风机进气箱内气体流动特性的数值分析与优化设计

通过对电站离心式锅炉风机进气箱内三维粘性流场的数值模拟, 分析了进气箱几何结构和尺寸对进气箱内气体流动特性的影响, 数值模拟结果对进气箱几何结构和尺寸的优化设计和老式进气箱的改造具有一定的参考价值。     

离心风机内部流场三维数值模拟

随着计算流体力学和计算机技术的快速发展,流体机械内部流场的研究有了很大的进展,目前用CFD软件对离心风机内部湍流场的数值模拟成为一种重要的研究方法,文章采用CFD商用软件FLUENT6.1对离心风机内部流场进行了三维数值模拟,分析其内部的流动情况,并根据数值模拟结果优化相关的设计参数,以保证离心风机具有良好的性能。     

增压器涡轮蜗壳及有叶喷嘴内气体流动的数值计算

对SJ135增压器的涡轮蜗壳及喷嘴用Pro/E进行了流场计算区域的建模,用FIRE软件对蜗壳及喷嘴划分网格,根据计算流体力学(CFD)基本方程和K-ε双方程模型,采用有限体积法对其进行了三维可压缩粘性流场数值计算,得到了内部流动的模拟结果,通过对计算结果的分析,直观地掌握了蜗壳及喷嘴内部的流动情况,找出了蜗壳及喷嘴产生局部流动损失的部位和影响因素,为进一步改进蜗壳通道和喷嘴型线,减少流动损失提高能量转换效率提供了依据.在对双腔半周进气的涡轮蜗壳及喷嘴的流场数值计算中,喷嘴出口采用等压边界条件会对计算结果带来一定的误差.     

增压器涡轮蜗壳及有叶喷嘴内气体流动的数值计算

对SJ135增压器的涡轮蜗壳及喷嘴用Pro／E进行了流场计算区域的建模，用FIRE软件对蜗壳及喷嘴划分网格，根据计算流体力学（CFD）基本方程和K-ε双方程模型，采用有限体积法对其进行了三维可压缩粘性流场数值计算，得到了内部流动的模拟结果，通过对计算结果的分析，直观地掌握了蜗壳及喷嘴内部的流动情况，找出了蜗壳及喷嘴产生局部流动损失的部位和影响因素，为进一步改进蜗壳通道和喷嘴型线，减少流动损失提高能量转换效率提供了依据．在对双腔半周进气的涡轮蜗壳及喷嘴的流场数值计算中，喷嘴出口采用等压边界条件会对计算结果带来一定的误差．     

新型离心式气液分离器的数值模拟

应用fluent数值计算软件,针对自行设计的新型气液分离用离心式分离器进行了内部流场的数值模拟,采用三节点三角形单元划分网格,以保证模型精度.同时采用修正的RNG方程建立湍流模型,以适用于本实验所设计的气液分离器.在此基础上采用牛顿-拉格朗日差值法进行计算,用双精度计算保证计算结果的精度,方程中各项的离散采用二阶迎风格式,压力-速度的耦合采用CFD中经典的SIMPLE算法求解.给出了计算结果,并通过现场实验验证数值模拟计算所得到的结论.     

PEM燃料电池进气箱的流场分析与结构优化

建立了一个燃料电池堆进气箱的三维结构模型，应用计算流体动力学软件分析流场。描述了空气箱中的典型流动，同时还讨论了影响空气箱内空气流动的主要因素。通过研究进气箱结构形状及尺寸对箱内空气流动的影响，发现采用合适的扩压型进口加流线型挡块可以使空气箱出口处空气流速比较均匀。     

电厂离心风机容积损失的数值分析

利用FLUENT对离心风机蜗壳内部流场进行三维数值模拟,得到其流动特征及容积损失情况。针对模拟结果设计出一种圆弧型防涡圈,对加装防涡圈后的离心风机进行数值模拟,结果表明加装防涡圈后的风机,其旋涡强度降低,流场流动得到改善,容积损失大为减少。     

风道入口段的数值模拟及优化设计

根据某工程双吸离心风机风道布置的特殊要求,采用单吸风口、双出口的风道结构。为了保证风机2个进风口空气流量分配的均匀性,利用计算流体力学软件对风道内流动进行了数值模拟。通过模拟结果发现,风道入口的湍流区对出口流量分配影响明显,需要对入口处的空气流动采取导流措施。计算结果显示,优化入口风道结构后,双出口流量分配达到了很好的均匀性。     

柴油机高压进气流动模拟中的湍流模型应用研究

针对柴油机功率密度提高后,进气流动马赫数增大导致严重的流动分离现象,采用k-ε和k-ζ-f湍流涡粘度模型,对U型通道内的气流的运动进行了数值模拟.结果显示k-ζ-f湍流模型能更有效地捕捉到分离流动现象.建立了等效进气门模型,应用三维CFD技术模拟了进气流动速度场,与PIV试验结果对比表明,k-ζ-f模型能更准确地表征进气流动的旋涡和流动分离现象.选择k-ζ-f湍流模型对柴油机直进气道在高压差进气条件下的流量系数进行了模拟,与试验结果吻合良好.     

