电磁流量计异径管道的流场仿真研究

采用Fluent软件对圆形截面渐变为矩形截面的异径管道流场进行三维建模和数值仿真,分析了横截面收缩异径管的速度分布和流线,建立了矩形截面部分的长度、宽度、高度与进出口压力损失和中心截面平均速度之间的关系.研究表明,中间矩形截面部分的宽度和高度对进出口压损和中心截面平均速度影响较大,同时横截面积收缩比例太大会导致流场紊乱和回流现象,从而为合理设计局部横截面积收缩的电磁流量测量管道提供了理论依据.     

液压冲击器流场分析

通过流体力学的相关理论分析了压力反馈式液压冲击器的整体流场,建立了液压冲击器流场的基本方程;对冲击器的力学模型进行了简化,并求解了流场中的速度分布和流动损失情况。为了形象地得出冲击器流场的参数变化规律,文章利用Catia软件和Fluent的前处理器Gambit对冲击器的流场进行了建模,并利用Fluent软件对液压冲击器的瞬态流场进行了模拟求解。对比CFD模拟的结果和求解基本方程的结果,结果比较吻合。对瞬态流场的分析表明,在进油口截面突然变化的部位流速变化较大,远离这一区域后开始趋于平稳,而冲击过程中的中腔出油口存在速度较大的区域。另外,随着进油速度增大,流场的紊流情况加剧,流动的损失量呈抛物线增加。     

高速列车隧道交会流场模拟

采用计算流体力学软件Fluent,选用RNGk-ε湍流模型,建立列车隧道交会时的二维动网格模型,对高速列车隧道交会引起的空气动力学效应进行了二维非定常数值模拟,分析列车交会时隧道内流速、压力分布变化规律.研究表明:两车交会时,两车中间部分压力值最小,靠近隧道壁面侧的压力较大,且两侧压力成对称分布;两车中间流场速度在0m...     

微结构特征对微结构零件注射成型流场均匀性的影响

在Navier-Stokes方程基础上,配合适当边界条件,借助计算流体力学软件CFD-ACE实现了单侧分布矩形微结构、梯形微结构和双侧分布矩形微结构零件模型的流场仿真,得到了三种零件的速度场和剪切速率场.结果表明,单侧矩形微结构零件各微结构截面的速度和剪切速率都有较大差异;单侧梯形微结构零件各微结构截面的剪切速率分布一致,速度分布不一致;双侧矩形微结构零件三个微结构截面的速度和剪切速率都一致.单侧分布梯形微结构零件流场均匀性好于单侧分布矩形微结构零件流场均匀性,双侧分布的微结构零件流场均匀性好于单侧布置的微结构零件流场均匀性.     

矩形微管道内流量测量

利用Micro-PIV系统测量了矩形微管道内低雷诺数下的流场,获得微管道中间截面内速度剖面,微管道水力直径为218μm,长度为24 mm。结合矩形管道内流动解析解计算微管道内流量。测量结果表明,利用该技术完全可以实现微通道流量的高精度测量。     

足够长度直管段条件下液体流量装置中管道流速分布研究

足够长度的直管段能够在一定程度上实现管道流速的均匀分布,但实际效果如何却尚无结论.用一台5声道插入式超声流量计在具有足够长度直管段的液体流量标准装置上进行测试,得到不同流速条件下管道截面各高度的流速数据.分析得出,管道截面上的流速分布并不是均匀的,管道中间流速最大,向边缘逐渐降低,但并非呈对称分布;高流速时管道截面流速分布基本对称,低流速时出现了管道截面下部流速大于中间流速的现象.由此说明,液体流量装置通过设计足够长度的前后直管段无法实现管道中流速均匀分布或完全对称的目的 ,速度式流量计对于管道流速的测量需要更加复杂的测试和计算.     

微管道内湍流转捩的实验研究

研究旨在确定微管道内流动从层流到湍流转捩的临界雷诺数。利用微观粒子图像测速技术(Micro-PIV)研究了去离子水在内径为230μm的圆形截面玻璃微管道内的流场结构,得到了从层流到充分发展湍流各流动状态下的轴向平均速度分布和湍流度分布,实验雷诺数为1020~3145,同时研究了微管道内的流动阻力特性。平均速度场和脉动速度场的实验结果表明微管道内从层流到湍流的转捩发生在Re=1800~1900左右,与流动阻力的测量结果一致,与宏观流动比较,并未发现微管道内的流动转捩有明显提前。实验结果还显示,当Re>2700时,微管道内的平均流速分布和相对湍流度分布呈现典型的充分发展湍流状态特征。     

