垂直汇流中空化状态分级探讨

空化空蚀现象、特征和机理的深入了解和认识,对于计算确定空化诱生荷载、预报空化空蚀危害等方面都有重要作用。本文系统地研究了作者根据水利工程中交汇水流和横轴漩涡空化空蚀破坏实例而设计的垂直汇流实验装置中空化发生、发展的一系列空化现象和特征,以初生空化和阻塞空化作为空化发展的两个重要性态转变指标,对空化的整个发生、发展和演变过程提出了一种新的分级方法,并且对垂直汇流中的各空化状态以10~(-3)秒速度拍摄了照片。本文的工作对其它空化源空化空蚀机理的研究有参考价值。     

二维微管中空泡形成过程的数值模拟

应用专业CFD软件——Fluent对喷油器中的空化特性进行数值模拟,对二维微管液流中的空化现象做了定性的讨论,模拟其空泡形成过程,并分析了喷射压力、喷孔的几何形状等影响因素对空穴现象的影响.     

水射流式炮孔排水装置的空化现象研究

研究了水射流式炮孔排水装置的空化现象,分析了炮孔积水排除过程中特殊流场的变化及其与空化现象的关系,总结了防止空化现象发生的有关措施。     

壅塞空化器设计及其处理污水的可行性研究

在分析直管中气液两相混合流的壅塞空化现象,射流泵发生极限工况时的壅塞空化现象,经过倒角的圆柱管在定常和非定常流动下的壅塞空化现象,在阶梯圆管中的稳态绝热闪蒸流中的壅塞空化现象的基础上,提出了一种新型的空化器——壅塞空化器;通过采集分析空化噪声和处理模拟污水(苯酚溶液)的实验,对壅塞空化器在污水处理应用中的可行性进行了初步研究。实验结果表明:壅塞空化器模拟处理污水的效果较好,其空化能量比振荡腔喷嘴高,从而为国内外研究空化发生器开辟了一条新途径。     

水翼非定常空化流场的数值模拟

采用修正的RNGk-ε湍流模型对8°攻角NACA0015水翼的非定常二维空化流场进行数值模拟,分析当空化数分别为1和1.5,对应雷诺数为3×105时绕翼型的非定常流动,得到不同空化数下的非定常空化流场结构及其演化过程的流动特性.计算结果表明,回射流在空泡的形成和发展过程中起着重要的作用.空泡首先出现于水翼的前缘,在其产生的位置形成一个顺时针的漩涡,漩涡沿水翼上表面向下游移动.空泡逐渐长大并脱落,在不同空化数下,空泡脱落的位置不同.空泡形成和发展过程中均伴有压力的波动,大空化数流场的压力波动幅度和频率都明显高于小空化数流场.     

化工装置中控制阀的选用

介绍了化工装置自控设计中控制阀的选型步骤,同时分析了空化、气蚀、闪蒸、噪音等现象对控制阀造成的影响,并提出了相应的措施.     

影响凝汽式汽轮机组真空的因素及处理方法

通过对汽轮机凝汽器真空下降的原因分析,找出凝汽器真空下降的原因,提出解决问题的方法及措施,提高凝汽器真空,增加机组的经济性。     

超声辅助抛光流场规律CFD仿真分析

为探究超声辅助抛光的作用机理,利用FLUENT非稳态动网格湍流和离散相模型并结合mixture的空化模块,仿真分析不同超声振动参数对流场绝对压强、流速和气含率分布的影响以及各参数间存在的相互作用规律.仿真结果表明:超声空化作用主要集中在试件正下方的小范围区域内,即试件的有效加工区域,进而可以确定流场所需最小膜厚;流场绝对压强、速度等参数一个周期内出现两次峰值,周期内气泡长大后受压溃灭过程分为两个阶段,表明超声振动下流场存在二次空化现象,二次空化在抛光过程中强化了空蚀效应;周期变化过程中,流场同一位置的不同参量、同一参量在不同位置与超声的周期性振动间均存在不同程度的滞后现象;超声振动使流体内产生超声纵波,遇到抛光盘发生反射并伴随半波损失;膜厚足够大时,则会形成驻波,试件表面处振幅最大,有利于提高超声辅助的抛光效果;利用有效加工区域和驻波现象可以使试件加工效果达到最优,二次空化和滞后现象有助于揭示超声辅助抛光过程的作用机制和规律.     

