测流孔板数值模拟及流量系数的分析

孔板用于压力管道中测量流量,其特点是过流量小、流速低,而资料介绍的孔板流量系数都由模型实验得出.格鲁吉亚卡杜里电站采用跨流域引水方式,其引水道模型实验中采用此测流方法经济实用.本文采用标准k?ε湍流模型对孔板流场进行数值模拟,得到流速分布和流量系数,通过模型实验对低流速孔板的流量系数进行了验证,两者结果完全一致.在上述电站引水道模型试验中采用孔板测流的流量系数,试验结果完全满足精度要求.     

减压孔板水力特性的数值模拟

减压孔板是消防系统中不可缺少的减压设施,对其正确的设置与计算是消防系统设计中重要的环节。借鉴前人基于设计手册中水头损失公式进行改进的做法,采用数值模拟方法,对减压孔板的水力特性进行了较为系统的研究。结果表明,随着出流流量的增加,减压孔板作用增强,压降幅度增大,孔径d与管径D比(d/D)越小降压效果越明显。     

标准孔板流量计测量准确度的提高研究

针对标准孔板流量计存在的问题,分析影响测量准确度的主要因素,提出了提高标准孔板流量计测量准确度的具体措施。     

多孔孔板流量计流场仿真

为准确计算多孔孔板流量计流场,采用Standard k-ω模型、SST(剪切应力传输)k-ω模型、Standard k-ω+SST k-ω(Standard k-ω模型的计算结果作为SST k-ω模型仿真计算的初始值)组合模式分别对100,mm口径、节流比为0.6的3种结构多孔孔板流量计流场进行数值计算,并结合射流理论以及实流实验结果对数值计算结果进行分析.结果表明:对于中心节流孔与环形排列孔之间距离较小的多孔孔板,SST k-ω模型收敛性较好;反之,SST k-ω模型计算结果收敛困难,Standard k-ω+SST k-ω组合模式在保证计算精度的前提下改善了收敛效果.相对于Standard k-ω模型,SST k-ω模型更适合计算多孔孔板流量计的流场,计算结果符合射流理论,能反映出不同多孔孔板流出系数线性度的差异,与实流实验结果的最大误差为4.2%.     

标准孔板流量计测量天然气流量的误差分析

差压式流量计量系统的工作原理,分析天然气计量系统在实际使用中所产生的几个主要误差,对如何解决天然气计量系统中的问题提出几条途径。     

V锥差压流量计三维数值模拟与改进分析

应用计算流体力学方法对V锥差压流量计进行了数值模拟,分析了流量计内部的水利特性,并将数值模拟数据与试验数据进行了比较.数值模拟结果表明,V锥差压流量计的法兰对局部流场的影响较大,给试验测量带来较大误差.通过优化法兰的形状,可以改善法兰周围的扰动、提高测量点之间的压力差和提高测量精度.     

板件厚度对残余应力分布的影响分析

采用ANSYS软件建立了一个T型焊件,将面板厚度在14～20 mm之间变化,借此来研究板件厚度对焊接残余应力分布的影响。计算结果表明：面板上缘的残余应力在不同方向表现为不同属性,其中纵向为压应力,横向为拉应力;下缘纵向的残余应力接近材料屈服极限;面板越厚,下缘纵向和横向残余应极值之间的差距就越小;横向残余应力对面板厚度变化的敏感性要强于纵向的残余应力;如果将面板的厚度增加6 mm,在焊趾处,纵向和横向的残余应力分别增加了1.5%和9.9%,而在焊根处则分别增加了7.0%和20.5%。     

寒区水库冰盖厚度增长数值模拟研究

为了研究寒区水库冰盖厚度的增长情况,分析了前人对寒区水库冰盖热力模式及冰厚增长数值模拟研究的方法,对-维热传导方程和-维单相Steften问题所采用的数值解法进行了改进.采用隐式的Crank-Nicolson格式进行离散,精度提升到二阶精度,且具有无条件稳定性.并根据黑龙江省大庆红旗泡水库冰盖的温度、厚度等观测数据,进...     

外掠百叶板流场自持振荡数值模拟研究

外掠百叶板流动在工程中十分常见,由其引发的流场自持振荡现象能够导致流场压力持续波动,使周围结构承受持续作用的周期载荷,造成结构疲劳安全隐患。采用数值模拟方法,针对外掠百叶板流场自持振荡问题进行研究。计算结果表明：低马赫数条件下,外掠百叶板流场中产生的自持振荡现象属于纯流体动力学问题,其形成原因为流场剪切层振荡所引发的大尺度涡团的形成与迁移。同时,随之产生的压力振荡具有持续性及周期性。自持振荡频率是空间均匀的,而幅值在主流方向上呈先急剧增大后稳定,最后小幅减小的趋势。随着百叶板内侧的空腔体积不断增大,振荡频率变化较小,振荡幅值逐渐增大并在空腔体积达到一定值后保持稳定。     

软土层厚度差对路基差异沉降的影响数值分析

针对高速公路修建中软土路基存在差异沉降的问题,采用有限元数值模拟方法,并结合现场实测数据验证,研究了因软土层厚度不同引起的差异沉降以及各软基处理阶段(路堤填筑阶段、预压阶段)的差异沉降速率变化规律.分析结果表明,软土厚度的变化对路基的差异沉降具有较大的影响,同时进一步证明超载预压能有效控制差异沉降.     

