角式调节阀流向对流量特性的影响及分析

以角式调节阀为研究对象,应用计算流体力学软件FLUENT对其内部流场进行了三维数值模拟,得到了流量特性曲线及流道内的速度场、压力场分布．通过不同流向和开度的对比分析,表明此类阀门在大开度时流闭型可显著提高流量系数．     

基于污水V型调节球阀流阻特性分析

应用CFD数值分析方法对调节阀内部流体流动特性进行分析,以标准k-ε模型为依据,对V型调节球阀在不同开度和压差下的流场进行模拟分析.对比分析了牛顿流体和非牛顿流体在调节阀不同压差和不同开度下的流阻系数和调节阀流阻特性.并绘制不同开度、压差下流阻系数的线形图.结果表明:随着压差变化流阻系数变化不明显,随着开度的增大流阻系数逐渐减小.     

基于CFD的调节阀流场数值模拟与实验研究

为了对某国产调节阀进行优化设计,利用CFD方法对其内部三维流场进行数值模拟,根据模拟结果分析了不同开度下调节阀内流场流动特性,得到了速度和压力的可视化结果,计算了不同开度下调节阀流阻系数与流量系数,绘制了调节阀流量特性曲线,最后将模拟结果与实验结果进行对比。结果表明:随着调节阀开度的增大,流量增大,流阻减小,流量系数增大。数值模拟与实验分析结果吻合程度良好,进一步验证了数值模拟的可靠性,为后续对阀芯的优化设计提供依据。     

基于Particle模型固液两相流球阀流场的数值模拟

基于Particle模型和非均相模型,运用流场分析软件ANSYS-CFX对不同开度球阀内固液两相流流场进行数值模拟,液相采用标准的k-ε湍流模型,固体相颗粒设置为离散流体,采用离散相零方程模型。分析并得出了球阀中截面上固体颗粒浓度分布、固体颗粒表面速度、固体颗粒的速度流线图以及阀门内的压力分布,结果表明:进口段与阀芯的交界面处固体颗粒浓度较大,随着阀门开度的减小,交界面处的颗粒浓度变大;连通区域内,从阀芯进口部位到出口部位,表面速度基本上依次减小;阀门进口段流动较为平顺,基本无漩涡存在,在阀芯内形成漩涡,阀门出口段漩涡最为严重;在阀门的进口段内压力最大,阀芯内次之,出口段压力最低,并且局部出现负压。     

纯水液压锥阀中二级节流的抗气蚀性能研究

为了研究二级节流结构在水压锥阀中的抗气蚀特性,首先从理论上进行分析,然后通过CFD软件,对不同锥角二级节流锥阀的三维流道进行气穴流场的数值模拟计算。通过仿真计算,得到相应的压力分布云图和气体体积百分比分布。分析压力分布对气体体积数的影响,并将结果与一级节流进行对比分析,采用二级节流使得节流口进出口压降减小,经过阀口的最低压力升高,气体体积百分数明显降低;在开度为0.4mm、阀芯半锥角为30°时,没有产生气泡,直接抑制气蚀的产生。因此,二级节流结构能够有效地减轻水压锥阀的气蚀现象。     

一种基于负载敏感原理的比例多路阀阀芯CFD仿真分析

以某种分片式负载敏感型比例多路阀的主阀阀芯为研究对象,通过对全周开口滑阀阀口面积的计算,采用流体动力学(CFD)方法对三维流场进行仿真,分析了在不同开度下阀口处的压力流量特性。研究表明:在阀口开度较小的情况下,液动力会使阀口趋于开大;在阀口开度逐渐增大的情况下,流体速度增大并且向阀芯轴线方向偏移。该分析可为后续多路阀稳定性的研究提供依据。     

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。     

粮食颗粒密相输送的数值模拟与分析

本文对粮食颗粒密相输送系统进行合理的结构简化,通过Gambit软件建立几何模型并划分网格。以小麦颗粒为研究对象,基于Fluent对物料的运动特性和流场进行模拟分析,最终得出不同风速下输送管道内部粮食颗粒的压力及速度变化趋势。     

不同来流条件下高超声速进气道/隔离段的 数值模拟

进气道/隔离段装置是超音速冲压发动机的关键部件.采用有限体积法、隐式的二阶迎风格式和S-A湍流模型,对不同来流情况下的进气道/隔离段进行了二维流场数值模拟仿真,得到了在不同马赫数以及不稳定气流下两级圆锥压缩进气道/隔离段的流场及其工作范围,分析了不稳定来流对进气道/隔离段的影响及改进方法.仿真结果表明增加隔离段长度能够隔离非均匀气流对发动机内部的影响,两级圆锥压缩的进气道和隔离段对不稳定来流有一定的抗扰能力.     

