嘴燃油流道的特性。结果显示燃油流道的质量流量、进口流速和核心流道进口流速随着进口压力的增大而增大;雾化锥角会随着进口压力的增加而增大,且当进口压力超过0.5 MPa时,雾化锥角最终会稳定在110°左右;同时结合相关实验数据与仿真数据进行对比。本文的仿真研究为燃气轮机喷嘴的结构改进提供了依据。     

趣味螺旋

数学中有各式各样富含诗意的曲线,螺旋线就是其中比较特别的一类。螺旋线这个名词来源于希腊文,它的原意是“旋卷”或“缠卷”。例如,平面螺旋线便是以一个固定点开始向外逐圈旋绕而形成的曲线。在2000多年以前,古希腊数学家阿基米德就对螺旋线进行了研究。著名数学家笛卡尔于1638年首先描述了对数螺旋线,并且列出了螺旋线的解析式。这种螺旋线有很     

等重叠率螺旋线的非球面抛光轨迹规划

为改善抛光轨迹以获得更好的加工精度,分析了轨迹在非球面上所产生的去除区域的覆盖情况,并提出了一种等重叠率螺旋线抛光轨迹规划方法。基于赫兹接触理论的去除区域的覆盖情况分析表明,常用的阿基米德螺旋线由于弹性接触变化和投影行距变化导致轨迹间去除区域接触变化,从而不能保证加工精度均匀一致,为此引入了重叠率的概念以量化分析该变化情况。提出的轨迹规划方法分析了重叠率的变化特点,并依据螺旋线的性质建立了螺旋线行距与非球面面形的变化关系,保证了轨迹间去除区域的稳定接触。仿真结果表明,在非球面抛光过程中应用等重叠率螺旋线轨迹,重叠率变化范围从阿基米德螺旋线轨迹的56.1%~26.2%缩小到现在方法的56.1%~55.3%,为非球面抛光的均匀性和一致性奠定了基础。     

高负荷跨声速压气机流场结构分析

为研究某压气机内部流场结构,采用全流道非定常数值模拟方法,对跨声速压气机最高效率点和近失速点流场进行求解,重点分析近失速工况下压气机内部流场结构.研究表明:在近失速工况下,动叶槽道激波前推与前缘脱体激波融合为一道激波,强度增强;动叶20%叶高处激波前推最为严重,引起动叶吸力面附面层严重分离;静叶根部受上游动叶尾迹影响形成大范围的分离区,并有空间环涡结构形成.