RH真空精炼系统气液两相循环流动的均相流模型

提出一种修正的均相流模型，即在模型的含气率守恒方程中引入气相水平滑移速度，该速度只存在于喷嘴附近的区域，其物理作用是将气体导入流体中．计算实践表明，修正的均相流模型能够解决侧吹装置中的气液两相流动问题．同水模型的实验观察比较表明，该模型模拟的气相分布特征同水模型观察结果符合较好．     

管道内气液两相流动腐蚀研究进展

气液两相流腐蚀是管壁附近流体流动与腐蚀作用的耦合,根据气液两相流与管壁的接触状况,可将流型划分为分散流、间歇流和分离流。本文从流动的角度,系统阐述了这三种流型流动腐蚀机理以及研究进展。通过对腐蚀机理研究进展的归纳分析,本文提出了预测气液两相管道内流动腐蚀最严重位置方法,并指出了不同流型流动腐蚀的研究方向,为气液两相流动腐蚀的防护提供参考。     

潜油离心泵旋转速度对流道内瞬态气液两相流场影响

为研究变频调速运行时,潜油离心泵输送气液两相流时泵内部流动特性,以Q10潜油离心泵的叶轮为研究对象,采用欧拉-欧拉非匀相流、非定常N-S方程和标准κ-ε湍流模型,对潜油离心泵叶轮内气液两相流动进行了瞬态仿真计算.结果表明:流道内的气相随着叶轮旋转而分布不均匀,叶轮内气相聚集范围均表现为自前缘处向尾缘处出口延伸,气相聚集...     

油水两相流管内相分隔技术数值模拟及实验研究

描述一种管内油水两相流体相分隔的方法,对不同形式的旋流器和不同来流参数的油水两相流进行数值模拟,并通过实验加以验证。结果表明:最优化的旋流器的旋流片角度为45°,在油相表观速度低于0.20 m/s、水相表观速度在0.25～0.8 m/s内,能够将不同流型下的油水两相流转换为理想的"油核-水环"流,通过旋流器可以成功实现相分隔。该技术为分水除油、井水回注、原油集输、油水在线测量等提供了一种新的解决方案。     

卧式搅拌釜气液两相流场的参数化研究

基于Fluent软件,采用SST k-ω湍流模型、欧拉-欧拉两相流模型和多重参考系法对卧式搅拌釜气液两相流场进行数值模拟,并采用示踪剂法研究釜内混合过程.结果表明:增大转速或气体流量有利于气相分布更均匀并加快液相的混合.当搅拌转速超过93 r/min时,相对功率消耗基本不变.上叶轮倾斜角的变化对气相分布的影响很小.当倾...     

富氧底吹熔炼炉内气液两相流动的数值模拟

以某公司的富氧底吹熔池熔炼炉为原型,运用数值模拟的方法对炉内氧气铜锍两相流动进行三维瞬态模拟,研究炉内气泡主要参数、气含率分布规律、氧枪出口附近压力变化以及液面波动情况。并借助于高速摄像仪设备,对水模型实验中气泡形成、合并、变形及破碎过程进行研究,所得结果与模拟结果进行比较。结果表明:所建立的数学模型是合理的。氧气铜锍两相流动模拟结果表明,炉内气泡形成时间为0.12~0.25 s,生成频率为4~5 Hz,其短轴大小集中在3.5d~6.5d(d为氧枪直径尺寸);气泡停留时间为0.2~0.4 s,其在熔池内的平均上浮速度约为4 m/s;7°和22°氧枪出口气泡后座现象出现的平均频率分别为5 Hz和7 Hz,作用时间为0.06 s;高效反应区存在于熔池上部区域;气相搅动液相所形成的表面重力波在沉淀区传播的过程中,波幅衰减很快,当波传播到出渣口附近时,液面趋于静止。     

旋转喷吹除气箱中气液两相流动行为的数值研究

利用欧拉模型和多参考坐标系法对旋转喷吹除气箱中的气液两相流场进行数值模拟,提出基于计算域的选取获取自由液面波动的建模方法,并考察了不同因素对除气箱内气液两相流动行为产生的影响.结果表明.提出的获取自由液面波动的建模方法是可行的.随气泡直径的减小、搅拌转速的增加,气体在除气箱中停留时间延长.与铝熔体接触面积增大,气体在除气箱中的分布得到改善,有利于铝熔体的净化.此外,采用圆柱形除气箱,气体大多聚集在转杆周围,且易发生打漩现象,这对铝熔体的除氢不利.     