单孔堵塞对均速管流量计测量精度的影响

对均速管流量计单孔堵塞后的内部流动进行数值模拟,得到压差,然后算出流量系数并与正常结果相比较,最后分析孔堵塞时对测量精度的影响。计算中引用k-ε湍流模型,应用有限体积法对控制方程离散和求解,在前处理软件GAMBIT中将计算区域划分为236多万个计算单元。     

用差压新方法确定模型环道蜡沉积厚度

用于计算模型环道蜡沉积厚度的传统差压法未考虑测试段流场畸变对测试段压差的影响。利用Fluent软件对测试段的流场和温度场进行了数值模拟 ,考虑到近壁处油温的下降及管内流场的畸变 ,给出了确定蜡沉积厚度的差压新方法。模拟结果表明 ,在测试段管外冷却水的作用下 ,近壁处油温低于管中心附近的油温 ;冷却水与管壁的换热热阻及钢管管壁的导热热阻的存在使贴壁处油温与冷却水的温度有差异 ,离测试段入口越远 ,它们之间的差值越小 ,管内速度分布发生畸变 (近壁处流速减小 ,管中心附近流速增大 ) ,管段压差增大。流场畸变造成管段压降增加近 10 %。     

水力旋流器内部流场的数值研究

在PIV实验验证的基础上,利用RSM雷诺应力模型和VOF两相流模型对50mm水力旋流器内部流场进行了系统的数值研究.结果表明:旋流器内静压从器壁至中心逐渐下降,静压为0处即为空气柱边界,空气柱内为负压,空气柱的存在增加了分级过程的能量消耗;旋流器内切向速度分布符合组合涡特征,内部为强制涡运动,外部为半自由涡运动;零速包络面是轴向速度方向发生改变的转折面,其上部为柱形,下部为锥形,柱形段直径约为溢流管的23倍;在外旋流区域径向速度方向从旋流器器壁指向中心,内旋流区域存在方向相反、位置相对的径向速度,空气柱内径向速度基本为0.     

单声道超声流量计不同声道布置形式的流场适应性

流量计安装条件对其测量性能的影响是流量测量领域的一个重要问题.基于实流实验与数值仿真相结合方法,对单声道超声流量计的5种声道布置形式进行研究,对其在3种典型的阻流件(单弯头、双弯头、渐缩管与单弯头组合)下游的测量性能进行数值仿真,提出了流场敏感误差和流场敏感因子2个评价指标来表征超声流量计的流场适应性.结果表明:三角形声道布置方式对这3种非理想流场均有较好的适应性;超声流量计对流场的敏感程度与其声道反射次数没有必然联系,关键是合理布置声道位置.     

用孔板流量计测量脉动气流

基于脉动流对孔板流量计影响的基本原理,介绍了孔板流量计在脉动流测量中产生误差的原因及误差的分析方法。针对实际过程,实验研究了复杂脉动流对孔板流量计测量误差影响,得到复杂脉动流条件下孔板流量计计量误差的估计方法和应用时应注意的问题。     

二滩中孔伸缩式止水闸门水力学实验研究

根据不同比尺的系列缝隙模型试验探讨了模拟比尺问题；在１：２０４ 模型上观测了水流撞击边墙的起始点位置及水翅的飞溅高度；指出了闸门局部开启时水流顶部扩散角增大的原因及其计算公式，观测计算了水流对边墙的冲击荷载及水翅对门支承梁的冲击荷载；同时还指出了在水流对边墙的冲击荷载中，缝隙充所占的比重较小。     

孔板流量计测量蒸汽产生误差的原因分析及解决办法

介绍了孔板流量计的用途、概念、原理、优点和缺点;从测量误差偏大和偏小两个方面进行了误差分析并提出了解决办法。     

基于数值模拟的螺旋进气道结构优化

以实际产品为研究对象,将三维数值模拟方法应用于柴油机螺旋进气道的改进设计中.通过数值模拟,获得了该气道内气体的流速、压力及湍动能等特性参数的分布,并计算了出口处的流量系数和绕竖直轴线的转矩.结果表明:该气道的流通性能很好但产生涡流的能力还可以进一步提高;在三维流动分析基础上提出了一系列的改进措施;对比各种改进措施下的模拟计算结果,发现在不减小流量系数的前提下,适当地增加螺旋腔室定义曲线相对气门凸台中心线的距离和增大涡壳角相结合的方法可以明显提高产生涡流的能力,是一种有效而又合理的改进办法.     

组件式螺旋管换热器壳侧流场计算

为优化换热器组件间流量分配、提高换热器整体换热效率和组件寿命、为组件的排布设计提供理论依据,该文采用计算流体力学的方法,在一定的简化和假设基础上,针对一种典型的换热设备进行了整体流场分析以及单个换热器组件内的壳侧流场分析,给出了组件间流量分配规律和单个组件内的壳侧流场分布结果。计算结果表明:组件间流量分配主要受组件自身流动阻力的影响,并行排列的换热器组件能有效展平流量分配;单个组件内壳侧流场受螺旋管层位置结构的影响,呈现出较为复杂的分布。