叶轮进口边位置对自吸泵性能的影响分析

为研究自吸泵叶轮气液混合能力对自吸性能的影响,在叶轮原模型基础上,设计了叶片不同进口边位置的5种模型方案.采用VOF多相流模型对不同方案全流域进行三维定常数值计算,研究对自吸性能的影响规律.针对350WFB-1200-50型外混式无密封自吸泵,初始条件设定进水S型弯管中含一定体积的空气段,出口处设置含气率监测点.结果表明:针对中高比转速叶轮,进口边沿后盖板位置向出口前掠,使得叶轮进口边工作时对流体分时加载,可以有效提升叶轮的气液混合能力,从而缩短自吸泵的自吸时间;在一定前掠角度范围内改变进口边位置对自吸泵的扬程和效率影响不大,但是当叶片进口边向出口位置前掠超过一定范围时,会导致自吸泵扬程明显下降;当叶轮进口边前掠10°时,额定工况下自吸时间缩短25％,自吸性能明显得到提高.     

双向回流微型自吸泵的研究

本文针对微型自吸泵自吸性能差的缺点,首先采用了双向回流结构,从而大大提高了微型自吸泵的自吸能力,使泵的自吸高度由通常的3～4米提高到7米。文中对双向回流结构自吸原理进行了定性与定量分析,对回流量与储水量的计算及回流量与储水量之间关系的论述,充实了自吸泵设计理论,对指导自吸泵的设计有实用价值。     

车轮辐板形状对汽车气动阻力影响分析

汽车旋转的车轮所产生的复杂分离流对整车外部流场有重要影响.是整车气动阻力主要来源之一.应用计算流体力学对包含轮胎的整车进行仿真分析,并通过风洞试验验证了方法的可靠性.重点讨论了车轮边界条件的设置对计算结果的影响,并对同一型号的车轮,通过改变辐板的开孔个数和开孔面积分析对整车气动阻力系数的影响.结果表明,对车轮的模拟,采用旋转壁面模型比采用多参考坐标系(MRF)更为合理;当辐板开孔数不变时,随着开孔面积的增大,前、后车轮阻力系数都随之增大,整车阻力系数先增大后减小;当单个孔面积不变时,随着开孔数目的增多,后轮阻力系数随之增大,前轮、整车阻力系数先增大后减小.结果为汽车车轮的设计提供一定参考.     

离心泵自吸过程的气液两相流非稳态数值模拟

 选取一种常用的立式外混式自吸离心泵作为研究对象,运用非稳态数值模拟手段,探索自吸离心泵起动后气液两相流动的瞬态过程.研究采用了接近真实自吸情形的设置,选取一段吸入管路充满空气作为模拟计算的初始条件.计算得到了自吸泵内气液两相分布、压力分布和速度分布与时间的关系,叶轮入口和泵出口处气液相流量随时间的变化规律,由此可估算自吸时间.计算发现泵吸入和排出气量的时间主要集中在泵起动的初期,叶轮入口和泵出口处的瞬时含气率分别可达到30.9%和20.2%.此外,蜗壳开孔起到分流排气的显著作用,孔口排气量占整个蜗壳排气量的20%～25%.本文所采用的模拟方法和结果对于研究自吸泵自吸过程和自吸性能,具有一定的理论和工程价值.     

虹吸式出水流道水力特性分析与试验验证

为了研究虹吸式出水流道水力特性,基于某立式轴流泵装置,采用数值模拟与模型试验相结合的方法,首先根据泵装置布置形式和初步设计尺寸,开发了虹吸式出水流道参数化设计软件,极大地缩短了设计周期.然后对4种虹吸式出水流道方案进行了全流道数值计算,并根据计算结果对虹吸式出水流道进行定量分析.最后将数值模拟结果与模型试验结果进行了对比.数值模拟结果表明,受叶轮旋转影响,虹吸出水流道上升段存在偏流现象;改变驼峰段断面尺寸对上、下游流态影响显著;下降段极易产生脱流和漩涡,改善下降段的不良流态可以显著降低出水流道的水力损失.对3种虹吸出水流道评价指标进行比较,指出了用轴向流速分布均匀度来评判虹吸出水流道的不足.模型试验结果表明,数值模拟与模型试验的外特性结果吻合较好,验证了数值模拟的可靠性;设计的带有虹吸式出水流道的立式泵装置最高效率为78.85%.研究结果可以为同类泵装置设计提供参考.     

