重型燃气轮机进气系统流场分析

为了揭示燃气轮机进气系统内部的流场特性,为进气系统的优化设计提供理论依据,以某型燃气轮机进气系统为研究对象,采用全三维数值模拟方法,分别对进气系统前侧进气道和进气蜗壳进行分析。计算结果表明,进气道总压损失较大的区域集中在过渡段后靠近上壁面、弯头靠近内壁面处,在气流折转处应尽可能设计成圆弧过渡;进气蜗壳内收缩喷管处由于气流急剧加速是进气系统最大的损失源,同时蜗壳出口轴流段不宜设计过长,否则会产生较大的分离涡。     

某工业轴流压缩机进气蜗壳数值研究

以某工业轴流压缩机的进气蜗壳为研究对象,通过改变进口形状、增加导流肋板进行改型设计,采用CFX软件进行流体动力学计算,分析改型设计对进气蜗壳气动性能的影响。     

CFD在生物反应器结构优化改进上的应用

降低微藻生物质积累成本是解决微藻生物柴油技术产业化发展的关键技术之一。气浮开发式跑道池光生物反应器是最具被运用于大规模培养潜力的反应器之一。文中借助计算流体动力学(CFD)对影响微藻生物质积累的反应器结构和尺寸进行优化改进,研究了进气口位置设计和添加导流板结构对反应器流场分布的影响。模拟计算结果表明:添加导流板结构和将进气口位置对称设置在反应器长度方向的拐弯处都能较好地改善反应器流场分布,提高平均速度,降低死去比例,有助于微藻生物质积累;添加导流板的平均速度比无导流板时提高了14.6%,死区比例为无导流板时的5.7%。     

双吸离心通风机流场数值研究

针对某双吸离心通风机,生产企业为节约成本,对风机轴向尺寸、进气室和蜗壳形线等结构参数进行了重新设计。为验证改进方案是否对风机气动性能产生较大影响,本文对原型风机和改进后风机的流场进行数值模拟,并在此基础上分析了相关流动特征及外特性之间的关联性。研究结果表明改进后的风机气动性能大幅下降,流场细节的对比分析发现进气室和蜗壳的改进对风机性能的负面影响最大。最后对风机气动性能的后续改进提出建议。     

商用车冷却系统的仿真分析与优化

某商用车在方案布置阶段,经仿真计算发动机出水温度超标,冷却性能不足,于是对发动机舱进行流场仿真分析,确定发动机舱流场布置不合理是导致水温高的主要原因.通过优化防回流挡板、增加导流板、优化护风罩的改进措施提升冷却性能,样车经热平衡试验验证,优化后发动机出水温度降低约8℃,优化方案效果明显.     

发动机进气歧管流场的数值分析

以某发动机进气歧管为研究对象建立三维模型,运用CFD前处理软件Gambit划分网格,建立进气歧管流场模型,在计算流体动力学软件Fluent中分析各缸进气均匀性,进气歧管的进气阻力,进气歧管的内部流场特性。结果清晰显示各歧管的近壁流速、内部流速、表面总压分布情况,并根据分析结果对进气歧管进行了结构优化,改进后的发动机进气歧管在各缸进口减小总压损失、进气阻力、管二流量等方面取得较明显的效果,管四流量得到提高,各进气管不均匀度得到优化。     

某型微型客车发动机舱热管理仿真优化设计

对一款微型客车在爬坡工况下发动机舱的流场及温度场进行了仿真分析,发现发动机舱内出现涡流及回流,部分部件超过容许温度等现象。利用网格变形软件、计算流体力学仿真软件及多目标优化软件建立多学科融合的联合仿真优化模型,通过在下进气格栅后部加装导流板,实现导流板竖向偏角的参数化,将超过容许温度部件的最高温度点、冷凝器和散热器的进气流量作为优化目标,对导流板角度进行优化设计,得到该微型客车下进气格栅导流板的最佳角度为:上导流板10°,下导流板-8°。     

湿式电除尘器前烟道内导流板和均流板布置方案研究

湿式电除尘器进口烟气流动的均匀程度对除尘器电耗和除尘效率有重要的影响。为此,本文针对国内某320MW机组脱硫塔至湿式电除尘器段烟道,提出了一种导流板和均流板的布置方案,运用数值模拟的方法对原始烟道和优化方案分别进行了计算。数值计算的结果表明,与原始烟道相比,导流板和均流板布置方案不仅明显改善了烟道内部流场的均匀性,而且大幅降低了烟道进、出口截面的总压损失。     

径向进气装置内孔板流动规律研究

针对某涡轴发动机径向进气装置的进气畸变模拟需求,采用数值模拟的方式研究了径向进气时孔板流动的流场特征和AIP界面总压分布特点,并分析了不同几何参数对径向进气装置流场的影响情况。结果表明:板上无孔时,周向孔板越大造成的总压损失越大,流场畸变更强;孔数不变时,随着堵塞度Pb的减小,总压恢复系数σ和畸变指数会上升;堵塞度Pb不变时,随着孔数的增加,总压恢复系数σ都几乎不受影响,而畸变指数减小。     

