离心式血液泵外特性及内部剪切应力研究

为研究运行参数对泵性能及剪切应力的影响,采用高速摄像技术对泵内流动进行拍摄,并对泵内剪切应力状况进行数值模拟。建立血液泵内部流动可视化试验方法,揭示了泵的外特性随叶轮转速及血液流量的变化规律,同时阐明了泵的结构及运行参数对泵内剪切应力的影响。研究结果表明：泵内高剪切应力主要集中在蜗舌及叶片尾部,降低转速和增大流量都能够有效降低泵内剪切应力;试验所得流体运动轨迹与模拟结果相一致,且外特性误差在6.9%以内。     

低温液氮泵空化模型修正及内部流动数值研究

为了研究低温泵内的空化流动,考虑热力学效应,对现有Zwart空化模型进行了修正,并通过NACA0015水翼的空化实验验证了修正后模型的可行性。同时采用数值模拟的方法分析低温泵在输送液氮介质时所产生的空化流动现象,获得了低温泵的空化性能、叶片表面中间流线上的载荷分布情况和流道内的温度分布规律。研究结果对准确预测低温泵的空化性能,提高低温泵的抗空化能力具有意义。     

表面亲疏水特性对毛细管内双组分渗流特性的影响

垫片密封泄漏预测模型一般基于Hagen-Poiseuille定律。该定律适用于气体或液体的单组分泄漏预测，而对于双组分或多组分介质的泄漏，其适用性有待进一步研究。在考虑泄漏通道亲疏水特性的基础上，采用格子玻尔兹曼方法（LBM）模拟矩形微通道内的双组分渗流过程，获得不同密度的双组分介质在毛细管内流动的基本规律。研究发现，通道的亲水和疏水特性对双组分渗流的影响显著，具体表现为黏滞在亲水性壁面上的重组分使流动通道的截面积缩小，从而使轻组分的流量下降。研究表明，双组分在亲水性壁面通道内的流动不同于一般的双组分混合流动，因此在利用Hagen-Poiseuille定律预测渗流时需对公式进行修正。     

离心泵转子-轴承系统临界转速的数值研究

为了使离心泵在运行时能远离临界转速,需要对离心泵转子-轴承系统进行合理设计。利用有限元软件ANSYS建立了离心泵转子-轴承系统模型,计算了该转子-轴承系统的临界转速,分析了支承刚度和支承间距对临界转速的影响。结果表明:相对其他轴段,支承之间的轴段长度对临界转速有明显影响;支承间距和支承刚度的增加都能明显提高转子系统的前2阶临界转速。     

基于遗传算法的多泵系统优化运行研究

多泵系统的优化运行是保证整个工业系统经济运行的关键因素之一。在二次函数拟合泵的性能曲线基础上,提出了以多泵系统综合电费最小为目标的系统优化调节的数学模型,利用遗传算法对给定约束条件下的多泵系统优化运行数学模型进行求解,获得多泵系统最优化运行方式。实例表明遗传算法可用于多泵系统的运行优化。     

非链式脉冲DF激光器非稳腔设计与实验研究

采用正支虚共焦腔型对非链式脉冲DF激光器进行非稳腔参数设计并开展实验研究,通过与平凹型稳定腔的对比,揭示了非稳腔在压缩激光远场发散角、提升光束质量方面的显著优势。选取能体现远场能量集中度以及实际光束与理想光束偏移程度的衍射极限倍数β为光束质量评价参数,实验中以86.5%环围能量定义光斑大小,并利用90-10刀口法测量光斑尺寸。通过对不同放大率及模体积的9组非稳腔实验结果的对比,得到了设计优化非稳腔结构参数的规律。综合输出能量、远场发散角、衍射极限倍数β三方面因素,得到了最佳非稳腔参数为放大率M=1.89,后反射镜口径D=40mm,此时激光远场发散角(全角)为0.74mrad,β=1.35,输出能量为1.86J,峰值功率为16.4MW。     

光子热丝法沉积金刚石膜

采用一种改进的热丝CVD系统沉积金刚石膜,在传统热丝CVD腔中设置一套红外线发生器,中心波长3.5μm,处于氢与甲烷分子拉伸振动吸收峰位置。由于共振吸收能量使反应气体分解加强,在反应区获得较高浓度的原子氢和活性碳氢基团,使金刚石膜的生长速率和品质得到了提高。     

气液两相流泵内气泡大小及分布规律研究

为了研究气液两相流离心泵内的气泡分布规律以及气泡大小对数值模拟的影响,采用高速摄像技术对泵内气液两相流动进行可视化试验,采用Fluent中的Eulerian模型和SST k-ω湍流模型对泵内的气液两相流动进行数值模拟.在转速为400 r/min、液相流量为10 m3/h和气相流量为0.5 L/min时,泵内流型为孤立泡...     

气液两相流泵断气过渡过程数值模拟研究

为了探究离心泵内部断气过渡过程,课题组采用Eulerian-Eulerian非均相流模型和SSTκ-ω湍流模型对泵内气液两相流动断气过渡过程进行了数值模拟,揭示了泵内过渡过程流动规律,确定了泵内断气过渡过程结束的判定依据.研究结果表明:采用泵出口气相体积分数作为判断断气过渡过程结束的依据更为准确,当t>0.6 s后,泵...     

基于速度系数法的熔盐离心泵叶轮优化设计

本文首先分析了优化设计基本数学模型,而后得出了叶轮优化设计的数学模型,最后又结合优化实例,采用FLUENT模拟运算法对熔盐离心泵叶轮优化设计加以分析。