喷灌与滴灌两用自吸泵设计与分析

首先介绍了泵的现代多工况设计理论,并对其广义和狭义的范畴进行了定义.明确了狭义多工况设计的设计准则和优化目标.然后根据某具体两用自吸泵的喷灌与滴灌的时间比例,建立了以总能量消耗最小为优化目标的两用自吸泵两工况优化设计方法.在此基础上根据传统设计方法预测得到所有可能的性能曲线,为满足两工况的设计目标,根据蜗壳对泵性能的影响进一步对蜗壳的设计进行了调整.应用计算流体动力学软件(CFD)对设计得到的自吸泵进行数值模拟分析,分析结果表明:该泵运行时,流线和压力分布均匀,满足大流量滴灌和小流量喷灌的设计要求,且外特性曲线达到设计要求,故所设计的喷灌与滴灌两用自吸泵满足设计要求.     

两种不同形状旋转带对气液两相流场影响的计算流体力学模拟

利用计算流体力学软件FLUENT,以RNGk-ε湍流模型和Eulerian多相流模型对旋转带蒸馏设备内的流场进行了数值模拟.模拟考虑了旋转带的结构因素.结果表明,无开孔的旋转带在高速转动时,设备内的流体会产生界面分离现象,不利于气液两相的密切接触.而有开孔的旋转带在高速旋转时,会有效地改善流体界面的分离,而且气液两相的湍动程度更大,这些现象将有利于气液两相的传质.同时,比较了开孔位置和孔径大小对改善气液界面分离的影响.模拟结果为进一步研究旋转带蒸馏设备的结构优化和操作提供了理论依据.     

接收孔周向倾角对预旋转静盘腔流动特性的影响

针对燃机透平叶片供气系统中的预旋转静盘腔,为了研究预旋转静盘腔的流动特性,建立了预旋转静盘腔计算模型,在3种预旋比(β_p=0.48,0.94,1.41)和3种喷嘴径向位置(r_p/r_b=0.8,0.9,1.0)下,数值研究了6种接收孔周向倾角(α=70°,90°,100°,110°,120°,135°)对预旋转静盘腔流动特性的影响,分析了接收孔周向倾角对流场分布及绝热预旋效率和对接收孔流量系数的影响规律。研究结果表明:当r_p/r_b=0.8时,接收孔周向倾角越大,接收孔流量系数值就越大,而且大预旋比下的增强效果显著,但对绝热预旋效率的影响很小,预旋比一定时,每种喷嘴径向位置下均存在最优接收孔周向倾角,此时的绝热预旋效率和接收孔流量系数值达到最大,冷气流过接收孔时的流动损失达到最小,温降值达到最大。     

立式超速试验台轴系的设计及动态分析

本文论述了立式超速旋转试验台轴系设计的基本原则并对自行设计的模型试验台进行了理论分析和试验研究;提出了一种计算轴系临界转速的较简便的方法—一等效刚度法,并对转子的稳定性等若干问题进行了分析和研究。     

快速算法用于带孔缝金属腔屏蔽系数计算的比较研究

本文比较了TLM、ILCM和M-MOM三种快速算法在斜入射波和多面开孔情况下计算金属腔屏蔽系数(SE)的适用性,发现M-MOM在各种情况下的计算结果最为准确,ILCM无法计算多面开缝情况,而TLM不适用于电大尺寸情况.本文还研究了电磁波的入射角和极化角、孔缝长边、腔体内观测点位置及相对面孔缝位置等参数对SE的影响.结果表明单面开缝时SE随方位角、极化角增大而增大,随仰角增大而减小,而相邻面开缝的SE则由方位角和腔体尺寸决定.当孔缝长度接近或大于半波长时,SE不再随长度的增大而减小.腔体内观测点位置不同,SE有不同的变化特性,因此仅用腔体中心点位置上的SE表示腔体的屏蔽效能是不够的.当屏蔽腔不可避免需要开缝时,应尽量选择开等效面积较小的孔缝.     

钝体稳燃器造型的水模化试验

本文通过水模化试验,研究燃烧器出口流速大小、各种钝体形状与尺寸以及钝体安装位置对回流区尺寸的影响.文中还对回流区尺寸的计算进行了探讨.     

梁型支承件壁厚及开孔位置合理化的初步探讨

本文用有限元方法计算了各种不同壁厚的车床床身模型的变形,分析出不同壁厚对床身刚度的影响,指出传统的设计开孔位置的错误,提出合理设计开孔位置的新概念,并用有机玻璃模型试验校核了计算精度,从而为合理设计支承件壁厚和开孔位置提供了有用的资料.     

