汽轮机调节级非定常流动的数值模拟及汽流激振力研究

针对汽轮机调节级的非定常效应产生汽流激振力的问题,基于ANSYS CFX软件,采用RNGk-ε湍流模型、双时间步法、滑移界面模型和结构化六面体网格对带有进汽室和加强筋的汽轮机调节级进行了全周三维非定常黏性流场的数值模拟.研究发现:调节级非定常时均轮周效率低于定常轮周效率;动叶在进出堵塞区域时存在较大的轴向汽流力和切向汽流力;低频汽流激振力的基频为50Hz;汽流压力和静熵在不同截面的周向分布差异较大,在向下游运动过程中逐渐趋于平均;堵塞区域的动叶通道掺混损失及鼓风损失较大,其将影响动叶的做功能力,进入堵塞区域时动叶吸力面首先受到影响.     

采用非结构网格的IDEAL算法实现及定压边界条件处理

在非结构网格系统中采用有限容积法对不可压N-S方程进行了离散,其中对流项采用二阶迎风格式,扩散项采用超松弛校正格式.通过修正的动量插值格式构造了压力方程,利用IDEAL算法处理压力与速度的耦合.利用Taylor展式导出了邻近边界内节点的压力计算公式,进而将边界静压引入到压力方程的迭代计算中,确保了边界信息向内部区域的有效传递.根据质量守恒定律分别导出了压力入口和出口边界的速度计算公式,结合伯努利定律给出了总压边界的处理方法.通过压力驱动管内层流、三通管层流以及浮力驱动流等几个典型算例对文中方法进行了考核,并将计算结果与文献中的基准解和实验值进行了对比.结果表明,不管是静压边界还是总压边界,采用该处理方法均能获得令人满意的结果,尤其对于大空间自然对流问题,可以在保证精度的前提下节省大量的存储空间和运算时间.     

CO2/DME混合工质在水平管内对流换热的数值研究

采用CO2/DME（二甲醚）混合流体作为传热工质,建立了其在水平管内的物理模型和控制方程,对其换热和流动特性进行了数值研究.通过数值计算,得到了混合工质在管内的速度和温度分布规律,比较了雷诺数和DME质量分数对混合工质传热的影响.研究发现影响CO2/DME混合工质传热特性的主要控制因素为流体的热物理特性.分析表明CO2/DME混合工质在水平管内具有良好的换热特性：在雷诺数2 300的工况下,CO2/DME（70/30）混合流体可以有效提高换热效率20%;工质在管内受到的流动阻力随着雷诺数的增大而减小,随着DME质量分数的增大而增大.     

离心泵非定常流场计算和影响使用寿命的因素分析

采用伯努利方程数值计算、流体动力学(CFD)、FLUENT数值计算模拟叶轮非定常流场的变化规律,定量分析影响指定大型离心泵使用寿命的关键性技术指标,结果表明:此型号大型离心泵实际工作流量大于设计流量(Q≥4 438.77 m3/h)时,叶轮入口就会形成△β≤-5.14°的负冲角,离心泵扬程H≤58 m,发生汽蚀现象.     

引黄泵站进水池几何形式的数值模拟

针对高含沙水流对引黄泵站能源损耗严重的情况,对引黄泵站采用定常不可压缩流体的控制方程和重整化群湍流模型,应用SIMPLEC算法,提出了泵站进水池优化的目标函数,找出了含沙水流在进水池中的运动规律,揭示了回流,涡旋以及泥沙淤积的产生机理,研究了进水池各形式对水力性能及流态的影响.研究表明,引黄泵站蜗壳形进水池可以有效防治...     

以蜂巢石为基质的垂直流人工湿地对黑臭水体除磷中试研究

以水生植物-梭鱼草作为湿地植物,新型填料蜂巢石作为湿地填料,构建了同时具有美化景观与净化黑臭水体的垂直流人工湿地,并将其成功应用于黑臭水体除磷的中试研究.试验结果表明,人工湿地的TP去除率为58.13%～83.25%,且TP去除率的变化趋势与气温变化趋势相一致.TP的去除效果具有一定的时空变化规律,在运行时间小于2个月...     

基于电容层析法糖浆气液两相流识别

针对目前常规两相流流型识别方法在糖厂煮糖罐糖浆识别中精度低的缺点,提出基于电容层析法(ECT)的气液两相流流型判别软测量模型.首先对由ECT传感器采集的检测数据优化处理并提取特征参数作为BP神经网络的辅助变量,气液两相流相应实际流型作为BP网络的主导变量,通过神经网络结构参数的优化训练,构建出二级并行的自组织竞争神经网...     

从动能损失看弯道路段的通行能力

基于元胞自动机NaSch交通流模型,提出弯道交通流的能耗公式.在开放边界条件下研究不同弯道曲率半径、弧长、摩擦系数等因素对各种能耗的影响.模拟结果表明:在不同影响因素情况下,对应的各种能耗随进车概率的变化趋势相似,安全能耗总是最小的,趋于零;弯道的曲率半径和摩擦系数越小、弯道弧长越长,出现能耗平台的临界进车概率点越小,...     

多级轴流式压气机静压升特性研究

对多级轴流式压气机在几个典型工况下各级静压相对于设计点静压的变化特性进行了研究。研究发现,中低转速工作条件下,压气机后面级静压的变化对发动机工况的改变不如前面级敏感,因此,按常规方法监控压气机后面级流动参数的变化难于及时发现发动机中小状态时的压气机气动不稳定征兆信号。研究表明,为提高检测压气机气动不稳定征兆的时效性,应考虑在压气机前面级安装传感器,监控中低转速下的压气机气动失稳征兆信号。     

7075铝合金搅拌摩擦焊模拟与实验研究

搅拌摩擦焊解决了7075铝合金难焊接问题,但焊接过程中复杂的温度、流场变化容易造成焊缝缺陷.本文利用FLUENT软件模拟研究了7075铝合金焊接过程温度场与流场的变化规律,并对模拟结果进行了验证.结果表明:前进侧焊接温度高于后退侧,但其材料流速低于后退侧,焊缝最高温度出现在轴肩边缘内侧.搅拌头转速越大,焊接速度越小,则...