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.     

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．     

介质流向对截止阀流场和流阻特性的影响

为探索介质流向对截止阀内部流场和流阻特性的影响,应用SOLIDWORKS软件建立截止阀的三维模型。使用Fluent软件中的有限元法和标准k-ε湍流模型,在不同开度的情况下,采用数值模拟分析的方法,研究不同介质流向下截止阀的流场和流阻特性,分析阀体内部的速度和压力分布规律。结果表明:在两种不同的流向下,阀门的流通能力相差较小;在小开度时,介质高进低出时能够减小阀门的压力损失,在流通高压介质的情况下,高进低出的流向能够极大的减小阀门的关闭力。流场的分析为截止阀的结构设计和优化提供参考。     

导叶式混流泵静态水阻分析

以某混流泵为研究对象,基于FLUENT软件,建立相对坐标系下的时均连续性方程及N—S方程,并采用RNGκ-ε模型、非结构四面体网格和SIMPLEC算法对该混流泵内部三维流动进行数值模拟,在分析网格无关性的基础上,得出流道内压力分布和速度分布规律,并得到在不同流量下,该混流泵总水阻和关键部位的水阻系数变化规律．研究发现,流量从800m3／h增大到1500m3／h时,其水阻系数基本保持不变,即对同一台泵,水阻系数只与泵几何参数有关,在不同工况下运行时,其水阻系数不变．     

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。     

横向压力作用下光子晶体光纤的偏振特性的研究

从理论上分析了横向压力作用在光子晶体光纤(PCF)上对偏振膜色散(PMD)和差分群时延(DGD)的影响,对不同横向压力作用下PMD与DGD分别进行数值模拟.模拟结果表明横向压力变化时DGD与PMD的数值均发生较大的变化.分别对光子晶体光纤的偏振膜色散与差分群时延随着压力变化的特性进行实验验证.实验证明,随着压力的增大,光子晶体光纤的DGD整体趋势增大:光子晶体光纤的偏振膜色散的数值随着压力的增大而成上升趋势,其变化规律符合理论分析结果.     

新型卧式组合分离器数值模拟及试验研究

采用CFD方法和PDPA测试系统对中石油西南分院设计研制的新型卧式组合分离器内部进行了气液两相流数值模拟和试验研究,并将模拟结果和试验结果进行了对比分析。结果表明,数值模拟计算所得到的分离器分离效率与试验值基本一致,表明CFD方法可以运用于该分离器优化设计。通过数值模拟研究发现,减小分离器长径比对分离器分离效率影响不大,但对其内部流态影响明显;在进口气液组份不变时,进口流量在70 m3·h-1以下为分离的高效区,超过70 m3·h-1之后,分离效率明显下降。     

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。     

对称Y型管管内充满度对管壁影响的数值模拟实验研究

借助有限元分析软件,在对称Y型分支输水管件中,以管内充满度对管壁的影响为研究对象进行了数值模拟实验研究。模拟了管内水气二相流状况和管壁形变状况,并对不同充满度下的模拟结果进行比较。计算结果表明,在管内流量一定的条件下,管内充满度为0.65左右时,管内水流对管壁影响较小。     

基于背压下的复合式调节阀空化现象数值模拟研究

针对工程实际中复合式调节阀内由压降造成的空化问题,利用CFD计算流体力学的方法和动网格技术,研究了不同出口背压与不同开度对空化强度的影响,并计算得到不同条件下的阀内气液两相分布、气含率和空化数曲线、初生空化数。分析结果表明:复合式调节阀窗口处的空化随开度减小而增大;当出口背压由0.4MPa增加到1.2MPa时,最大气含率由0.71降低到0.146;增加出口背压可有效的抑制和减弱空化,同时获得最佳背压为1.24 MPa。     

多塔高层建筑风荷载互扰效应研究

以鄂尔多斯国泰商务广场工程为背景,基于雷诺平均方法(RANS)和标准k-ε湍流模型,对多塔高层建筑周围的风场进行了数值模拟,得到不同风向角下建筑表面风载体型系数.然后,对串列与并列布置两种工况下的风场分布特性进行了分析,且阐明了塔楼之间风场的互扰机理.通过与风洞试验结果的对比表明数值模拟的结果能较准确地获取多塔高层建筑结构表面风压分布,为此类建筑结构的抗风设计提供一定依据.     