空气钻井潜孔钻头气固两相流数值模拟

以川渝地区油气田现场空气钻井用潜孔钻头为模拟对象,根据实体模型、底部包络面和实钻井眼建立流场模型,采用RNG k-ε方程作为气相湍流模型,用拉格朗日粒子追踪法描述固相,进行潜孔钻头的旋流场数值模拟。研究结果表明:气相在喷嘴出口形成的扇形面积小,未完全覆盖钻齿,钻齿处岩屑携带效率低;转盘转速对井底流场影响很小;钻头中心区域和切削结构中部(径向狭长区域)存在回流;流量分配不均和回流影响携岩效率和钻进速度;借鉴PDC钻头水力结构的设计思路,在潜孔钻头每个切削结构中心位置增加1个喷孔,在潜孔钻头中心增1个中心喷孔,发现改进后钻齿上分配的气量明显增加,过流流速增大,钻头中心区域回流现象基本消除,改进后结构有利于及时清除岩屑,减少重复切削,可以提高机械钻速以及延长钻头寿命。     

节流方式对扭转减振器的影响

研究一种新型汽车扭转阻尼减振器的过流方式(阻尼孔的形状及分布位置和间隙)对减振器性能的影响.提出了2种设计思路综合考虑以阻尼孔为主但含有间隙因素以及不设置阻尼孔只考虑各种间隙因素.分析其阻尼产生原理,基于流体力学有关理论建立了减振器的计算模型,并得到了外特性曲线.两种设计方案有不同的特性,为设计不同结构的扭转减振器提供了依据.     

立式长轴泵与无密封自吸泵在轧钢浊循环水系统中的应用对比

本文介绍了立式长轴泵和无密封自吸泵的结构、工作原理和安装维护等,从效率、应急启动和检修等方面对两种泵进行比较。     

倒置立式车床综合误差建模分析

倒置立式车床是增加车床自动化程度,提高生产效率的有效方案.本文基于多体系统理论,对倒置立式车床的拓扑结构及低序体阵列进行详细分析,建立了倒置立式车床的综合误差建模.为计算误差、设计误差实时补偿方案,减小误差提高精度提供理论基础.     

坐标镗床上加工空间孔的坐标计算

坐标镗床使用万能回转台,可加工空间任何角度斜孔.回转台绕其两回转轴旋转后,孔位置坐标发生了复杂变化.详细介绍了用坐标镗床加工物件空间孔时空间孔的坐标计算方法.     

酸烯酯化合成醋酸叔丁酯的精馏分离过程

针对醋酸与异丁烯加成酯化合成叔丁酯的反应液,提出先脱酸后提纯的两塔精馏分离流程,采用Aspen Plus软件进行模拟研究.在采用简捷计算方法获得精馏塔初步配置参数的基础上,用严格计算模型对进料位置、回流比的影响进行敏感度分析,得到脱酸塔和提纯塔塔板数、最佳进料位置和回流比分别是25和24、14和20、3和20.在模拟基础上,对精馏过程进行实验研究,实验结果与模拟结果吻合较好,分离得到醋酸叔丁酯的质量分数大于99.50%,为工业应用与放大设计提供了依据.     

Savonius后置导流板的数值仿真

设计了一种自动对流装置,通过后置导流板在来流的作用下自动对准来流,使前置导流板能够处在最佳工作位置.这种系统不仅能够高效发电,而且制造成本低.基于这种设计,数值仿真研究了后置导流板对叶轮的影响.结果表明:叶轮长度越低、距离旋转中心越远,对叶轮的功率系数影响越小.由于发电装置稳定性和工程技术的限制,提出叶轮的最佳布放位置在距离旋转中心2.64D(D为叶轮直径)位置处,此处导流板对叶轮的功率系数影响小于2.6%.     

单螺杆压缩机工作腔喷液过程几何特性及工作机理研究

为了分析工作腔喷液单螺杆压缩机喷液过程的几何特性及喷液机理,基于单螺杆压缩机的工作特性,确定了螺槽与喷液孔连通时的特征角度,在此基础上,建立了工作腔喷液的几何模型,得到了任意星轮转角位置处的有效喷液面积,分析了不同喷液孔初始位置及喷液孔径对有效喷液面积的影响。基于工作腔喷液的几何模型提出了喷液过程理论计算方法,对单螺杆压缩机工作腔喷液的机理进行了研究,结果表明:压缩机工作过程中,喷液孔面积随星轮转角呈现先增大后减小的趋势;喷液孔初始位置和喷液孔径两者共同影响喷液开始角度和喷液持续时间,喷液量受喷液面积和喷液孔前后压差这两个因素共同影响,且在喷液孔面积最大的起始位置存在一个最大单位角度喷液量。通过对工作腔喷液机理进行分析,可为以后单螺杆压缩机工作腔喷液过程的优化设计提供理论基础。