快堆二回路钠泵空化性能预测与分析

快堆二回路钠泵的空化性能是影响四代核电安全运行的关键因素。为确定不同工况下,预测快堆二回路钠泵空化性能更准确的空化模型,并为其空化性能的提升提供重要参考,采用RNGk-ε湍流模型及Zwart-Gerber-Belamri和SchnerrSauer空化模型,对0.3qd~1.2qd流量范围内的5个工况点进行非定常数值计算,分析不同工况下更准确的空化模型对应的内流场。结果表明:扬程突降前,设计工况和大流量工况,扬程计算值大于试验值,小流量工况相反,设计工况误差最小。随着流量增大,临界空化余量先减小后增大;扬程与临界空化余量的预测值:设计工况附近,SchnerrSauer空化模型更接近试验值,远离设计工况时,Zwart-Gerber-Belamri空化模型更接近试验值。空化域越靠近叶轮出口,对流场参数影响越大;空化发生在叶片工作面,扩散速度比发生在背面大的多;流量越大,空化对流场参数的影响越大。     

叶片进口几何参数对离心泵磨损规律的影响

基于Mixture多项流模型和标注k-ε湍流模型,壁面处设置成无滑移壁面条件,运用Fluent软件对某双吸离心泵的全流道进行固液两相流的数值模拟。分析了离心泵进口处的固体颗粒的体积分数、固体颗粒的直径对离心泵叶片进口磨损的影响,并且在原叶轮的基础上对叶轮进行改进。研究表明,在一定范围内,减小叶轮中间流线处进口安放角可以改善叶轮的抗磨损性能,并且改变叶轮进口安放角对离心泵的扬程、效率的影响不大;叶片进口工作面的磨损量大于相同位置叶片背面处的磨损量,且叶片进口的磨损量从前盖板至后盖板呈递减趋势;随着颗粒直径的增加,叶片进口工作面的磨损加剧而叶片进口背面处的磨损减轻。     

含沙水流对离心泵叶片局部磨损破坏的数值分析

为了研究离心泵叶片出现局部磨损破坏现象的原因,以甘肃景电二期所用的1200S56双吸离心泵为研究对象,基于Navier-Stokes方程和标准的k-ε湍流模型,利用Fluent软件对双吸离心泵固液两相流动进行数值模拟,通过对比清水工况下的实验和数值模拟结果,发现泵的扬程和效率误差均在3%以内,验证了数值模拟的可行性与准确性。通过分析在输送不同流体(清水和含沙水)时泵的内部流场发现:离心泵在不同工况运行时,回流出现在叶片的位置不同。大流量工况的会留位置与叶轮实际磨损位置一致。回流引起的磨损是导致离心泵叶片入口位置穿孔破坏的主要原因。     

回流孔面积大小对自吸泵性能影响的研究

为了研究自吸泵回流孔面积对自吸泵性能的影响,以ZX80-65型外混式自吸泵为研究对象,设计5种不同回流孔面积方案,通过计算流体力学的分析方法对自吸泵内部流动进行数值模拟,对其回流孔两侧压差、回流孔回流量及外特性曲线进行分析。研究结果表明,回流孔的存在对泵正常工作时的流动特性影响较大。在自吸阶段,适当增大回流孔的面积,可增大蜗壳回流量,在不改变泵基本性能的前提下有助于提升泵的自吸性能。在大流量工况下,增大回流孔的面积导致泄漏量增加,从而增大了泵的容积损失,导致自吸泵效率下降。在额定工况下,回流孔面积越大,回流孔两侧压差越趋近于0,其泄漏损失越小。对于特定的自吸泵,存在一个最佳的回流孔开孔位置。     

