轴流式水轮机轮缘间隙流动引起的叶片正面头部空蚀磨损机理的研究

对轴流转桨式水轮机轮缘间隙流动及空化特性进行数值模拟和试验研究,重点分析轮缘间隙流动在正面头部泄漏流动所引起的泄漏涡带、二次流动的漩涡强度和空化特性,以及泄漏涡带旋转、二次流动的漩涡与空蚀和磨损之间的关系。通过对不同材料的特性比较,解释了材料特性与冲角之间的关系,综合阐述了泄漏流动所引起叶片正面头部空蚀与磨损联合作用产生破坏的机理。     

水轮机导叶含端面间隙的水动力学研究

本文基于N－S方程和标准κ-ε紊流模型，采用贴体坐标和结构化网格，用SIMPLE算法，对带有间隙导叶叶栅进行三维不可压定常粘性流动数值模拟。详细研究比较了导叶有无间隙两种情况下的水轮机导叶水动力学特性，揭示了水轮机导叶端面间隙流动的运动规律以及间隙流动对主流的影响，计算结果与实验吻合，从而为导叶及上下端面的磨蚀以及水轮机的水力稳定性提供理论依据。     

叶顶间隙对轴流泵轮缘泄漏流动影响的大涡模拟

为揭示不同尺寸叶顶间隙下轴流泵轮缘区湍流特征,采用大涡模拟方法对轴流泵在设计流量下的内部非定常流动进行了数值计算,分析了5种叶顶间隙下泵轮缘间隙区的流场结构。通过泵外特性参数预测值与实验结果的对比,证实本文所提出的方法可较准确反映泵内流动特征。结果表明:随轮缘间隙增加,泵扬程、功率和效率均呈下降趋势;叶顶间隙内泄漏流速度沿径向逐渐增大;随间隙尺寸增加,轮缘间隙主泄漏涡强度及与叶片夹角均增大,泄漏涡的非稳定性增强;当间隙δ/D2大于1.0‰,间隙主泄漏涡发展至相邻叶片正面;当δ/D2大于1.5‰,叶顶间隙内出现间隙分离涡,间隙区形成多个次泄漏涡,其影响范围随间隙尺寸的增加而增大。     

基于熵产理论的高速多级深井泵间隙泄漏流损失特性

为了解口环间隙尺寸对高速多级深井泵内部流动特性的影响,采用SST k-ω 湍流模型和精细化网格,研究了口环间隙对泵内部流场的影响,基于熵产理论详细分析了不同口环间隙尺寸下泵内部的泄漏流损失特性。结果表明:随着口环间隙尺寸的增大,泵的扬程、效率呈下降趋势；泄漏量的增加使得叶轮入口处的流态恶化加剧,但口环间隙尺寸增加到一定范围时,泄漏量的增加会有所减缓；湍流耗散熵产是泵流动损失的主要部分,腔体和叶轮进口是产生流动损失的主要区域,口环间隙尺寸对腔体内部的旋涡特性影响不大,但对叶轮进口和叶轮流道内的旋涡强度影响明显。     

利用绝缘避雷线实现高频保护的研究——架空地线绝缘间隙值的探讨

利用电磁暂态程序ＥＭＴＰ，以山东邹—济５００ ｋＶ输电线路为模型，详细仿真计算 了绝缘地线间隙在相线不同地点短路，地线不同点遭受雷击时的击穿顺序和分布特性；并对 仿真结果进行了详细的分析，得出了许多有益的结论；对绝缘地线间隙值的选择提出了新的 见解。为绝缘地线高频通道的建立及实施，以及绝缘地线间隙值的正确选择提供理论依据。     

不同工况下无轴泵喷推进器间隙流动损耗特性数值分析

为研究无轴泵喷推进器间隙流动特性以及流动损耗机理,采用雷诺平均(RANS)方程对不同工况下无轴泵喷推进器周围流场进行数值模拟.该文首先进行了推进器水动力性能计算,通过与试验结果的比较,评估了湍流模型和网格数量对结果的影响.在此基础上,进一步采用柱坐标系下涡量输运方程和熵增理论,分析了不同工况下推进器间隙流动特征和能量损...     

叶顶间隙对气液混输泵水力性能的影响研究

该文以气液两相三级混输泵为研究对象，基于数值模拟研究了不同含气率下叶顶间隙对混输泵外特性、内流场、载荷分布及气相分布的影响，并通过与实验对比验证了数值模拟是可靠的。主要结果表明：随着叶顶间隙增大，混输泵扬程和效率均呈现下降趋势，纯水工况相较20%含气率工况下降幅度更加显著；虽然叶顶泄漏现象随着间隙值的增大逐渐加剧，但20%含气率时大间隙下叶顶间隙内流动比小间隙模型更加平稳；叶顶间隙使得叶片表面压力分布发生变化，含气率小于10%时，随着间隙值的增大叶片表面静压逐渐降低。当含气率大于10%以后，其变化较为混乱；合理的叶顶间隙能有效改善叶轮内的气相分布。就该文所研究的混输泵而言，叶顶间隙小于0.28%D(叶轮直径)时，随着间隙值增大叶轮内的气相分布越均匀。     

