微型高速泵小流量工况空化特性数值分析

通过CFturbo与UG软件建立及优化模型,基于RNG k-ε湍流模型和Rayleigh-Plesset空化模型,利用CFX(计算流体力学)软件对微型高速离心泵进行数值模拟。通过小流量和不同进口总压工况,对叶轮进口段流动特性、叶片表面和叶轮流道的静压分布以及叶轮流道内空泡数分布3个方面进行流场分析。结果表明:流量对叶轮进口段回流影响较大;叶片前缘到后缘的压力逐渐增大,叶轮流道进口到出口的压力也逐渐增加;扬程系数陡降前的振动是叶轮空化不稳定引起的,随着空化系数的降低,空泡体积数逐渐占据整个叶轮流道,空泡分布也由不对称转变为对称结构;为微型高速泵的设计和研究提供了理论基础。     

水泵水轮机转轮加装短叶片前后的流动特性对比

为对比高水头水泵水轮机的转轮加装短叶片前后的能量特性及流动特性,基于SST湍流模型,选取4个具有代表性的水泵及水轮机工况,对有/无短叶片的水泵水轮机进行全流道三维定常计算。数值模拟结果表明,以水泵运行时加装短叶片可抑制脱流与漩涡等二次流现象,降低单个叶片承受的水力载荷,提高转轮进出口、导叶区及蜗壳静压,使泵获得更高的扬程。水轮机运行时添加短叶片可减小转轮出口环量,改善在尾水管内形成的复杂漩涡流,提高其水力效率。相同边界条件下,长短叶片转轮改善了转轮区的流动条件,从而提升了机组的能量特性及水力稳定性。     

Loss analysis and design optimization of a small scale mixed-flow pump turbine using the orthogonal method

为了研究各部件对小型混流式水泵水轮机水泵工况和水轮机工况下水力性能的影响,对一小型水泵水轮机进行不同流量下的全流道数值模拟,针对两工况下总压损失集中的叶轮进行正交设计优化。应用L9（3⁴）正交表,选取4个叶轮关键设计参数,以水泵工况扬程偏离率、效率和水轮机工况效率作为目标,进行4因素3水平的正交设计,并通过全流道数值模拟方法和极差分析方法进行选优。结果表明叶片出口直径对泵和水轮机工况性能影响最大,优化后水泵设计工况效率提高了1.06%,水轮机设计工况效率提高1.62%,其相应最优工况点因包角增加而向小流量工况移动。     

叶片数对离心泵瞬态空化特性的影响

为研究叶片数在离心泵设计工况下对瞬态空化特性的影响,基于SST k-ω湍流模型和Zwart空化模型,以3种叶轮叶片数的离心泵为研究对象对其内部空化流动进行三维非定常数值模拟。结果表明:对于3组不同叶片数(Z=4、5、6)的叶轮,随着叶片数逐渐增加,离心泵扬程增加,但效率无明显差异;不同叶片数离心泵的空化特性曲线不同,临界空化点压力以及扬程断裂值不同,3种叶轮方案在无空化时的扬程分别为44.8、41.8和39.2 m,扬程断裂的相对值分别占其扬程的27%、25%、32%,即Z=5的叶轮离心泵扬程下降最少;在叶轮的一个旋转周期内,随着时间的增大,Z=4的空泡体积逐渐增加,Z=5和Z=6的空泡体积逐渐减小;叶片数较少时,叶轮流道内相对轴面漩涡运动剧烈,流体的绝对速度降低,造成泵压头的衰减,加速空化发生。     

水泵水轮机空化流及转轮轴向受力分析

为研究水泵水轮机在水泵工况运行时的空化特性及转轮所受轴向力的变化情况,以某抽水蓄能电站模型水泵水轮机模型为研究对象,基于Zwart空化模型和SST k-ω湍流模型,在不同流量系数下进行不同空化数的三维数值模拟并与实验对比验证。结果表明:在小流量和设计流量工况下气泡首先出现在吸力面靠近前缘位置并逐步向叶片出口和压力面扩展,而在大流量工况下气泡首先在压力面出现,并扩展至吸力面区域且已远离前缘位置,同时探讨了轴向力随着空化数的变化规律。     

长短叶片水轮机内三维粘性流动数值研究

基于RNG κ-ε湍流模型和三维时均N-S方程,计算了长短叶片水轮机全流道三维粘性流动数值,获得了长短叶片水轮机各过流部件内的流场在设计和非设计工况下的流动特性.计算结果可为长短叶片水轮机的水力设计及过流部件的优化设计提供参考.     