基于分形理论的磨粒磨损预测模型

为了求解在粗糙表面上磨粒磨损的磨损率,在分形接触模型的基础上,利用塑性变形磨损理论推导了基于分形参数的磨损率模型,并建立了磨损率与分形维数、材料性能常数、磨屑概率之间的关系,从而反映出材料的磨损规律。从分析结果可以看出,当分形维数处在某一区间内时,随着分形维数的变化,磨损率先减小后增大;最优分形维数为1.5,此时磨损率最小。当分形维数保持不变时,随着尺度常数、概率常数的增大磨损率也随之增大;而随着材料性能常数的增大磨损率减小。当其他各参数都保持恒定时,接触面积越大磨损率也变大。该模型的建立为进一步研究粗糙表面的摩擦、磨损与润滑具有重要意义。     

强降雨条件下堆积层滑坡入渗规律及稳定性分析

降雨入渗对堆积层边坡稳定性具有重要的影响。以某地区堆积层边坡为例,采用有限元软件Geo-Studio进行数值模拟,重点研究了强降雨条件下不同工况时的边坡降雨入渗规律及其稳定性。结果表明:随着降雨持续时间增长,导致暂态饱和区的范围也在逐步增大,降雨从坡面向下渗,随着暂态饱和区的出现土体内孔隙水压力增大,进而使得其有效应力减小并弱化边坡的抗剪强度,最终对边坡整体稳定性产生不利影响;孔隙水压力随降雨持续时间的增长而增大,且降雨强度越大,土体到达饱和状态用时越短;针对堆积层边坡,降雨对坡脚影响最大,其次是坡顶,最小的是坡体中部;随着降雨持续时间的增大,边坡稳定系数逐渐减小,且相同降雨时长时,降雨强度越大,其稳定系数越小。     

混流式水泵水轮机驼峰区非定常内流动特性研究

为了研究混流式水泵水轮机在泵工况下驼峰区内的流场信息,以某抽水蓄能电站模型水泵水轮机为研究对象,对模型机组进行了全流道非定常数值计算。结合试验数据,分析了泵工况下驼峰区内流道内不同位置处的流态特征,讨论了流量变化对驼峰区内流动特性的影响。结果表明:当机组进入驼峰区时,流量减小,介质的轴面速度变小,冲角增大,这时流体射向叶片的背面,在工作面上出现流动分离、旋涡现象。双列叶栅处部分固定导叶和活动导叶压力面及吸力面逐渐被低速区流体包围,这些低速流体形成旋涡,阻塞了流道,能量损失变大,导致水力效率降低。这些因素是驼峰区形成的主要原因。     

基于FLUENT的三叶圆弧转子泵流场及流量脉动的研究

以三叶圆弧转子泵为研究对象,分析了泵的内部流场及其输送不同粘度介质时的出口流量脉动特性。在已知转子型线方程的基础上运用UG和ICEM建立仿真模型,运用FLUENT进行流场的动态仿真,最终得到速度、压力分布以及流量变化规律。结果表明:泵内大部分区域流速较低,速度变化梯度不大,间隙处存在剧烈的回流且流速较高;泵内静压呈块状分布,入口部分存在负压,最低压力位于两转子最小间隙处并分别向进出口增大,间隙处的动压与静压分布相反,由最小间隙处向进出口方向减小;转子泵的流量脉动频率与转子的叶数及泵的转速有关,与介质粘度无关,流量不均匀系数会因介质粘度的增加而有所改善。     

蜗壳进口宽度对离心泵性能影响的分析

通过改变蜗壳的进口宽度,对蜗壳与叶轮的匹配关系进行了数值研究．在保证蜗壳断面面积不变的前提下,重新设计了两个进口宽度与原型泵互不相同的蜗壳,分别与原型泵叶轮组合作为研究所用的模型．利用FLUENT软件对离心泵内部流动进行了三维定常和非定常数值模拟．计算结果表明：泵的效率和扬程均随蜗壳进口宽度的增加而降低;随着蜗壳进口宽度的增大,蜗壳扩散段内的低速区域扩大,进口处的速度值减小;速度分布越向壁面分散,漩涡的范围越大．     