垂直螺翼式水表下整流器压损特性的数值模拟

应用三维设计软件SolidWorks构建了WS-80型号的垂直螺翼式水表下整流器三维模型,将单个下整流器装配在直管道中建立数值计算模型,并在Gambit中划分网格和指定边界条件;采用有限体积法对控制方程进行离散,通过Simple C算法和Realizablek-ε湍流模型对上述模型中的内流场进行数值模拟,给出了该整流器某一截面上的流场静压力等值线图和速度等值线图,进而得到了下整流器造成的压力损失;分析了下整流器导流体上不开小孔、开小孔和导流体开小孔的基础上在导流体前端开槽这三种情况下,下整流器进出口截面上的压力损失.发现导流体上开小孔在大流量下对于降低压力损失具有明显的作用,并且导流体前端开槽对降低压损也有一定作用,研究结果对垂直螺翼式水表的结构优化设计具有重要指导意义.     

温度场对供料器管道内颗粒分布影响的CFD模拟

建立供料器管道内气固两相流的物理和数学模型,采用Fluent 2020 R2软件中的离散相模型(DPM)模拟供料器管道中温度场、压力流场和颗粒分布情况,搭建气力式混合机实验平台进行压力测试验证,并将考虑温度场和不考虑温度场影响时的仿真结果进行对比,研究温度场对供料器内颗粒分布的影响规律。结果表明:在供料器管道中,气相与颗粒相初始温度不同,气固两相流进行热量交换后温度逐渐趋向一致;考虑温度场影响时管道内的绝对压降大于不考虑温度场影响时,而且与实验测量值的误差仅为16%左右;在两侧管道出口段,随着Z轴向距离的增加,颗粒质量浓度分布从管道圆截面中心处低、壁周面高逐渐变为整个管道圆截面上近似均匀分布;相较于不考虑温度影响时的情况,考虑温度场影响时管道圆截面中心处的颗粒质量浓度降低了3.0%～8.7%,在管道圆截面上形成稳定均匀的颗粒质量浓度分布所需要的Z轴向距离要长。     

竖直管道内冰浆流体流动特性的数值模拟

为研究竖直管道内冰浆流体流动特性,采用基于颗粒动力学理论的两相流双流体模型,通过CFD模拟研究了竖直管道内冰浆流体的等温流动过程。结果表明,在竖直管道内冰浆湍流输送过程中,流速沿管道中心轴线处近似呈对称分布。当冰浆流速较低时,管道截面处冰粒子的速度分布梯度较小,浓度分布趋于均匀,而随着冰浆流速升高,冰粒子的流场及浓度场均呈现出一定的梯级分布:管道近壁面处冰粒子浓度较低,而管道中心处冰粒子浓度较高,并在略偏于管道中心轴线位置处冰粒子浓度达到峰值。竖直管道内冰浆流体的流向变化对速度分布影响较弱,但对冰粒子浓度分布会产生一定影响,进而使得冰浆流体的管道压降在不同流向时存在着一定差异。     

电磁流量计椭圆截面管道流场仿真研究

通过ICEM CFD软件将局部截面变为椭圆形的异径导流筒进行了三维建模,使用Fluent对不同入口速度下的流线场与速度分布进行仿真计算,建立了不同结构的导流筒所适用的速度范围.结果表明,速度的大小和椭圆截面离心率对流场产生的影响较大.当速度减小或离心率变大时,导流筒尾部渐扩管容易发生回流,致使流场紊乱.本研究能为椭圆形管道电磁流量计的结构设计提供参考方案,为设计合理的导流筒提供理论依据.     

水表新国家标准中压力损失△P与常用流量Q3、测量范围Q3/Q1的关系

一、压力损失 水表新国家标准GBB/T778.1-2007<封闭满管道中水流量的测量饮用冷水水表和热水水表>规定:在给定流量下,由于管道中存在水表而造成的水头损失,称压力损失.这可理解为,装有水表的管道在通水情况下,水表出水口端的压力会小于进水口端压力,此压力差称压力损失.     

水表新国家标准中压力损失ΔP与常用流量Q3、测量范围Q3/Q1的关系

一、压力损失 水表新国家标准GB/T778.1-2007《封闭满管道中水流量的测量饮用冷水水表和热水水表》规定：在给定流量下,由于管道中存在水表而造成的水头损失,称压力损失。这可理解为,装有水表的管道在通水情况下,水表出水口端的压力会小于进水口端压力,此压力差称压力损失。GB／T778．1—2007规定的压力损失与前一版的规定区别很大。GTB／T778．1-2007规定,水表在额定工作条件下的最大压力损失应不超过0．063MPa,     