水工结构中的空化问题

本文从N—S方程及气泡运动与扩散生长方程出发,建立了描述紊流场中气核空化过程的统一数学模型,并据此导出了流场空化相似准则。指出空化相似包括宏观与微观相似两个方面,空化过程实际上是气核从微观尺度向宏观尺度转化的过程,在建立空化起始判据、空化相似准则时,均需考虑这一特点。本文的分析表明,要在减压实验条件下对原型空化进行相似模拟是非常困难的,数值模拟与实验模拟相结合,是解决水利工程中面临的空化现象“比尺影响”问题的可行途径。     

调节阀空化噪声原因分析及降噪研究

为了控制和防止空化噪声,对液流管道调节阀简化孔板模型的内部流场进行了二维CFD解析,分析模拟结果得出压力分布与空化噪声的关系,重点分析了空化噪声产生的机理及特性．结合空化噪声的预估方法,依据多级降压控制空化噪声的原理,提出有效的降噪声措施,对降低液流管道调节阀空化噪声具有一定的指导意义．     

声空化及其强化传热技术研究进展

对声空化及其产生的物理效应的研究工作作了较为全面的描述,对国内外利用声空化实现强化传热的研究工作动态与进展作了全面系统的论述与分析,并结合对声空化现象的理论与实验的研究成果,概括了以往研究的主要结论.目前,其研究工作主要以实验为主,并在实验的基础上揭示声空化强化传热的物理机制.由于声空化及其效应的复杂性,声空化强化传热物理机制的认识、数学模型及准则关联式的建立是进一步研究工作仍将面临的问题.     

脉动压力对空化的影响

为了消除空化试验的比尺效应,具体分析脉动压力对空化的影响,从泡动力学方程得出水中气核的发育时间和临界压力,得出气核的生长时间小于水流的负脉动周期;另由于水流脉动对气核的振荡作用,使气核提前膨胀,促使空化提前发生,计算空化数时需计入脉动压力项。根据N-S方程分析了脉动压力的模型律,结合原型测量结果,得出在强紊动区中脉动压力满足重力相似律,但在溢流坝面、陡槽底部等处脉动频率比尺不满足重力相似律,频率比尺约为1。在进行强紊动区的空化实验时,应注意水流脉动对空化的影响。     

冷凝器换热模型与仿真

提出了水—水热泵机组冷凝器的稳态仿真模型 ;根据制冷剂的三种可能的存在状态将冷凝器的换热分为三个串联换热器的换热。针对一新型复合套管冷凝器编制了稳态传热仿真程序 ,利用该仿真程序分析讨论了冷却水入口温度和流量对冷凝器传热性能的影响。该仿真程序可模拟计算出冷凝器内温度分布和换热量 ,也可根据给定的设计工况确定换热面积 ,可用作整个热泵传热模拟和设计软件的一个组成部分     

基于缝隙射流原理的离心泵空化控制研究

为了改善低比转速离心泵内的空化流动状态,提出一种在叶片上设置缝隙的被动控制方法,探究该结构对空化的抑制效果及其控制机理. 采用数值模拟方法探讨结构对空化的抑制. 采用修正的SST k-ω湍流模型和Kubota空化模型,对原始叶轮和改型叶轮分别进行定常及非定常数值计算,获得设计工况下2种叶轮形式在各个空化阶段的流场结构及压力脉动特性. 计算结果表明：改型叶轮中经缝隙流向叶片背面的高压流体提高了叶片背面的压力,对空化初生、空化发展及空化剧烈阶段均产生了抑制作用,特别是空化剧烈阶段,与原始叶轮相比,其空泡体积分数减少了60.6%;与原始叶轮相比,改型叶轮内液相区的压力脉动主频幅值在各个空化阶段均有所下降.     

