泡状入流条件下离心泵喘振特性试验研究

设计离心泵全流道可视化试验装置,结合高速摄像技术研究泡状入流条件下离心泵的喘振特性,揭示叶轮内气液相分布与泵喘振的关联机制,分析入口体积含气率、液相流量和转速对泵喘振特性的影响,并基于研究对象和试验结果,对比几个典型泵喘振临界体积含气率预测关联式。结果表明,离心泵的喘振主要受泵内气液两相分布影响,当叶轮内流型由气囊流转变为分离流时,泵发生喘振现象;入口体积含气率增加直接导致泵发生喘振,入口体积含气率的变化影响叶轮内流型,进而影响泵的性能;离心泵喘振条件下,通过合理调节液相流量来改变泵内流型,可以减轻泵的喘振;增加转速可以延缓叶轮内气液分离,推迟泵喘振现象发生,增加泵的携气能力,进而改善泵的性能。已有的喘振预测模型获得的临界体积含气率与试验结果相比尚存在一定的偏差,目前仍然缺乏针对蜗壳式离心泵的喘振预测模型。     

气液两相流中上升气泡体积的计算方法

通过高速摄像机拍摄气液两相流中上升气泡的运动过程,分别记录不同直径的气孔所产生的单个气泡上升过程的连续图像,结合数字图像处理技术,提取了气泡的面积、当量直径、几何中心、速度、加速度等特征参数.并在此基础上,应用两种计算气泡体积的方法:几何方法和受力分析法,实现了气泡体积的初步计算.几何方法计算气泡体积是根据图像中气泡的形状构造一个与气泡体积相当的椭球体,进而计算椭球体的体积;而受力分析的方法则是通过分析气泡在垂直方向上的受力情况,根据牛顿第二定律推导出气泡体积的计算公式.并对两种方法计算出的气泡体积值进行分析对比,阐明了这两种方法适用情况,计算出单个气泡上升情况下的气相体积含气率.     

50YXB-42液下旋流泵设计

旋流泵是无堵塞泵的一种,无堵塞性较好,但磨损率较高。其主要结构特征是叶轮退缩在压水室后面的泵腔内,叶轮的前面有一段无叶腔,叶轮主要型式为开式叶轮。叶轮在泵腔内旋转时在叶轮的前面形成两种流动：贯通流和循环流,贯通流通过叶轮和压水室流出,循环流在无叶腔内作循环流动。液下泵则是一种立式、叶轮淹没于液体、无需灌泵、密封性能较好的一种泵型,可以广泛替代自吸泵。叶轮悬空的液下旋流泵则是集旋流泵、液下泵优点于一身,同时又具有可靠性较高、生产维护成本较低等特点,是一种新型的液下泵。     

气液两相流泵的研究进展

介绍了气液两相流动的主要计算模型,总结了现有两相流泵的特点,对有关两相流泵的流场分析,性能预测,试验研究及水力设计等方面的现有成果分别进行了综述,对应进一步深入研究的问题及研究中应遵循的一些原则进行了初步探讨。     

科氏流量计应用于气液两相流测量的实验研究

以空气-水为介质,对科氏流量计应用于气液两相流双参数测量进行了实验研究.实验过程中保持液相流量一定,通过加入不同体积分数的空气来分析含气率对科氏流量计测量精度的影响,采用Weisman垂直上升管气液两相流流型图与实验数据进行了比较.结合实验结果,初步归纳出含气量、流型和科氏流量计测量精度之间的关系,总结出液相中含气影响科氏流量计测量精度的主要因素及其影响规律,为进一步研究科氏流量计气液两相流测量误差修正提供了一种技术方法.     

离心式气液两相流泵的试验研究

通过对QYS100－20型离心式气液两相流泵的试验，分析和研究了泵的性能，获得了研制高含气量的气液两相流泵的宝贵经验。     

气—液两相流旋流喷嘴雾化特性研究

液体的有效雾化是当前气液两相流研究中的重要课题,这其中雾化喷嘴的选择能很大程度影响雾化效果。通过查阅大量文献,对不同类型的气液两相流旋流喷嘴的结构、工作原理以及影响雾化效果的各个因素(包括:喷嘴结构、压缩空气压力以及气液比)做出了论述。在实验中采用压缩空气作为雾化介质,利用lyc2000激光粒度仪测量了不同情况下的喷雾特性参数如油雾粒径、油雾浓度等。同时对气液两相流旋流喷嘴雾化特性进行分析,并做了图表分析和曲线拟合。     

油气润滑气液两相环状流流动特性分析

建立油气润滑气液两相环状流的数学模型,通过Fluent仿真,研究水平管内环状流的形成机制以及油气流速对其影响趋势。结果表明:气液两相流型随气相速度的变化,从分层流向环状流和雾状流转变,其中分层流向环状流的转变是附壁效应和气相涡旋流动的结果,环状流向雾状流的转变是气相撕裂油相形成细小油滴,并均匀混合的结果;在一定范围内最短进口长度和气速成正比关系。     