基于Fluent的管道车振动运移水力特性仿真分析

为了分析管道车振动运移时管道流场水力特性,采用Fluent软件对管道车结构响应与管道流场特性联立求解,其中管道流场计算采用雷诺时均动量方程,管道车结构响应计算运用结构动力学方程。结果表明:利用流固耦合数值模拟分析管道车在平直管道振动运移水力特性是可行的。管道车在平直管道平动速度在微小范围呈不规则波动,可将管道车运动视为振动运移。随着管道车直径比增加,管道平均压降系数呈先减小后增大,而管道车机械效率却呈先增大后减小。该研究将对掌握管道车振动运移时流速与压强的变化规律具有重要参考价值。     

喷雾冷却系统中雾化特性影响因素研究

为研究喷雾式蒸发冷却超级计算机中喷射压力和喷嘴口径对喷雾雾化质量的影响,采用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对成雾状况做了精确测量,分析了雾化参数——雾滴速度、雾滴粒径与喷雾压力、喷嘴口径之间的关系。研究发现:喷雾的粒径分布呈现中间小、两边大的趋势,喷雾速度呈现中间大,两边小的趋势。随着喷雾压力的增加,喷雾的Sauter平均直径(SMD)逐渐变小,雾滴粒径分布趋向均匀,同时喷雾的平均速度变大。随着喷嘴口径的减小,雾滴粒径逐渐变大,速度则先增大后减小。平均SMD与喷雾压力P之间呈指数减小,平均速度V与喷雾压力P之间呈线性关系。平均SMD与喷嘴口径和压力有很好的二元线性关系。     

圆形液体管道压力损失分析与计算

文章分析了圆形液体管道内的压力损失的主要来源,包括静压力损失、速度压力损失以及管道摩擦压力损失。着重分析了最重要的压力损失来源：管道摩擦压力损失,以及影响摩擦压力损失的两个主要变量：摩擦压力系数和当量长度。文章最后总结了常用的的压力损失来源的计算方法与步骤来指导工程计算应用。     

烟支吸附装置流场分析与优化设计

目的 针对烟支传递与包装平稳性差的缺点,采用计算流体动力学（CFD）方法对烟支吸附通道内部流场进行三维数值分析。方法 研究关键部位流动特性,分析流速、压力分布及湍流耗散,提出结构改进方案。结果 流场压力和流速在烟支吸附口与风机连接位置分布不合理,拐角处湍流动能高,烟支吸附口至风机位置压力损失为5 268 Pa。风机管道存在逆压梯度,产生气流漩涡,压力损失值为14 000 Pa,高于工业需求。优化模型中,风机管道包含2个拐角时,压力损失降低了7 000 Pa,烟支吸附效果提升了350%。风机管道包含一个拐角时,压力损失降低了6 200 Pa,烟支吸附效果提升了390%,通道流场分布合理性得到改善。结论 基于仿真结果,优化风机与出风口管道连接方式,通过流场分析可为烟支吸附装置的优化设计提供一定技术支持。     

室内航空发动机进气流场流量测量数值模拟研究

通过对某航空发动机试车间的进气流场特性进行数值模拟研究,得出发动机试车间的进气流场流动特性,分析了流量测量误差随测量截面及探针深入位置的变化规律,并针对特定截面和深入位置,研究了边界层厚度随不同马赫数和不同雷诺数的变化规律,最后对工程中的流量系数测量方法做了系统性分析。结果表明,随测量截面向发动机进气口的推移,附面层越来越薄,压力测点越向中心区分布,测量速度越来越接近截面的平均速度;马赫数对流量系数的影响很小,流量系数随着雷诺数的增大而增大。     

基于CFD的舌簧排气阀流动特性研究

气阀是活塞式压缩机最为关键的部件,其工作性能直接影响压缩机的能效。本文首先对气阀的流动特性进行分析,然后基于CFD的方法,在Fluent中模拟了舌簧排气阀稳态和瞬态流动时的压力场、速度场的分布,对造成气阀压力损失的流截面比、扩散角以及阀片升程这些因素进行分析。研究表明:较小的通流截面比和扩散角有利于减小气阀压力损失;较大的阀片升程虽然能降低阀隙速度,明显减小气阀压力损失,但是过大的升程不能有效降低压力损失,反而会增加阀片的磨损,减少阀片的使用寿命。最后,论文以某型号压缩机为例,实验验证了仿真分析结论的正确性。通过对舌簧排气阀流动特性的分析,为气阀优化设计、提高气阀效率提供了参考依据。     

双吸式化工流程泵内部流场的数值分析

利用计算流体动力学分析软件Fluent对一个两级化工流程泵的首级双吸式叶轮、半螺旋型吸水室以及级间过渡流道内的流场进行了数值分析．分别计算了该泵在清水工况,两相介质工况下的内部流场,得到了半螺旋型吸水室、双吸式叶轮和过渡流道内的速度分布、压力分布和固相浓度分布等流场信息,并对计算结果进行了分析,归纳总结了泵内的流动规律．