离心式磁悬浮血泵用混合磁悬浮支承设计与仿真

摩擦和磨损会导致离心式血泵机械轴承的寿命短、发热量大,易引起血栓和溶血,针对此,提出了一种离心式血泵用混合磁悬浮支承结构。采用数值计算法对血泵用磁悬浮支承进行了磁场分布数值模拟,设计了基于边缘效应的磁悬浮支承结构实验原型样机,搭建了控制系统,并以实验验证了该结构静态悬浮的可行性。研究结果为离心式磁悬浮血泵的结构设计和溶血问题的改善提供了重要依据。     

植入式轴流血泵CFD仿真研究

近年来,血泵的研究已成为心脏外科和生物医学工程领域关注的焦点,对血泵中血液流动进行流体动力学仿真分析已忧为一种快速、经济的设计手段。本文针对所设计的微型轴流血泵,采用CFD技术,对血泵中的速度、压力、应力等分布进行了仿真分析。研究结果表明血泵中的流体具有非常复杂的流动情况,为了避免流动分离、压力变化过大等情况,减少剪切应力,对血泵叶轮结构提出了相应的改进意见。     

磁悬浮血泵流场分析与结构优化

在满足血泵出口压力的前提下,磁悬浮人工心脏血泵装置的发展主要趋向于小型化和轻型化,并具有良好的血液兼容性和流动性.基于流体动力学分析软件,通过设置血液流场边界条件,采用k-ε湍流模型,对血液流道进行三维建模,同时开展磁悬浮血泵内部流场的数值模拟仿真,分析血泵的速度场和压力场,探索叶轮参数对血泵扬程的影响.结果表明,5片...     

螺旋轴流式多相泵叶轮处流场计算

随着陆上边际油田、沙漠油田、特别是海上油田的开发,人们对设计和研究油气输送中多相流混输系统的要求更加迫切。螺旋轴流式多相泵作为一种油气多相混输设备,具有很重要的研究和应用价值。而叶轮作为多相泵的核心过流部件之一,对泵的性能有着很大的影响,因此叶轮处流场的流动计算是多相泵研究的重点,它对螺旋轴流式多相泵性能的研究具有重要的指导意义。     

基于CFD的多相泵复合导叶优化设计

针对多相泵空间导叶局部压力过大的现象,以螺旋轴流式油气混输泵的导叶为研究对象,设计工况下以多相泵的扬程和效率提升以及降低导叶局部压力为优化目标,在保证动叶和复合导叶设计参数不变的前提下,通过CFD数值模拟计算不同复合短导叶安放位置与多相泵的水力效率之间的关系,从而寻找效率最优的复合短导叶安放位置。计算结果表明:多相泵复合短导叶的安放位置对多相泵的内流场和多相泵的外特性有重要影响,随着复合短导叶安放位置从流道后置到前置时,存在使泵效率最高的最优安放位置;当复合短导叶位于流道中部时,能有效抑制气液分离情况,削弱复合导叶尾部叶顶处局部压力过大现象以及提高了多相泵的水力效率;随着短导叶从流道出口移动到流道进口时,存在于导叶背部的低速脱流区会前移,且脱流区面积会增大,加重流道的堵塞。揭示了短导叶安放位置与多相泵内流场和外特性的关系,为多相泵导叶的优化设计提供了一定的理论依据。     

油田多相流泵研究现状与发展趋势

介绍了油田多相流泵研究现状,重点介绍了螺旋轴流式多相流泵和双螺杆多相流泵的性能、优缺点及应用范围,提出了今后研究工作的重点,为研究多相流泵提供了有价值的资料和信息.     

螺旋轴流式多相流泵内流场可视化测试

螺旋轴流式多相流泵适用于输送气液两相流介质,由于两相介质的密度不同,运动轨迹也不相同,气体以气泡的形式流动,在流动过程中大小和形态的转变可直观反映泵内流体参数的变化,通过设计试验系统观测以及数值模拟的两种方式结合对气泡轨迹进行研究。结果表明：在转速低于1200 r/min时,气泡在叶轮叶片骨线1/2处体积达到最大,与压力面接触破碎向吸力面运动,在导叶内气泡自身能量不足开始逆压力梯度回流,两相流通流情况差;转速高于1450 r/min时,叶轮内气泡数量增多、尺寸减小,开始出现叶顶间隙回流且强度不断增加,跨流道运动强度也逐渐增加,在叶顶间隙有明显的气泡冲撞并有叶顶间隙涡的形成,导叶内气泡的气泡跨流道运动导致在其出口尾缘出现气体涡旋,随转速的增加所占流道面积增大,阻碍两相流通流。     

基于CFD的磁液悬浮式血泵优化设计

磁液悬浮式血泵属于第三代心室辅助装置,该文基于非定常三维N-S方程和k-ε湍流模型,应用计算流体力学(CFD)方法数值模拟血泵的流场,并根据流场分析结果对血泵进行优化设计,血泵样机试验证明措施有效,各项指标均达到要求,CFD仿真分析对于血泵的研制具有重要的指导意义。     

CFD法设计轴流式油气混输泵初探

选用标准的K-ε紊流模型，利用先进的CFD软件FLUENT及其预处理软件GAMBIT，模拟了轴流式油气混输泵样机的叶轮及混流器内的三维紊流场，依据分析结果对叶轮及混流器相关的几何参数进行了优化，并对模型的选择、三维建模、网格划分、计算分析和试验结果作了介绍。     

基于CFD的旋流泵叶轮内部流动的仿真研究

运用Pro/E软件进行三维造型,并对泵内部流道区域进行网格划分,采用分块非结构六面体网格,利用修正的RNG k-ε双方程湍流模型、SIMPLEC算法,数值模拟了旋流泵内部三维不可压湍流场,得出旋流泵旋转腔内的速度和压力分布,分析得出旋流泵旋转腔的内部流动特点,可作为改进旋流泵的设计方法的理论资料。     

