水能回收装置引水部件内部流场的CFD分析

根据某石化公司的节能需要,采用水力机械工作原理研究开发出一种卧式轴流式水能回收装置。 为了优化结构、保证性能及提高水能回收效率,在研究开发工程中,对其引水部件的内部复杂的紊流流 场采用CFD技术进行粘性流动的数值模拟,以取代模型试验。通过对流场的可视化分析,表明圆形断 面的蜗壳进水的均匀性、形成的速度环量比矩形断面的更好。为水能回收装置引水部件优化设计提供 了依据。     

基于数值试验的水轮机改造新方法

传统的水轮机改造方法是针对水电站水轮机中拟改造的过流部件和实际运行条件，采用类似新电站设计的多方案设计和模型试验进行性能对比来论证改造方案和验证设计，在水轮机改造过程中，因受到了已有流道的限制，其过流部件与新建电站的设计思路有很大的差异，根据水轮机改造中过流部件设计的特点，基于数字化设计与试验的思想，对全流道进行联合的三维粘性流动数值模拟，在数值模拟的基础上进行性能预测，以数值试验取代模型性能试验，提出一套基于数值试验的水轮机改造技术，并简介该技术在水电站水轮机改造中的实际应用情况。     

我国已建抽水蓄能电站机组振动问题综述北大核心CSCD

随着我国经济建设的快速发展和转型升级,抽水蓄能技术在电力系统中,尤其是可再生能源的开发和利用过程中发挥着越来越重要的作用。我国抽水蓄能电站建设经历了快速发展阶段,并逐渐进入加速发展新阶段,目前已建电站机组出现的振动问题在行业内引起了高度重视。本文结合我国已建抽水蓄能电站机组转轮叶片和活动导叶数组合统计以及一个具体案例分析,对造成机组振动的主要原因——动静干涉和相位共振进行了详细的阐述,指出应集中对9/20和7/20及其相关水力激振机理的动态设计展开科学研究。结合对300 m水头段各大抽水蓄能电站所发现的振动问题,文章建议凝聚科研方向,积极开展对原型振动和水力脉动的现场测试和振动内在动态机理的理论、数值仿真和试验研究,不仅可解决已建机组的振动问题,提高机组的运行安全可靠性,延长寿命,而且对保障我国正在进行大量抽水蓄能的安全建设有非常重要且积极的意义。     

分流叶片离心泵非定常流动及动力学特性分析

为了研究在流固耦合作用下分流叶片对低比转数离心泵内部非定流动及结构动力特性的影响,以高温熔盐泵为研究对象,采用计算流体力学软件ANSYS CFX12.1和有限元软件ANSYS Workbench对有/无分流叶片的两种方案高温熔盐泵,进行了考虑泵内部流场和结构场的相互作用的双向流固耦合求解。对比分析了两种方案对泵非定常流动及结构动力特性的影响,结果表明:流固耦合作用使得各监测点的压力脉动和径向力脉动规律和幅值均发生了明显变化,说明在该类泵的流场模拟中,流固耦合作用较明显,不可忽视;分流叶片的添置减小了流场内压力脉动及径向力脉动幅值;带分流叶片转子的变形量变化梯度、等效应力变化梯度、最大变形量及最大应力值均小于不带分流叶片转子,且带分流叶片转子等效应力随时间的变化也明显小于不带分流叶片转子。即分流叶片的添置不仅有利于提高转子的承载能力,而且还有利于改善转子的变形和受力,从而提高转子的抗疲劳能力。     

机械搅拌槽内非牛顿流体内流特性研究

在工业生产中获得广泛应用的机械搅拌混合,其流体大都是非牛顿流体,具有与牛顿流体不同的流变性质（弹性效应,剪切稀化以及剪切变稠）,所以急需对非牛顿流体情况下搅拌槽内的内流特性开展研究。基于Lin-A315桨型的粒子图像测速技术（Particle Image velocimetry,PIV）试验结果对搅拌槽内非牛顿流体的流场特性进行定常/非定常数值模拟,研究不同质量分数的黄原胶溶液在不同搅拌速度下的轴面流速分布、湍动能分布、径向截线的流速剖面、所需要的搅拌混合时间以及搅拌能耗。结果表明,数值模拟可以很好地模拟分析机械搅拌槽内非牛顿流体的流场特性;提高搅拌速度可以增加槽内主循环流的范围和强度,搅拌槽内涡的分布和湍动能分布范围也相应变大,与100 r/min相比,300 r/min和500 r/min工况下的轴向速度最大值增加3.6倍和5.9倍,所需要的混合时间缩短0.46倍和0.36倍;增加黄原胶溶液的浓度会减小流场的主循环流范围,增加速度梯度,降低槽底区域循环速度,所以与非牛顿流体溶液浓度的变化相比,所需要混合时间对转速变化更为敏感;另外提高搅拌速度会增加搅拌能耗,因此对低浓度非牛顿流体宜选择中等转速、高浓度非牛顿流体宜选择高转速以有利于溶液混合和能源节约。     

水能回收装置引水部件内部流场的CFD分析

根据某石化公司节能需要 ,采用水力机械工作原理研究开发出一种卧式轴流式水能回收装置。为了优化结构、保证性能及提高水能回收效率 ,在研究开发工程中 ,对其引水部件的内部复杂的紊流流场采用CFD技术进行粘性流动的数值模拟 ,以取代模型试验。通过对流场的可视化分析 ,表明圆形断面的蜗壳进水的均匀性、形成的速度环量比矩形断面的更好 ,为水能回收装置引水部件优化设计提供了依据