三冲量控制蒸汽锅炉变频调速自动上水系统

传统的锅炉水位控制系统中,给水泵是连续恒速运行的,并且流量的控制是通过调节给水管道中调节阀和回流支路实现的.这两种调节方法都存在明显的缺陷;采用调节阀调节时,由于阀门开度的减小,水泵出口压力上升,阀门两侧的压力将增加.当增加到很大时,不但会造成水泵能量的浪费,而且使得水泵的振动和磨损加大,进而寿命缩短;采用回流支路调节时,大量水的回流也同样造成能量的消耗.因此,由单片控制变频器调节给水泵转速实现给水流量控制的方法.     

湍流强度对水平轴风力机气动性能的影响

为了研究水平轴风力机气动性能随湍流强度的影响,基于CFD软件对不同来流风速工况下的33kW水平轴风力机风轮模型进行三维数值模拟,对比分析风力机在湍流强度I为0.1%、14%、25%时的气动性能。结果表明:随着来流湍流强度的增加,水平轴风力机叶片表面压差会有一定程度的减小,从而导致风力机风轮转矩减小,风力机风能利用效率明显降低。     

三冲量控制蒸汽锅炉变频调速自动上水系统

传统的锅炉水位控制系统中，给水泵是连续恒速运行的，并且流量的控制是通过调节给水管道中调节阀和回流支路实现的。这两种调节方法都存在明显的缺陷；采用调节阀调节时，由于阀门开度的减小，水泵出口压力上升，阀门两侧的压力将增加。当增加到很大时，不但会造成水泵能量的浪费，而且使得水泵的振动和磨损加大，进而寿命缩短；采用回流支路调节时，大量水的回流也同样造成能量的消耗。因此，由单片控制变频器调节给水泵转速实现给水流量控制的方法。     

切线泵全三维湍流数值模拟

借助ANSYS12.0软件,选择标准κ-ε模型和标准壁面函数对双级切线泵在设计工况进行了三维湍流数值模拟,分析了叶轮、蜗壳内流体的流动规律,指出切线泵相邻叶片之间存在明显的强制涡,直叶片进口处存在明显的冲击损失。蜗壳内流动在隔舌处存在明显的速度变化,产生很大的冲击损失,是引起震动和噪声的主要因素。     

带高位厚板转换层混凝土框筒结构地震弹塑性反应分析

研究带高位厚板转换层钢筋混凝土框架核心筒结构的弹塑性地震反应.通过非线性动力时程分析,探讨地震强度水平、转换层层位、转换板厚度、下部结构刚度和楼层屈服承载力对层间位移和楼层剪力等结构弹塑性反应的影响.结果表明:层间位移和楼层剪力随地震强度增大而增大,地震强度越大影响越显著;随转换层层位提高,层间位移增大;转换板厚度增加对转换层下部结构的抗震不利;转换层下部核心筒剪力墙厚度和框支柱截面增大,均会减小结构的层间位移,但下部楼层剪力增大;楼层屈服承载力是影响结构位移反应的重要因素.     

润滑剂用磁流体的磁流变学性能研究

由道森-希金森最小油膜公式可知,润滑剂用磁流体的摩擦磨损与磁流体的粘度有关.设计了一种测量磁流体粘度的流变仪来研究其变化.从实验结果可知,磁流体粘度随外磁场增大而增大,变化范围为1~10倍,粘度增加与磁场施加之间大约有5 s的滞后;同一磁场作用时,随着时间的改变,粘度也随之增加;磁场强度越大,变化率也越大;载液、磁性粒子和耦合剂也同样会引起磁流体粘度的改变.上述因素影响到油膜厚度,在实际工况中可以通过控制磁流体的粘度来控制油膜厚度,从而控制其摩擦性能.     