CFD数值模拟在核级泵设计中的应用

根据二代改进型核电厂技术规格书的要求,设备冷却水泵、乏燃料水池冷却泵、硼酸泵及重要厂用水泵等典型核3级离心泵的水力性能需要同时满足多个工况点的要求。以设备冷却水泵为例,利用CFD软件对泵内部流场进行了模拟,根据计算结果预测泵的性能,并与样机试验结果进行了比对分析。结果表明数值模拟手段可以为核级泵多工况设计提供有价值的参考依据。     

微型轴流式血泵叶轮流场CFD计算分析

通过对人工血泵中血液的流体动力分析,计算血液流场的结构和流动性能,可以较好地了解设计血泵的血液流动和流场对血液造成的损伤。本文通过对一种微型轴流式血泵叶轮流场采用CFD方法进行了计算和分析,结论:计算了该叶轮在满足正常人体供血时的工作转速和驱动功率,为磁耦合驱动的设计提供了理论数据;血液经过螺旋叶片,速度分布梯度变小,有利于血液的均匀流动,减少了对血液的破坏,叶轮流场结构基本合理。但是,叶轮边缘间隙处存在局部高剪切区,由于局部压差的存在,流场在出口处出现局部回流。     

螺旋轴流式多相泵的研究

以石油大学(北京)承接的油气混输泵机理研究为例,介绍了国内螺旋轴流式多相泵的研究现状,重点介绍了第一代、第二代和第三代多相泵的研究成果,并提出了存在的问题及解决方案。     

基于动网格的永磁悬浮章动血泵流场数值模拟及溶血预测

血泵转子高速旋转会造成血细胞出现不同程度的机械损伤,严重时可能危及患者生命,研究血泵流场特性是设计人工心脏泵的关键。以自主研发的章动磁悬浮血泵为例,基于计算流体动力学非定常三维N-S方程,采用标准κ-ε模型、用户自定义函数和动网格技术,模拟分析血泵内部流场情况,探究三维流场内速度、压力以及剪切应力大小及分布规律。建立磁悬浮章动血泵的溶血模型,采用粒子追踪法获取红细胞在血泵内所受剪切应力和暴露时间,预测血泵的溶血特性。研究结果表明血泵内部流动均匀,没有明显的回流和滞流现象,具有良好的血液相容性。研究为磁悬浮章动血泵的进一步优化设计和性能评价提供重要依据。     

基于CFD的天然气管道直板清管器内流场分析

清管作业在天然气管道中应用的越来越广泛,清管就是利用清管器推走管道内的沉积物和管道碎片,其目的是把管道内的杂物清除干净。定期清管可以保持管道中的流动通畅,降低管道内部压降,提高管道的流动效率。本文基于CFD（计算流体动力学）方法并利用Gambit及Fluent相关软件研究模拟了天然气管道直板清管器内部流场,模拟结果可显示清管器内部的压力变化流场和速度流场,研究结果为直板清管器的进一步稳定运行提供了理论基础。     

基于CFD的烟草烤房热流场分析研究

为了研究烟草烤房内部热空气流场特性,提出了基于CFD烤房热空气循环的假设,建立其在热对流及热传导工作过程中的数值计算模型,采用流体计算软件Fluent结构化网格对烘烤工作过程及流场动力学特性进行了动态模拟仿真。结果表明,对烤房结构进行优化后,其装烟室内部温度分布均匀度得到了提高,水平面温差减小0.19℃,垂直面温差减小1.49℃。     

T型管流场混合多相流与欧拉多相流模型的数值研究

以计算流体动力学(CFD)的多相流数值计算理论及方法为基础,对处于复杂工况的T型管连接装置腔内流场进行了数值模拟分析,采用标准湍流模型和标准壁面函数对T型管接头内部流场进行了数值模拟;同时以混合模型求得的解作为用欧拉多相流模型的初始条件,采用欧拉多相湍流模型进行了对T型管接头内部流场数值计算.最后对两种模型计算得到的T型管接头内部流场的压力场、速度场及气相的体积分数(VOF)分布进行了对比分析.计算结果将指导的结构优化设计及失效分析.     

基于CFD的空气净化器流场分布仿真分析

空气净化器在室内运行时的流场测量相对比较困难,相关研究多以计算机仿真手段为主。基于ANSYS CFD软件对室内空气净化器运行时的状态进行仿真分析,该仿真方式可以动态捕捉到空气净化器运行时,其室内适用面积空间内空气流场分布状态、包含空气流动轨迹线,空气流速等数据。仿真结果表明,通过该仿真分析方法可以更加直观的判断空气净化器的实际净化效果,解释说明了空气净化器是如何在密闭空间内完成循环净化的过程,间接的解决了使用者无法感知空气净化器净化效果的问题。     

多相流体进泵过程机理建模

从举升过程中油气水多相流体质量比变化的角度出发,在确定溶解气油质量比随压力变化规律的基础上,综合考虑有杆泵抽汲过程中泵腔内气体可压缩性、原油中溶解气析出、泵阀局部阻力和抽油杆柱弹性振动等因素的影响,建立泵腔压力、进泵流体流量、泵腔内液体体积与柱塞运动之间相互关系的数学模型,得到一组描述多相流体进泵过程的新模型。油田现场应用表明,使用新模型预测的泵效与实际泵效的相对误差小于5%,仿真示功图与泵功图几何特征符合生产实际,模型精度能够满足工程应用的要求。新模型适用于有杆泵系统泵效分析计算、优化设计与故障诊断等。