景电灌区含沙量对离心泵空化性能的影响

为探明景电泵站运行中过机泥沙含量对泵空化性能的影响，采用Mixture多相流模型和Schnerr-Sauer空化模型对不同含沙量下模型泵的全流道进行数值计算，模拟了离心泵内部固-液-汽三相流场，得到了叶轮内部流动特征，分析了含沙量对叶轮空泡体积分布与空化性能的影响规律。结果表明，含沙水中泵更易发生空化，叶轮内空泡体积分布随含沙量的增加变化不同，在一定的含沙量范围内叶轮空化程度较轻，泵的空化性能较优。研究结果可为沿黄泵站的设计及安全运行提供一定的借鉴。     

叶片进口边位置对小流量工况下离心泵空化特性的影响

为研究叶片进口位置对小流量工况下离心泵空化性能的影响,应用数值计算方法模拟了比转数为81的离心泵的三种模型,得到不同进口边位置的离心泵空化特性,并分析了叶轮内部流场与空化性能曲线的影响关系。结果表明,在小流量工况下,低比转速离心泵叶片进口边位置越靠前,抗空化性能较好,但严重空化后扬程衰减更快,流道直接被空泡堵塞,流道和叶片表面气泡分布较均匀,且气泡充斥流道速度较快,气泡体积分数各流道差值越小。相比较而言,叶片进口位置越靠后,气泡在流道内部和叶片背面分布不均匀,易出现噪声和振动,但在断裂空化状态,气泡并未完全堵塞流道,扬程下降速度较慢。整体来看,在小流量工况下,叶片进口边位置越靠前,离心泵的抗空化性能较好,并通过试验研究验证了模拟结果的可靠性。研究成果可为小流量工况下低比转速离心泵抗空化性能的优化提供参考。     

分流叶片进口直径对离心泵空化特性影响

为探究分流叶片对离心泵空化性能的影响,以IS80-50-200模型泵为研究对象,在模型泵上设计添加了3种不同进口直径分流叶片,利用CFD软件对离心泵进行全流道三维定常湍流空化数值模拟,分析不同汽蚀余量对离心泵空化特性和叶轮内部流场的影响,探究叶轮空化初生和发展规律。结果表明:添加分流叶片后,泵的扬程、效率均有一定程度的提高,且分流叶片的进口直径对扬程和效率的影响不大;泵的H-Q曲线驼峰减弱;泵的抗空化性能均有提高。在研究的水力模型中,当离心泵短叶片进口直径为0.8D2时,泵的抗空化性能最好。添加分流叶片后,长叶片两侧压差减小,叶轮进口处的低压区范围变小,有利于提高泵的抗空化能力。     

交错叶片式双吸泵流动特性分析

为探究交错叶片式双吸泵的内部流动特性,本文基于CFD性能预测方法,在0.19Q_0~1.54Q_0不同流量工况下对某型号交错叶片式双吸泵全流道进行了数值模拟,并研究了泵外特性变化规律,分析泵压力、流速、流线和湍动能分布情况。结果表明:交错叶片式双吸泵效率高,额定工况下效率达到86.2%,高效区范围广,在额定流量工况附近,效率保持在80%以上;泵内部流动稳定,无明显漩涡与回流;在小流量工况下,泵内部流动变得紊乱,在叶轮流道间、叶轮与压水室交界处和隔舌附近存在明显脱流与漩涡,湍动能耗散严重,导致泵效率急剧下降。通过本文研究能对这类双吸泵的高效使用提供一定指导,并为该泵的进一步优化提供一定的参考。     

喷射器结构分析及两类喷射器性能比较

对气力输送喷射器内部流场进行了模拟,从数值计算的角度分析了影响喷射器性能的几个重要因素,并介绍了一种新型的同心气力输送喷射器,将其与传统的气力输送喷射器进行了比较,得出了这种喷射器的优点和实际操作中需要注意的问题。     