水泵水轮机同步启动过程内部流场分析

为了研究水泵水轮机水轮机工况同步启动过程中的瞬态流动特性和能量转换机理,基于FLUENT动网格模型对模型水泵水轮机同步启动过程进行了三维全流道数值模拟。根据模拟结果,重点分析了活动导叶、转轮内部流场结构的演变过程。结果表明:水轮机启动过程大体可分为两个阶段,第一阶段导叶开度较小时,从活动导叶出来的高压水流在活动导叶与转轮之间的区域沿活动导叶形成的内环面作圆周运动,转轮以较小的角加速度缓慢加速;第二阶段当导叶开度足够大时,高压水流开始直接作用在叶片上,并且高压区面积不断增大转轮转速急剧增大。     

圆管内CaCO_3污垢生长引起负热阻机理的数值分析

以实验研究结果为基础,采用数值模拟方法研究了圆管内CaCO_3结晶污垢生长不同时期,污垢对流场和温度场以及壁面传热特性的影响,得到了不同时期Nu/Nu_0随晶体大小的变化关系以及晶体生长过程中Nu/Nu_0随时间的变化关系。研究结果表明,圆管内CaCO_3污垢生长过程中存在负热阻阶段和正热阻阶段,负热阻阶段污垢对传热的阻碍作用小于因污垢存在而引起的扰流对传热的增强效果,即Nu/Nu_01,表现为负热阻;而正热阻阶段污垢对传热的阻碍作用大于因污垢存在而引起的扰流对传热的增强效果,即Nu/Nu_01,表现为正热阻。     

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。     

渐扩方通道中二次流及对流换热特性研究

运用数值模拟方法,对渐扩方通道内的对流换热特性以及二次流强度进行了研究.对Re数50～800,渐扩角1.5°～3.5°条件下渐扩管的传热和二次流特性进行了分析.结果表明:在沿主流方向的截面上,二次流强度在管壁中间区域处较强,而在方管的4个角上较弱;在一定的渐扩角下,周向平均Nu数随Re数增大而增大,二次流强度也随Re数增大而增大;在同一Re数下Nu数随渐扩角的增加而减小,而Se数随渐扩角的增大而增大.入口段的长度对渐扩段的换热情况有一定的影响,而出口段的长度对渐扩段的换热情况基本没有影响.     

圆柱型空泡清洗器空化性能与来流速度关系的研究

为了研究水下空泡清洗器在20m海深处产生的空化特性,对圆柱型水下空泡清洗器在不同来流速度下进行了数值模拟.模拟了空泡清洗器中水流喷射速度为20、40和60m/s共三个工况.得到了不同水流喷射速度下圆柱型空泡清洗器中压力云图和水蒸气体积分数分布图,分析了不同水流喷射速度对空化特性的影响.     

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.     

时序效应对导叶式离心泵水力特性与流致噪声的影响

为研究导叶相对蜗壳隔舌的时序效应对导叶式离心泵水力特性及流致噪声的影响,以某型号导叶式离心泵为研究对象,通过试验验证数值模拟的可靠性,分析设计工况下导叶不同时序位置(C_L)时离心泵的水力特性和声场特性。结果表明:随着C_L增大,泵的扬程时均系数、效率时均系数和总声压级系数均呈现先增大后减小的高斯分布规律。C_L=0.267为导叶相对最优时序位置,此时泵的扬程和效率达到相对较高,而噪声处于相对较低水平。时序效应对泵内蜗壳隔舌附近流体流动造成影响,导致泵水力性能的改变。在泵的流致噪声中,叶轮诱导噪声为泵噪声主要来源,其声压级值高于其他部件诱导噪声。泵中各部件的压力脉动与声压级在频域上均呈现明显的离散特性,在叶轮叶频及倍频处出现峰值。研究结果为离心泵中径向导叶相对位置的确定提供参考依据。     

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。     

离心泵内空蚀流动的数值模拟

为了研究离心泵内部的空蚀流动,将一种完整空化模型和混合流体两相流模型相结合,应用于离心泵全流道内定常空蚀流动的数值模拟.根据模拟的结果,分别预测了离心泵在大流量、设计流量和小流量情况下运行时,流道内空蚀发生的部位和程度,重点考察了流量的变化对离心泵空蚀性能的影响,为离心泵在特定工况下运行时空蚀性能预测提供了理论依据.