狭窄管流场中的PIV测试研究

PIV技术的应用越来越广,本文作者介绍了该技术在狭窄管内部流动研究中的应用。该流动模拟了人体动脉血管内血液流动,利用PIV测量了狭窄管内的流场并进行了分析。     

混流式水轮机尾水管螺旋涡带的近似解析模型及验证

混流式水轮机在偏离设计工况特别是在部分负荷下运行时, 转轮出口的旋流会在尾水管中产生螺旋状涡带,该涡带引起的压力脉动是引起水轮机水力不稳定的最主要原因。采用全流道非定常三维流场数值模拟来计算尾水管流场不仅对计算资源性能要求很高和耗时,而且很难在设计阶段快速计算出尾水管涡带诱导的流场,不利于在较宽运行工况范围预评估水力稳定性。本文在螺旋涡管诱导流场理论的基础上探索建立在部分负荷运行下尾水管中螺旋涡带的近似解析模型。采用该模型可以快速近似地计算出尾水管的流速,与国外相关的试验结果对比,验证了该模型的正确性。可以进一步研究将该模型用于混流式水轮机设计过程中的优化流道设计,以减轻尾水管涡带的影响和扩大运行工况范围。       

水轮机尾水管的研究状况综述

本文根据国内外对尾水管所做的大量研究工作以及所取得的成果,综述分析了尾水管的研究状况,并对研究工作中存在的困难和今后的发展趋势,提出了作者的观点。     

电解制氧槽试件微柱群单相流场PIV测试

安全稳定的电解水制氧装置是中长期载人航天的重要保证,为保证固体聚合物电解池(SPE)电解质的安全工作温度,利用激光粒子图像速度场测量(PIV)系统对电解制氧槽试件微小方柱群流场进行试验研究,设计电解槽试件及其流量流场控制测试系统,讨论试件流场PIV测试方法及试验参数设置,得到不同流量下微小尺寸方柱群流道内流速的矢量图.结果表明:试件内流场流速很低,各流量下柱群区的流速量级为10-3m/s,柱群区以纵向流动为主,该结构各流道中流量分配不均,试件内流场分布的不均匀性随流量增加而加剧.改进试件内部水进入流道的入口形式及各横向流道的入口形式,并适当增加周边沟槽流道的阻力,可增加试件内流场分配的均匀性.     

窄高型尾水管直锥管的有利高度研究

论述了窄高型尾水管配用不同高度直锥管的试验研究成果，对直锥管的有利高度进行了有益的探讨．     

混流式水轮机窄高型尾水管的应用研究

本文介绍有关推广应用12A窄高型尾水管的试验研究成果,给出了应用12A肘管和确定具有该肘管的尾水管主要几何参数所必需的一些数据。     

水轮机尾水管内的流动模拟

混流和轴流定浆式水轮机在部分负荷下运行时,尾水管中常出现较为强烈的振动。这种振动主要是由尾水管中的旋涡带所致。本文通过尾水管内流动的模拟,导出了由尾水涡带所引起的周期性振动的振动频率和脉动压力的计算公式。     

窄高型尾水管直锥管的有利高度研究

论述了窄高型尾水管配用不同高度直锥管的试验研究成果，对直锥管的有利高度进行了有益的探讨。     

PIV技术在流动测试与研究中的应用

粒子图像测速是一种基于流场图像互相关分析的二维流场非接触式测试技术,在流场测量中占有非常重要的地位.本文阐述了PIV粒子图像测速的基本原理及其在复杂流场测试中的应用状况,如泊肃叶流动及圆柱绕流、横流中水平方柱绕流旋涡、涡旋波流场、横流中近壁水平圆柱绕流旋涡、角区三维分离的附着奇点结构、漩流中间包流场、角区非定常马蹄涡结构.对掌握和了解PIV测试原理及方法具有一定的参考意义.     

旋片环隙气升式环流反应器的局部气含率

为了进一步强化气升式环流反应器的流动、传质、混合性能,设计开发了新型的旋片环隙气升式环流反应器。该反应器以有机玻璃为材料,外管高1800mm、内径90mm、导流筒总长1600mm、主体直径50mm,其特征是导流筒上附有若干组旋片,每组旋片间距110mm。在表观气速为0.37~2.59cm/s的条件下,研究了底部间 隙、固体装载量以及不同分配器材料对该反应器内气含率的影响规律。结果表明,在相同轴向高度的条件下,随着表观气速的增大,上升区局部气含率增大;固体装载量增加,上升区局部气含率增加;底部间隙变大,低气速下局部气含率变大;在高气速下,气含率变小。在较低表观气速下,微孔分布器的局部气含率低于高分子材料的局部气含率;当表观气速较高时,结果相反。     