黏性介质下泵反转作透平的换算关系

为了研究黏性介质下泵反转作透平的换算关系,选用5台不同比转速离心泵反转作透平,在5种不同的介质黏度下,对透平工况进行数值计算。为了验证数值计算的准确性,对离心泵反转作透平在清水介质下进行实验,实例表明数值模拟结果与实验结果吻合较好。通过引入以透平叶轮进口圆周速度为特征速度,进口半径为特征长度的叶轮雷诺数,得到某一比转速下泵作透平流量换算系数、压头/扬程换算系数随叶轮雷诺数变化的规律,以及流量换算系数、压头/扬程换算系数与叶轮雷诺数、比转速的关系。结果表明:对于同一比转速下泵反转作透平,流量、压头/扬程换算系数随叶轮雷诺数的增大而减小;随着黏度的增加,透平最优效率点向大流量工况偏移;基于泵和透平在最优效率点数据,采用拟合方式将流量、压头/扬程换算系数表示成仅与比转速、叶轮雷诺数有关的关系式。实例表明:在研究范围内,所得关系式可比较准确地计算任一比转速、任一黏度的流量、压头/扬程换算系数。     

纳米Ni颗粒的化学合成与表征

利用溶胶凝胶法制备前驱体,在惰性气氛中进行热处理,合成了立方结构的纳米Ni粉末,晶粒尺寸范围从15到110nm,分别用差热分析仪（TG-DTA）,X射线衍射仪（XRD）、振动样品磁强计（VSM）、透射电镜（TEM）等测试手段对样品的反应过程、形貌结构和磁学性质进行表征测试。结果表明,随着热处理温度的升高,纳米镍粉的晶粒尺寸会逐渐增大,并发现了晶格收缩现象,比饱和磁化强度（Ms）随着粒径的减小而减小;而矫顽力（Hc）在粒径尺寸大于单畴临界尺寸时随着粒径的减小而增大,当粒径尺寸减小到单畴临界尺寸以下时矫顽力（Hc）又逐渐减小。     

考虑沥青路面材料阻尼特性的动力学响应研究

针对沥青路面动力学响应问题,本文从动力学基本理论出发,阐述了有限元技术在动力学方程中的应用,并利用有限元技术考虑路面材料的阻尼特性构建数值模型,分析不同阻尼比工况下沥青路面的动力学响应规律,结合实例分析,得出如下结论:随着时间的增加,路表面中心点处的弯沉值前期逐渐增大,后期出现了减小的趋势;在前期,阻尼比越小,弯沉值增加越快,反之,阻尼比越大,弯沉值增加越慢;不同阻尼比,弯沉值到达波峰的时间不同,阻尼比小的先到达最大值;不同阻尼比,弯沉值的最大值不同,阻尼比小的弯沉最大值较大,为此,在进行路面设计时要充分考虑路面材料的阻尼特性。     

基于正交试验和层次分析法的散体材料堆实验研究

通过对散体材料堆竖向加载的正交试验,采用极差分析和层次分析法分析不同的堆积高度,粒径大小,及加栽速率下对散体材料堆抵抗竖向荷载破坏能力的影响．研究结果表明：堆积高度对抵抗力影响很大,粒径大小和加栽速率对抵抗力影响较小,抵抗力随堆积高度增大而减小,随粒径大小和加载速率增大而增大．     

颗粒密度对动静叶栅内流动特性的影响

基于大涡模拟方法和Mixture多相流模型,运用CFD软件对泵工况下动静叶栅内的固液两相非定常流场进行了数值计算,分析了不同颗粒密度下动静叶栅内固液两相流动特性及流道内涡结构的演化规律。结果表明,颗粒密度增加时,离心泵扬程和效率出现小范围的增加;动叶栅进口负压区面积逐渐增大,静叶栅出口处压力逐渐增大;叶轮流道内旋涡个数增多;叶轮进口固相体积分数增大,固体颗粒在叶轮进口聚集。动叶的强剪切和较大逆压梯度作用是动静叶栅内涡流产生和演化的主要因素。