合成射流与主流相互作用的数值研究

本文采用动网格技术,利用大涡模拟求解三维N-S方程,对直射流以及倾斜角为30°的斜射流进行了三维数值模拟。数值模拟结果表明:数值模拟的直射流出口速度曲线与理论速度曲线吻合较好,通过直射流与斜射流对比发现,直射流产生的涡环为对称涡环,而斜射流的为不对称涡环;直射流射流出口时均速度影响范围大于斜射流,但是其射流宽度小于斜射流射流宽度。本文还分析了射流与主流的相互作用,数值模拟了不同主流速度下射流的运动状态,结果表明:主流速度为2.0 m/s时,直射流产生的涡环受到主流的作用发生倾斜,斜射流产生的涡环由于主流的作用,变成典型的马蹄涡形式;由于射流对主流的影响,直射流对主流速度起阻碍作用,减缓了边界层及附近主流的速度,斜射流加速了主流边界层内的流体速度,使边界层速度更加饱满;随着主流速度的提高,射流产生的涡环被主流吹扫进入边界层,在壁面上发生破裂,与边界层内流体混合,射流对主流的的影响减弱。     

基于阀芯设计《画法几何与机械制图》课程教学创新

针对教学中课堂抬头率低、知识工程应用不明确和课后不会学习与思考这三大“痛点”。本文进行教学改革和创新,提出了“一次课解决一个工程问题”的中心思想,通过“提出工程问题+学习解决办法+解决工程案例的3个+”模式进行教案设计,以阀芯设计工艺流程开展课程设计。结果表明,教学改革创新效果显著,主要体现在挂科率降低,抬头率升高。学到的知识、能力得到综合运用,学生多次参加比赛,并取得优异成绩。     

变角调节斜流泵振动特性试验测试及数值模拟

大型斜流泵广泛应用于给水排水等重点水利工程中,振动大是影响其稳定运行的关键因素。本文首先对其实际运行过程进行测试,结合数值模拟技术对不同叶片角度下泵内部不稳定流动特性进行分析,结果发现:数值模拟监测点与实测点的脉动频谱变化规律基本相同,脉动主要发生在低频区,转频为主因,通过频率为次因;在小流量区域均有一段不稳定区域,且叶片角度从-80到+20的调度过程中,不稳定区域逐渐增大,在80%以上效率区间,流量范围可以从8 m3/s达到21 m3/s;叶片角为+10时,有效扬程在误差最大,达到6.92%,而其他误差均在5%以内,最大效率误差均小于5%;叶片角为"+"的压力脉动大于叶片角为"-"角时的压力脉动,且最大值均出现在导叶与叶轮耦合交界面处。上述研究成果能够为同类变角调节叶片泵振动特性分析提供参考。     

抽芯式斜流泵振动频谱的研究

针对大型抽芯式斜流泵机组振动严重,本文采用数值模拟和试验对其振动频谱进行研究。分别对双向FSI模型和单一流体域模型进行比较,模拟结果表明双向FSI模型的有效扬程更加准确,模拟出的内部流场规律符合实际流动。计算得到其内部水力激振的通过频率为24.5 Hz;采用附加质量法对转子部件进行模态分析,得到一阶模态接近44.79 Hz,与实测频率在44.5Hz左右处出现的一个小波峰相符;测试转轴轴心轨迹,得到轴心轨迹为偏心椭圆,转频为4.08 Hz与实测频谱的主振频相同,研究结果表明斜流泵振动主要是由于转子不平衡引起。     

提高隔膜计量泵自吸能力的阶梯式活塞结构与流体动力特性研究

隔膜计量泵广泛应用于石油化工等领域,提高自吸能力一直是隔膜计量泵需解决的关键技术之一。本文提出了一种基于阶梯式活塞结构的强制性补油系统,以提高隔膜计量泵的自吸能力。应用流体力学基本原理,建立了阶梯式活塞与缸体间真空腔压力形成与吸上真空度之间的解析关系,并以试验研究进行验证。结果表明:在设计工况条件下,模型泵与传统隔膜计量泵相比自吸高度提高了1.48 m,与设计值相比较误差小于1%。     

不同导叶数对立式斜流泵水力特性影响的研究

为探索立式斜流泵导叶片数对水泵水力性能的影响,选择比转数ns=542.3的模型泵为研究对象,分别对双向FSI模型和单一流体域不同模型进行了比较研究。结果表明,双向FSI模型更加适合模拟斜流泵,能反映泵内水体真实流动规律;随着导叶片数的增加,泵内水力损失逐渐增大,当导叶数增加到7片时,泵内水力损失最大,占总扬程的15.20%;当导叶为3片时,泵内水力损失最小,只占总扬程的3.34%,且导叶出口速度分布以及导叶表面静压分布都较为合理。研究结果可为立式斜流泵导叶数的选择提供参考。