叶片-导叶间隙对混流泵非稳态流场特性的影响

工程中发现叶片与导叶之间的间隙对混流泵的运行性能有较大的影响。该文以某一单圆弧空间导叶混流泵为研究对象,详细研究叶片与导叶间隙大小变化对其非稳态流场特性的影响。首先,建立混流泵原型机的物理模型和网格模型,参照试验设置边界条件,模拟获得不同流量下的外特性结果,与试验结果吻合较好,证明计算方法的有效性。然后,在原型机模型的基础上,将原有的叶片-导叶间隙分别增大14 mm,减小7 mm、35 mm,获得不同间隙大小的四组对比模型,在设计工况下进行非定常模拟计算。对比研究结果发现,随着叶片-导叶间隙尺寸的减小,泵的扬程和效率值随之减小,无叶区的压力脉动幅值随之增大,导叶入口流动分离现象愈发严重。可知在研究的间隙范围内,间隙越小,导叶进口安放角与来流入口角相差越大,从而导致流动的不稳定性。     

变压器中性点保护间隙的安装与配置

根据某厂220kV变压器中性点保护间隙的工程实例,介绍了确定间隙距离的大小的计算方法.对变压器中性点保护间隙与继电保护之间的关系以及中性点电流互感器的安装方式也进行了探讨.     

不同叶顶间隙下斜流泵轮缘压力脉动特性的数值分析

为了阐明斜流泵小流量工况下近叶顶间隙区域的压力脉动特性,揭示不同叶顶间隙RTC对斜流泵瞬态运行稳定性的影响,对斜流泵模型进行非定常数值模拟。选取叶顶间隙RTC分别为0、0.5、1和1.5 mm的4种方案,基于LES大涡模拟、SIMPLEC算法与结构化网格,通过压力脉动频谱分析,了解RTC与近叶顶间隙区域压力脉动的内在关系。结果表明,RTC引起的泄漏流与主流掺混加剧了叶顶间隙区域流动的不稳定性,降低了叶片的做功能力;较大的RTC可以有效减少叶顶间隙区域的高频压力脉动,但引起的泄漏流加剧;随着RTC的增大,叶轮近壁区压力脉动平均值逐渐减小,水力性能下降。斜流泵设计时,选取适当小的RTC可以提高斜流泵的整体水力性能。     

中心喉嘴距对复合射流泵性能影响的数值模拟

基于射流传能分析理论,提出将中心射流和环形射流相结合的复合射流泵技术。为了确定较为合理的中心喉嘴距范围,通过紊流数值模拟方法研究了复合射流泵合适的中心喉嘴距范围及水力结构特征。对比分析了不同中心喉嘴距对复合射流泵流场及性能的影响。结果表明:(1)当中心喉嘴距较小时,喉管进口前存在限制流道的节流现象,易影响射流传能效果;(2)当中心喉嘴距较大时,在吸入室前端由于中心工作液与被吸液流速差较大,会产生较大的剪切损失,且喉管后端中心工作液对被吸液的提携能力低于环形工作液,导致整体传能效率偏低;(3)当中心喷嘴出口在吸入室中部附近时,整体传能效果较佳。研究确定较佳的中心喉嘴距范围为0.2～0.8倍的环形喉嘴距,其高效率区较宽广。研究成果可为复合射流泵的实际应用提供科学依据。     

先导活塞式泄压阀的运动规律

先导活塞式泄压阀是一种新型的防水击危害的安全阀,但理论研究尚不成熟。本文系统地考虑了影响先导活塞式泄压阀运动的各方面因素,包括水压力、运动部件的重力、弹簧力、活塞环摩阻力和渗漏等,基于结构运动力学和水力学原理,得到了主阀启闭速度与液压传动系统流量的函数关系,建立了描述主阀启闭速度与时间关系的运动方程。然后,通过对主阀关闭运动方程的解析,修正了现有活塞渗漏流量的计算公式,提出了合理选择活塞直径与主阀瓣直径以减小水压变化对关闭过程影响的方法,进而解析得出主阀关闭速度、行程、关闭时间的计算公式。最后,通过数值实例检验了解析式的准确性,并计算分析了一些关键参数对泄压阀开启和关闭的影响。本文主阀运动规律也适用于活塞式压力波动预止阀。     