Experimental Observations of Cavitating Flows Around a Hydrofoil

The cavitation around a hydrofoil is studied experimentally to shed light on the multiphase fluid dynamics. Different cavitation regimes are studied by using high speed visualization and particle image velocimetry(PIV). As decreasing the cavitation number, four cavitating flow regimes are observed: incipient cavitation, sheet cavitation, cloud cavitation, and supercavitation. From the incipient cavitation to the cloud cavitation, bubbles become more and more. Phenomena with large-scale vortex structure and rear re-entrant jet associated with the cloud cavitation, and subsequent development in the supercavitation are described. The velocity in the cavitation regions in the different cavitation conditions is low compared to that of the free stream. The large velocity gradient is also observed in the cavitating flow region near the surface of the hydrofoil.     

凝汽器换热系数计算及空气含量和污垢厚度对真空的影响分析

对计算凝汽器换热系数的HEI公式、别尔曼公式和分部计算法进行了分析比较,介绍了如何利用分部计算法分析空气含量和污垢厚度对凝汽器换热系数的影响。定量分析了空气含量和污垢厚度对凝汽器换热及真空的影响趋势和影响程度。空气对凝汽器换热和真空的剧烈影响发生在空气相对含量小于0.5%时,随着空气含量的增加其影响逐渐减弱;水侧污垢对凝汽器换热系数和真空的影响与污垢层厚度基本上呈线性关系。     

基于障碍物的轴流泵叶片空化控制

基于前期水翼云空化控制与轴流泵空化机理的研究成果，面向轴流泵叶片的空化控制，设计并列障碍物条放置于叶片吸力面特定位置. 采用数值模拟与水洞实验方法，研究障碍物的空化控制效果与机理. 结果表明，障碍物虽然对泵的水力效率造成一定影响，在设计点效率下降5.6%，但诱发的前部高压可以有效控制叶片前缘片状空化的产生与发展. 障碍物自身诱发了一定程度的剪切空化团，因与前缘空化产生机理与位置不同，剪切空化具备较强的抗扰动能力，能够有效抵抗来流干扰引起的空化不稳定性.     

600MW机组空冷凝汽器变工况特性计算与分析

根据直接空冷机组特点,在建立了空冷凝汽器变工况数学模型的基础上,对某600MW机组空冷凝汽器变工况进行分析和计算.分别研究了排汽热负荷Qn、入口空气温度tal、迎面风速VNF、管内污垢热阻ε1,和管外污垢热阻ε0对凝汽器压力的影响规律;利用数值计算方法分析了环境横向风对凝汽器变工况特性的影响规律,为直接空冷机组的安全经...     

考虑叶顶间隙的螺旋轴流式混输泵主流道内空化特性

为揭示叶顶间隙对螺旋轴流式混输泵主流道内空化特性的影响,基于Rayleigh-Plesset方程的Zwart-Gerber-Belamri空化模型,采用SST k-ω湍流模型在不同空化阶段下对螺旋轴流式混输泵主流道内的空化特性进行研究,通过考虑叶顶间隙更为精准地揭示螺旋轴流式混输泵主流道的空化情况。结果表明:在叶顶处,除了流道内出现低压区和空泡外,在叶片吸力面表面也出现低压区和空泡分布;在临界空化阶段,叶轮进口以及叶片进口叶顶间隙处存在微弱的空泡分布;随着空化的发展,到断裂空化阶段,空泡分布区域由叶片压力面移动到叶片吸力面,说明叶顶间隙对混输泵主流道内的空化性能产生较大的影响。本文的研究结果可为螺旋轴流式混输泵空化性能的改善提供工程参考。