拉瓦尔喷管小推力测量系统数值计算研究

针对卫星姿态调节舱体上喷管的测力面位置问题,使用Fluent流体计算软件,采用有限体积法,根据挡板位置和入口总压,对拉瓦尔喷管及其延伸流场进行了仿真,对挡板对喷管及其延伸流场的影响进行了分析。对3种出口直径分别为5.1、3.6、2.3的拉瓦尔喷管进行了数值计算,其推力大小均在10 N以内。研究结果表明,当挡板固定不动时,喷管Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的进出口压强比分别超过10、12、15时,挡板对喷管出口压强产生影响;当入口总压不变时,每类喷管都有相应挡板适合放置的位置区域,且不尽相同。     

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。     

低噪声离心通风机最佳蜗壳结构的确定

提供了一种确定低噪声离心通风机蜗壳结构的方法。通过对现有的一台离心通风机的改造——对进风口以叶轮进口速度分布均匀性为优化目标进行优化设计；采用改变蜗壳宽度的办法，对其进行回归正交设计，得出Ａ声压级与蜗壳相对宽度的函数关系式。并用求极值方法得出噪声最小的蜗壳宽度。计算结果与试验结果吻合较好，与原蜗壳相比降低噪声３．５ｄＢ（Ａ）。     

离心泵流动诱导噪声的数值预测

通过计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)结合声振耦合求解方法针对一离心泵所产生的流动诱导噪声在泵壳外部的辐射情况进行数值预测。蜗壳内壁面上的非定常压力脉动监测值显示出蜗舌附近区域的脉动幅值较大,而在远离蜗舌位置处的脉动相对变化较小,在叶片扫掠频率及其谐频下的压力脉动要明显高于其他频率。通过声振耦合计算之后得到的泵壳外部声场辐射结果来看,当斯特劳哈尔数Sr=4时,由于该处所对应的压力脉动频率与泵壳结构的第四阶固有频率接近,可能会在声场与结构之间发生小幅共振,进而使得外场辐射噪声较大,也说明泵壳结构的振动模态对声场计算结果影响十分显著。通过外场监测点上叠加后的总声压级结果显示,各点基本上在60 dB上下波动,外场噪声辐射是泵内流体的压力脉动与壳体结构模态综合作用的结果。     

大流量离心压缩机进气室优化设计

本文以某大流量离心式压缩机进气室为研究对象,使用CFD分析软件NUMECA计算进气室内的流场状态,认为叶轮进口处的流场均匀性较差是导致级效率下降的主要原因,并针对这一情况,在进气室环形收敛通道内加入薄型静止导叶,用于改善叶轮进口处的周向流场均匀性。计算结果表明:安装静止导叶后,压缩机级效率和级压比都有明显提高。     

集流器结构对多翼离心风机性能的影响

采用CFD方法对3种采用不同结构型式集流器的风机进行整机模拟计算,以考察集流器型式的变化对柜式空调用多翼离心风机内部流场以及风机整体性能的影响。第一种为出口截面直径小于叶轮内径的收敛型集流器,第二种为出口截面直径大于叶轮内径的收敛型集流器,第三种为出口截面直径大于叶轮内径的渐扩型集流器。研究表明,第一种集流器有助于提高叶轮对气流的利用率,并减小蜗壳内部侧的泄漏气流对主气流流动状态的影响;第三种集流器则有助于减小其背部的涡流区域;综合考虑上述因素,采用第二种集流器的风机具有最优性能。     

大小孔折流板换热器壳程场协同分析

根据大小孔折流板换热器壳程结构和流动特点,利用有限元软件ANSYS-Fluent建立了大小孔折流板换热器周期性单元流道模型,通过对该模型的分析,揭示了大小孔折流板换热器内部流道的压力、温度、速度和角度场的分布规律。从角度场的分析得知：随着雷诺数的增大,大小孔折流板换热器壳程角度场的平均协同角逐渐降低,其传热效果越好;而当大孔直径和板间距较小时,大小孔折流板换热器壳程的场协同度较好,具有更好的传热性能。     

双流道泵输送固液介质的水力性能及磨损试验研究

为分析固液混合物对双流道输送泵性能的影响,采用平均粒径为10 mm和36 mm的固体颗粒对双流道泵在不同浓度和流量下开展输送固液两相介质的水力性能试验,并对泵的磨损进行分析。水力试验结果表明,在一定的流量下,随着输送混合物中固体颗粒浓度的增加,入口表压、出口表压、扬程及效率呈递减趋势。 与输送清水时比较,当输送固液两相介质时,随着流量的增大,轴功率上升较快,扬程的下降量在不同流量下几乎相同;效率曲线在不同流量下比输送清水时效率要低,差值随着流量的增大而增大。在同流量同浓度比工况下,泵的进出口压力、扬程和汽蚀性能在输送较大直径固体颗粒时,明显下降。通过对双流道泵磨损的分析表明,叶轮磨损部位主要在前盖板外缘、流道内偏前盖板的流道表面、压力面进口边,压力面的磨损区域呈三角形;泵体的磨损部位主要在周壁、隔舌及泵体口环处。本研究可为固液两相双流道离心泵的理论研究与设计应用提供试验依据。     

基于Fluent 的管壳式换热器数值模拟及优化

文中针对当前管壳式换热器结构特点及特性,提出了T型折流板和Y型折流板2种新的折流板结构.利用ANSYS Workbench平台,创建了T型折流板和Y型折流板管壳式换热器的几何模型及有限元模型.同时,利用Fluent分析了换热器在不同流体入口速度下的壳程流动及换热性能.针对Y型折流板管壳式换热器,研究了折流板侧板夹角对Y型折流板换热器壳程换热性能的影响.利用DesignExploration多目标优化工具,对T型折流板的结构参数进行了优化.