基于响应曲面模型的泵站进水池参数优化方法研究

泵站进水池的结构参数,特别是吸水喇叭管参数取值对泵站整体流态影响很大。本文基于响应曲面模型和CFD数值模拟,以垂直布置的吸水喇叭管悬空高、后壁距和淹没深度为设计变量,以进水池压力场、速度场和涡量场评价指标的加权函数为目标函数,进行2因素和3因素的优化设计分析。研究结果表明,变量之间对进水池流态的交互作用较大,淹没深度对最优悬空高、后壁距的影响不可忽略,且淹没深度与悬空高的交互作用(P=0.0019)较其与后壁距的交互作用(P=0.0696)大。针对本文垂直布置型式的吸水喇叭管,推荐最优参数组合是悬空高0.77 D,后壁距0.37 D,淹没深度2.19 D。在该组合下实际值与预测值误差不大于4.82%,与泵站设计规范推荐值相比,其计算域水力损失降低0.98%,流速分布均匀度提高5.92%,机组纵剖面涡量分布特征值降低3.1倍,大大改善了进水池的流态。这表明所建立的二次多项式响应面模型能够较精确地表示设计变量与目标函数之间的关系,基于响应曲面模型的优化设计方法可有效用于泵站进水流场的流态优化。     

THE INFLUENCE OF DIFFERENT DESIGN PARAMETERS AND WORKING CONDITIONS ON CHARACTERISTICS OF HEAT METERS

In this article,the UDF technology in Fluent software is used to simulate three-dimensional flow fields and to obtain various flow parameters. The standard k-ε model and the RNG k-ε model are both used to calculate the inner flow field of the basal meter,and a comparison of the calculated results between two models shows that RNG k-ε model is more effective for calculations of the inner flow of rotary wing mechanism. The influence of tip clearance on the characteristics of the basal meter is studied. The in...     

固定导叶安放角及轮缘间隙对混流泵性能影响的研究

对混流泵固定导叶安放角及叶轮轮缘与泵体前盖间隙变化对泵性能影响的试验结果作了介绍。当固定导叶安放角增大时，最优效率工况向大流量方向移动，比转速增大；反之，比转速降低，泵的效率随轮缘处间隙变大会有明显减小，因此，对于可调叶片蜗壳式混流泵应重视固定导叶的设计，合理地选择轮缘间隙的大不。必要时可通过发迹固定导叶安放角来改变已有水力模型的比转速，以适应泵站要求。     

口环间隙泄漏对离心泵空化性能的影响分析

以DG-350型多级离心泵次级叶轮为研究对象,研究了口环间隙对离心泵空化性能产生的影响。通过定常数值模拟,计算出了离心泵的扬程和效率,同时得出了口环与进口段交汇处的速度矢量图、涡量云图和空化区域分布图以及叶轮流道内的空化区域分布图。模拟结果与实验结果的对比分析表明:(1)误差都在实际工程所要求的5%左右,说明计算与模拟结果准确;(2)由于口环与进口段交汇处速度旋涡的存在,使得离心泵的进口段与前口环交汇处区域的压力降低,从而导致了空化现象的发生;(3)随着口环间隙的增大叶轮流道上的空化区域也随之增大,从而减小了流体的过流面积,使流体速度和必须的汽蚀余量增大,NPSHR增大,则叶轮进口处的空化区域也就会增大。     

往复式隔板絮凝池的优化改进与模拟分析

传统的往复式隔板絮凝池絮凝效率低、絮凝时间长,因而导致絮凝效果不佳。为了更加合理地优化絮凝池流场结构,提高絮凝效果,采用数值模拟的方法,利用Fluent以1∶1比例进行数学建模,并结合絮凝理论和数值模拟结果深入分析其内部流场的水力特性对絮凝效果的影响和存在的问题。随后提出在絮凝池廊道内设置一定数量不同间隙的栅条,结果表明,优化改进后的隔板絮凝池(栅条间隙取80 mm)水流速度和湍动能的水力条件变化都有利于提高絮凝效果。     

浅窄航道会遇船舶水动力相互作用数值计算

该文应用CFD软件对两船在浅窄航道中会遇时的水动力相互作用进行数值研究,通过求解非定常RANS方程并结合RNG k-ε湍流模型,采用动网格技术及UDF进行船舶运动过程中的网格更新,对两船沿平行直线航行时的三维非定常黏性流场进行数值模拟,并对其相互作用水动力进行了计算。首先通过计算结果与试验数据进行对比,验证了数值方法的可行性和有效性;随后对四种船型在不同水深、航道宽度、两船航速比和船-船横向间距下的水动力进行了系列计算,通过结果分析得出了以上因素对两船会遇水动力相互作用的影响规律。     

汽缸活塞内润滑油流动的数值模拟

根据长期试验研究了解到,汽缸活塞环内润滑油的流动与单相空气流动问题有很大的关联,气流涡动位置预示着油粒位置。本文通过单相流来研究汽缸活塞滑动模型内的润滑油的流动。利用商业CFD软件对简化的汽缸活塞滑动模型内的润滑油的流动进行数值模拟。通过计算获得涡的位置来判断油滴形成的位置,与相应试验结果比较,结果是可信的。可替代过去需要采用复杂昂贵的试验来估计油滴形成的位置(即有涡的地方)、滑油的耗损等重要指标。