横流式农用清选风机内部气体流动数值模拟研究

本文应用有限元方法,建立了横流式农用清选风机内部的气体流动数值模拟模型。该方法避免了以往的计算方法在复杂边界上的繁琐处理,使分析过程大大简化。经过计算分析与实验比较,其结果是令人满意的。这种分析方法对横流风机的理论分析及结构优化设计具有一定的实际意义。     

基于数值仿真的离心风机叶片优化设计

为了提高离心风机的效率,提出一种基于CFD数值模拟仿真分析的优化设计方法,首先对离心风机内部流场进行数值模拟,然后根据数值模拟获得的风机性能数值进行优化设计。以9-26-10D型离心风机为研究对象,改变叶片相关参数,通过数值模拟计算与分析可得到:当风机的流量在19 000 m3/h附近时,效率较高;将离心风机的叶片数量更改为18片,与16叶片数的原始模型相比,在流量为19 000 m3/h处,风机的全压提高了130.70 Pa,效率提高了1.75%;将离心风机的叶片圆弧半径更改为112.5 mm时,与125 mm半径的原始模型相比,在流量为19 000 m3/h处,风机的全压提高了429.33 Pa,效率提高了5.77%。结果表明:这种方法可以对离心风机叶片进行优化设计。     

基于有限体积法的G4-73型离心风机三维流场数值模拟

基于有限体积法,利用Fluent软件对G4-73型离心风机内部流场进行了全三维数值模拟。结果表明:蜗壳内的低能流体区沿轴向朝流动方向推进;叶轮内的静压和动压在叶片吸力面靠近叶轮进口处最低,叶轮流道中动压等值线呈"凸"型分布,在叶片压力面靠近叶轮出口处静压和动压达到最大值,且叶轮出口相对总压损失集中在吸力面和前盘侧。     

通风机进口节流调节特性的试验及分析

按国际《通风机空气动力学性能试验方法》的规定和要求,在某型号通风机上进行出口节流与进口节流的对比,得出了与传统观点不一致的结果;只有当入口节流调节在风机的入口前形成强制正预旋流动的特殊情况下,入口节流调节才会比出口节流调节省电,蓁情况均是出口节流比入口节流调节省电。     

入口导流栅几何参数对高速泵诱导轮空化特性的影响

高速离心泵空化问题机理相对复杂,通常认为诱导轮间隙泄漏涡与回流漩涡是影响高速离心泵空化的主要原因。本文通过在诱导轮入口前增设导流栅来抑制旋转涡,达到提高离心泵空化性能的目的。采用RNG k-ε湍流模型,对带有矩形、椭圆形两种不同形状导流栅的离心泵进行全流场模拟,分析高速离心泵全流场数值计算结果,对比增置导流栅前后离心泵空化特性以及进口段流场。结果表明:带椭圆形导流栅的离心泵临界空化数有所降低,空化性能得到改善;增设导流栅后,诱导轮进口段旋转强度明显减弱,离心泵扬程均有明显提升,其中椭圆形导流栅方案较原方案提高了3%。     

基于STAR-CCM+的通机整机流场数值模拟

基于CFD方法,采用STAR-CCM+ 11.06流体仿真软件对某通机整机流场特性进行分析,研究了风扇罩开孔、箱体底部开孔、风扇罩内侧挡板及位置等对流场特性及风量分配的影响。对6种不同结构改进方案的仿真结果表明:不同结构下整机流场分布特性与其原始结构分布特性基本一致,发动机表面平均速度相差不大;箱体底部开孔面积从240 mm2增加到320 mm2且风扇罩内右部分挡板上移5 mm的结构改进方案具有较好的流场分布特性,该结构方案在箱体底部、缸头中间及排气道附近的风量分配略好,风扇入口总风量提升明显,相比原始结构总风量提升了6%,有利于整机冷却性能的提升。通过对通机整机的流场分析及结构方案设计的流场特性评估可为后续整机产品的前期设计与开发和系统匹配提供理论支撑。     

Performance analysis and improvement of a high flow coefficient centrifugal compressor

Very high flow coefficient centrifugal compressor stages are mostly applied as the first stages of multistage compressors.The performance of this type of stages is critical to the entire centrifugal compressors,but surprisingly little related information is available in the open literature.A centrifugal compressor with high inlet flow coefficient of 0.2,presenting a narrow operating range and unstable running situation even at design speed during the test,is investigated here.To reveal flow details in this centrifugal compressor,numerical simulations have been carried out and indicate that excessive impeller flow diffusion results in the poor performance of this centrifugal compressor.With the same inlet flow coefficient,six redesign cases coming from an in-house one-dimensional analysis program are proposed together with impeller trimming and equal flow area design method for corresponding vaneless diffuser.Performance comparison among these redesign centrifugal compressors is presented and the most suitable one is recommended for test in the future.In addition,three redesign cases with lower inlet flow coefficient developed by means of flow trimming are shown in the end to satisfy potential application areas.Finally,the results in this study can provide valuable reference information for multistage centrifugal compressor design.     

无线侦察爬壁机器人专用离心风机

为满足无线爬壁机器人在侦察环境下的工作要求,设计了新型离心风机。首先分析了机器人在工况下密封系统漏气与离心风机排气动态平衡的气动热力学过程;在此基础上,应用现代计算流体力学方法(CFD)进行了风机流场仿真和特性分析,设计了墙壁适应能力好、高效率低噪音的离心风机;最后试验表明:当墙壁缝隙小于1 cm时机器人可以安全工作,续航时间为45~60 min,噪音满足1 m距离小于70 dB的低噪音要求。