基于FLUENT的双蜗壳离心泵径向力数值分析

利用CFD软件Fluent对HD型石油化工流程泵的不同工况作流场计算.采用雷诺时均方程和标准κ-ε湍流模型,压力和速度耦合采用SIMPLEC算法,对双蜗壳离心泵内部流场进行模拟,分析了双蜗壳泵静压力和速度场的分布规律,并对径向力进行了计算分析.通过模拟计算发现,数值模拟计算外特性曲线与试验曲线趋势一致,两者相对误差小于10%,说明应用数值计算结果建立的离心泵径向力计算模型具有一定的准确性.利用离心泵径向力的数学计算模型,得出各个工况下叶轮所受的径向力的大小和方向.结果表明,双蜗壳结构泵能有效地减小径向力,在设计点运行时径向力最小且不为0,偏离设计工况下径向力逐渐增大,但不同工况下径向力的变化不大,验证了双蜗壳能有效地平衡径向力.     

轴流式止回阀启闭阀瓣受力及运动状态分析

针对阀门启闭过程中阀瓣持续运动,传统的静态模拟无法对瞬时变化计算区域进行分析的问题,采用动网格及自定义函数技术,对轴流式止回阀开启和关闭过程进行非定常的二维数值模拟,得到了阀门开启过程不同时刻速度场分布图、液动力曲线图以及关闭过程阀瓣运动速度曲线图.结果表明:止回阀的开启过程是一个反复震荡最终达到平衡位置的过程,阀瓣受力极不平衡容易产生振动.通过模拟不同弹簧力作用下止回阀的启闭过程,得到了不同刚度系数下阀门启闭所需时间以及关闭时阀瓣的速度,总结了弹簧刚度系数对阀门动态特性的影响.研究结果为止回阀的设计和动态数值模拟提供了一定的参考.     

锥阀稳态液动力及阀芯表面压力分布数值模拟

基于Fluent流场仿真软件,对锥阀外流和内流情况下阀芯所受稳态液动力及阀芯表面压力分布进行了数值模拟和分析。结果表明,稳态液动力随着阀口压差的增大而增加;当阀口压差大于2.5MPa时,阀芯表面出现负压,阀口处发生气蚀;当阀口开度为1mm时,稳态液动力最大;在其他条件相同的情况下,锥阀内流时的液动力小于锥阀外流时的液动力。     

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。     

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。     

固相体积分数对螺旋离心泵内流场的影响

以某螺旋离心泵为研究对象,分析了在介质为固液两相时,初始固相体积分数沿内流场的分布变化规律和对螺旋离心泵内流场的影响.选用固液两相含沙水为介质,应用计算流体动力学软件Fluent,建立相对坐标系下的时均连续方程及Navier-Stocks方程进行数值模拟,得到螺旋离心泵内流场压力分布以及颗粒浓度分布.结果表明:螺旋离心泵内压力分布受介质固相体积分数的影响明显,而且影响到泵的扬程,体积分数过大会造成螺旋离心泵性能下降;体积分数过小,不能使螺旋离心泵在输送两相流时优势充分发挥,存在最优体积分数50%,使该泵在额定流量下扬程最高.     

蜡式温控阀控温机理及内部流动分析

为了研究新型蜡式温控阀控温机理及内部流动特性,对其感温包感温原理进行了理论分析及实验研究,并对其内流场采用N-S方程和标准κ-ε湍流模型进行数值计算.结果表明:在相变过程中,流体温度与导杆行程的关系曲线呈"S"型,此阀感温蜡的理想工作区间为35~55℃.随着入口速度的增大,入口处的压力也呈逐渐增大的趋势;小速度与大速度总温度总体分布趋势基本相同,不同的入口速度情况下,阀出口温度基本不变化或者变化趋势不明显,即温控阀入口速度并不是影响其控温的关键因素.