轴承腔油气两相泡状流动的数值研究

航空发动机轴承腔过热或着火等现象与腔内油气两相泡状流动有关,需要通过数值计算研究两相泡状流动特性,从而为轴承腔润滑设计提供参考依据。针对上述问题,以某型航空发动机轴承腔为对象,建立轴承腔润滑油气液两相泡状流动模型,借助该模型研究润滑油介质运动状态。在建立模型方程时,考虑气泡直径尺寸大小和破裂聚合的影响,引入气泡种群方程和破裂聚合模型,并基于两流体模型和 两方程湍流模型,建立轴承腔内润滑油两相泡状流动计算模型。通过数值计算,模拟出轴承腔内润滑介质流场,最后利用国外文献的试验数据对理论分析进行了验证。研究表明,轴承腔润滑介质中气泡直径尺寸分布状态以及与转速的关系,揭示空泡率、转子转速和润滑介质进口速度等工况条件对轴承腔润滑油性能的影响。与国外试验数据的对比证明了该理论分析方法在航空发动机轴承腔润滑系统设计的可靠性和可行性。     

固液两相流泵叶轮的优化设计方法

论述利用两相流理论优化设计固液混输泵叶轮的方法，首先建立数学模型，其中轴面几何参数优化数学模型中，进口建立单目标函数，出口建立多目标函数，并采用线性加权法构成一个新目标函数。权重系数可视需要灵活选取。平面几何参数优化数学模型，是在轴面几何参数优化的基础上，以流道内水力损失最小为原则建立目标函数，优化出叶型包角的最优值。优化计算使叶轮几何参数之间优化匹配得当，整泵的效率提高，寿命延长。     

基于激光扫描的密集泡状流三维重建与优化

为测量密集气液泡状流的流动形态及参数,建立了基于激光扫描的三维可视化测量系统。采用片状激光结合旋转正多边形棱镜实现对流场的光学扫描,高速摄像机采集扫描切片图像,首先对图像进行预处理。针对扫描成像中产生的切片重复曝光问题,提出二阶微分平均卷积优化算法,该方法不仅可以有效提取多切片图像中重复曝光的特征点,而且可以去除冗余及噪声信息。实验结果表明,针对分散相遮挡的密集泡状流,基于激光扫描可完整重建其三维结构,二阶微分优化算法可以有效降低重建畸变影响,重建后体积含气率的相对误差优于6%。激光扫描方法非侵入、重建精度高,具有传统方法不可比拟的优势。     

固液两相流泵性能参数影响实验

在工业生产领域中,固液两相流泵是运用普遍的流体机械。泵的性能参数影响泵的效率与使用寿命,基于此,研究固液两相流的介质特性和泵结构参数对泵性能参数的影响,对测试系统中的硬件、软件系统、试验管路、关键仪器仪表的选择进行了设计搭建。利用由Lab VIEW与PLC组成的固液两相流泵性能参数的测试系统,完成固液两相流泵性能参数影响因素的判定。     

Φ150两相流泵试验台

本文详细介绍了试验台装置系统与测试系统，并进行了台位精度的初步分析。该台位符合两相流泵标准及有关国际规程要求，同时采用计算机辅助测试，符合现代测试规范，为两相流泵设计与生产提供了一种有力的科研测试手段。     

Φ150两相流泵试验台

本文详细介绍了试验台装置系统与测试系统,并进行了台位精度的初步分析。该台位符合两相流泵标准及有关国际规程要求,同时采用计算机辅助测试,符合现代测试规范,为两相流泵设计与生产提供了一种有力的科研测试手段。     

旋流泵内部固液两相流动的CFD模拟分析

基于雷诺平均N-S方程,对旋流泵金属蜗壳叶轮在清水和固液两相流动时的内部流场进行三维CFD数值模拟。采用Pro/E三维造型软件进行几何造型,应用Fluent软件,选用雷诺平均N-S方程,输送清水介质使用标准k-ε紊流模型,输送含有固体颗粒的两相介质采用k-ε-Ap模型,结合SI MPLE算法,采用笛卡尔坐标,混合四面体非结构网格,对其内部流场进行了三维CFD数值模拟。对固体颗粒直径发生变化时的固液相速度分布情况进行详细分析。结果表明,它们的速度分布和实际情况基本吻合。     

Ⅱ型压电超声流微泵的流动特性分析

基于声流原理设计了一种H型压电超声流微泵,分析了各种因素对微泵出口平均速度的影响.采用直接流法计算得到了微泵体内的声流速度矢量图,实现了泵体结构的优化设计.进一步研究了超声流微泵出口平均速度与声流振子的振动位移、驱动频率以及流体动力粘度之间的关系,模拟了出口背压对出口平均速度的影响.分析结果表明,在流体动力粘度较小时,所设计的H型超声流微泵具有较好的泵送性能,通过改变驱动频率和驱动电压能方便地实现微流体的驱动控制.     

两相流泵的轴封设计

分别给出两相流泵中经常使用的4种轴封的结构形式以及其主要设计计算公式,列举了3个计算实例。     

基于同轴相位传感器气液两相流截面含气率测量方法

利用电磁波技术,设计了基于电磁波原理的同轴线相位传感器,提出了含气率测量的相移原理,给出了含气率与相位差的函数关系,并在内径50.0 mm的不锈钢测量管段进行了48个实验点的垂直管气液两相流截面含气率测量实验。实验结果表明：通过对3种现有模型的测量结果进行分析比较,Lockhart-Martinelli模型的测量结果与预测结果的平均绝对误差为18.32%,相较于其他2种模型更适用于弹状流的流型,该测量方法和测量模型具有一定的有效性和准确性。     

离心式固液两相流泵的叶轮设计

阐述离心式固液两相流泵的叶轮设计的方法,分析了基于不同两相流理论的叶轮参数的选择方法,指出叶轮型线设计是固液两相流泵设计的重要环节,并阐述了基于边界层理论的叶片型线设计方法。