导向管充气喷动床流动行为研究

在直径92mm的导向管喷动床内，引入充气，对充气对喷动床环形区内颗粒床层的压降、颗粒循环速率以及环形区内气体分布进行研究．研究发现：在临界充气速度范围内，环形区内颗粒床层的压降、颗粒循环速率均随充气速度增加而增加；环形区内气体速度随充气流量的增加而增加，且存在一个使颗粒床层保持稳定移动床的临界充气速度．建立导向充气喷动床的流动行为数学模型，计算值与实验值吻合，可作为导向充气喷动床设计与操作的参考。     

新型内外组合桨搅拌湍流场的PIV测量和CFD模拟

利用PIV和CFD技术研究了湍流域内带有新型内外组合桨的搅拌设备内的流场。考察了不同转速比条件下,该搅拌桨产生的宏观流动场和湍动能分布。结果表明:在湍流域内,外桨搅拌行为的介入使得搅拌设备内流场的局部细节发生变化,但宏观流场结构不变。新型内外组合搅拌桨改善了搅拌罐内,尤其是罐体边壁区、罐底以及两内桨中间区域液体的湍动程度。当转速比较低时,有利于快速反应中介质的快速混合。     

带孔的导向管充气喷动床的流动特性

在Φ９２ｍｍ的有机玻璃导向管充气喷动床反应器内,以玻璃珠为实验物料,以空气作流动介质,在导向管的管壁上开孔,考察导向管的开孔率对导管管充气喷动床的床层压降、最小喷动速度、最大允许充气速度以及颗粒在壁效应区下移速度的影响。结果表明：随开孔率的变化,其床层压降曲线仍呈峰值变化,而且开孔率增加,床层操作压降减小。开孔后最小喷动速度略有增加,而最大允许充气速度有所减少,但开孔率为１时的最小喷动速度和最大允     

在横向气流中螺旋管管阵动态响应的研究

对螺旋管管阵在横向气流冲刷下的振动响应进行了实验研究，所获得管子的加速度、速度和位移信号为螺旋管流弹不稳定性的研究提供了数据基础     

高速PIV布撒技术的改进研究

基于上海交通大学高超创新实验室现有技术,为发展高速PIV技术而改进开发了高速PIV粒子布撒系统。针对原有系统经常无法有效布撒粒子的缺陷,从系统中的管道、高压气体、喷嘴等几个方向下手进行改造,设计了新的高速PIV粒子布撒系统。对管道进行了软管化设计,高压气体采用干燥的氮气,喷嘴则设计成能在罐体中产生旋流的结构。对于这些改造进行了分析和实验测试,证明了这些改造能加强布撒粒子的效果。最后提出了这套系统可以继续改进的一些方向。     

导向管充气喷动床的流动与传热特性研究

在直径９２ｍｍ的有机玻璃制导向管充气喷动床反应器内,以玻璃珠为实验物料,以空气为喷动和充气气体,在导向管充气喷动床的最大允许充气速度范围内,考察充气速度对导向管充气喷动床的最小喷动速度、床层压降、中心喷泉高度的影响,采用示踪粒子的方法,研究充气速度对颗粒在壁效应区的下移速度的影响。并考察了热模装置内充气速度对壁与床层间传热系数的影响。结果表明：充气有利于导向管喷动床的喷动床的喷动及操作稳定性;充气     

三通混合管内强迫流动混合定性分析

由于工业上大量应用了三通管,确定三通管后的温度对于定位三通管后的附件和仪表有非常重要的指导意义。本文定性分析了三通混合后的混合特性,并给出一般性结论。     

多风路空冷汽轮发电机PIV流场测试实验台研发

为了研究定子多风路的大型空冷汽轮发电机内部气隙中(转子外表面与定子内壁面之间)的旋转空气速度场特征,研发并试制了电机通风粒子图像测速技术(PIV)测试实验台.首先介绍了实验台的风路设计方案及部件风扇、定子和转子各部分结构及相关尺寸;设计了PIV测试实验测量方案.然后,采用ANSYS有限元程序,在符合实际的边界条件下,对通风实验台的轴与支撑环及风扇支架、转子环进行应力分布计算及分析,计算并选择合适的拖动系统电动机,得出最终的结构方案,为实验台的加工制造提供基础数据.该实验台可为大型空冷汽轮发电机旋转流场可视化研究提供平台.