锅炉自动控制系统节能改造的实现

我国工业锅炉控制自动化程度不高,其操作基本上停留在手工和简单模拟仪表操作的水平,操作人员不仅劳动强度大,还容易造成运行事故。文中介绍了一种工业锅炉自动控制系统,并讨论了系统的整体构成方案。将可编程序控制器与工业控制计算机相结合,制定出先进的计算机控制系统替代了传统的控制方法。根据这种控制方法控制系统,很容易被实现,并且将达到很好的控制效果。     

汽轮机通流部分改造后机组的回热系统优化

在火电厂中应用先进的气动技术对汽轮机的通流部分进行改造后，汽轮机的膨胀效率会得到提高，而回热系统则偏离了最佳的设计工况。为了解决这个问题，采用非线性优化方法通过变动汽轮机的抽气参数得到回热系统的给水焓升最佳分配方案，从而进一步提高了机组的热力性能。研究方法和结果对火电厂机组的改造具有参考价值。图2表3参8     

浅论电能质量的问题与改善措施

现代电网与负荷构成出现新的变化趋势,由此带来的电能质量问题一直是电力用户的生产需求驱动的,提出了电能质量的问题,阐明了电能质量的内涵和指标,分析了电能质量的检测内容与方法,提出了改善电能质量的方法和措施。     

烟气加热器转子制造工艺介绍

介绍了目前烟气脱硫装置中2种烟气加热器(GGH)转子的结构型式及特点,在制造过程中的一些制造要求及相应的工艺措施,如焊接材料的成分及选用、焊接方法的比较和选择、零件加工的要求、转子组装的要求、工艺程序和多次制造积累的相关经验介绍。制造工艺的日趋成熟,为今后开拓广阔的烟气加热器市场打下了扎实的基础。     

美国清洁能源产业发展战略及对我国的政策启示

美国奥巴马政府把发展清洁能源产业作为战胜危机、占领经济制高点的法宝。本文介绍了美国清洁能源产业发展的重点领域,政府为支持清洁能源产业发展采取的战略举措,并针对我国的现状提出了政策建议。     

全氢炉氢气角度对内罩中气流影响的数值模拟

以国内某钢铁厂常用的全氢炉为例,使用计算机仿真技术对全氢炉炉台氢气进口角度改变后内罩内各处氢气流量的变化进行了仿真研究,研究结果表明氢气入口速度矢量的轴向夹角与切向夹角的变化会主要会引起顶部流通通道、第一、第二层对流板处氢气流量的变化,第三、第四层对流板处氢气流量随着氢气入口速度矢量变化范围不大,且存在"均匀轴向夹角"和"均匀切向夹角",当氢气入口速度矢量的轴向夹角和切向夹角分布在此范围时,顶部流通通道和第一、第二层对流板处氢气流通通道的氢气流量较为均匀,此时有助于内罩内各个钢卷与四周环境的换热。     

燃油注汽锅炉烟气余热回收技术

本文对稠油油田注汽锅炉余热利用潜能进行了分析,探讨了回收烟气余热的必要性。对注汽锅炉烟气余热回收方式进行了研究,提出了注汽锅炉烟气余热回收的方案。经现场实施和测试,分析证实了注汽锅炉烟气余热回收的效果。     

射流参数对高温空气燃烧影响的数值分析

利用fluent流体软件对一种蓄热式烧嘴燃烧性能的影响因素进行了数值分析。研究发现,适当控制预燃室内一次空气的喷入量,可增大火焰体积和温度的分布数值,增强炉温分布的均匀性和降低NOx排放;对比一次空气和煤气单预热时温度场的变化发现,煤气单预热时,火焰长度长,温度高;当两者双预热时炉膛整体温度显著增大;比较煤气和一次空气不同预热方式下炉温的均匀性,双预热时最好,不预热时次之,单预热时最差。     

叶片动应力计算的重要改进及其在不调频叶片设计上的应用

叶栅流场中的叶片受流道中汽流力的作用，同时也承受了流道中谐波汽流力的激振。由于谐波汽流力沿周向波动，其对叶片的激振力应该是流道宽度内谐波激振力的积分。本着这一观念对ASME早期发表的动应力基本方程进行改进，重新作了推导，并指出了降低叶片共振应力的途径。多年来已取得了成功应用，其中涉及带冠单叶片的动强度特性及不调频叶片事故处理的材料综合抗振强度对比分析，对工程实践具有一定的参考借鉴的价值。