含酸性溶解气的气液两相流管道流致腐蚀模拟

目的 研究天然气输送管道中的酸性溶解气(CO2)与水相冲刷作用共同影响下形成的流致腐蚀(FAC)现象。方法 基于计算流体力学理论,确定了不同条件下影响流致腐蚀的气液体积分数和壁面剪应力分布情况。结果 对于上倾管道,水相主要积聚在管道底部,并且水相的积聚厚度与流速呈反比、与含水率呈正比。当流速小于3 m/s、含水率大于30%时,水相会发生回流现象,即弯管前、后直管段的液体会向弯管处积聚,从而使弯管处积聚水相的厚度大幅度增加。对于下倾管道,水相积聚的位置及与流速和含水率的关系与上倾管道相同,区别在于下倾管道并未出现回流现象。相同条件下,上倾管道的壁面剪切力始终大于下倾管道。当含水率与弯曲角度恒定时,上倾管道的最大剪切力出现在弯管底部,但随着流速的增加,最大壁面剪切力逐渐向弯管后直管段迁移,而下倾管道的最大壁面剪切力出现在弯管的顶部且不随流速的增加而发生变化。当流速和弯曲角度恒定时,上倾管道与下倾管道的最大壁面剪切力规律与含水率恒定的规律相同。当流速与含水率恒定时,弯曲角度对上倾管道壁面剪切力的影响较大,对下倾管道的影响较小;对于上倾管道,随着弯曲角度的增大,最大壁面剪切力的集中位置由弯管底部逐渐向弯管后直管段延伸且遍布管道周身;对于下倾管道,最大壁面剪切力主要集中在弯管及弯管后直管段的顶部,并且随着弯曲角度的增加,数值有所增大而位置不变。结论 通过分析积聚水相分布和壁面剪切力集中位置可知,上倾管道两者作用区域近似重合,即会受到严重的流致腐蚀影响;下倾管道两者作用区域并不重合,管道的上部主要受局部冲刷腐蚀的影响,下部主要受局部电化学腐蚀的影响,即下倾管道不会受到流致腐蚀的影响。     

两相材料的弹塑性性质和计算模型分析

本文提出了两相材料塑性性质的有限元大变三区模型并比较了两区模型，三区模型，周期性排列夹杂模型对计算的影响，分析了夹杂形状，分布，体积分数和载荷方法对弹塑性性质的影响，所得结果对深入理解两相材料所表现的宏观性质是有意义的。     

应用两相流模型模拟压铸充型过程的卷气现象

通过对压铸充型过程中卷气缺陷形成机理的分析,认为型腔中空气的流动以及与金属液之间的相互作用是形成卷气现象的主要原因.为了考虑型腔中空气的流动,采用了一种不可压缩两相流数学模型来模拟压铸充型过程的卷气现象.通过计算流体力学中的两个基准算例,较为全面地验证了该模型的准确性和可靠性.在此基础上,设计了专门针对压铸充型过程的高速水模拟实验,通过对可视化实验结果与两相流模拟结果的比较,证实二者吻合较好,说明了该模型能够较好地模拟液体的充填行为和卷入其中的气泡.     

螺旋管局部损失的数值模拟

采用有限体积法对螺旋管局部损失进行了数值模拟.研究了圆截面螺旋管的流动规律,根据局部损失模拟值得出螺旋管局部阻力系数,并分析了螺旋管螺距、曲率对局部阻力系数的影响.研究结果表明,螺旋管路局部阻力系数随曲率的增加而减小,而螺距对局部阻力系数的影响不是很明显.     

离心式连铸中间包内钢液流动特性的模拟

采用数值模拟对离心中间包内的钢液流动特性进行了研究,考察了分配室中挡坝的位置及旋转磁场强度对整体流场结构的影响,并通过试验验证了计算结果的可靠性.研究结果表明,当坝距较小时,分配室内形成了较大的水平环流,环流的形成有利于夹杂物的上浮去除.而当坝距较大时,分配室内的流场结构则呈现明显的非对称性,且随着坝距的增加,非对称越明显.这种非对称性的流场分布不利于钢液的混合,并导致了死区的形成.当磁场强度超过一定值时,磁场强度对钢液的整体流动形态无明显的影响.     

新型混输泵球阀内气液两相流动的数值模拟

为了研究新型混输泵球阀内气液两相流动规律,建立了球阀内流场的三维模型,利用CFD软件,对阀内气液两相流动进行了数值模拟。在球阀开启高度为0.005 m时,对含气率分别为20%、40%、60%、80%4种工况的模拟结果进行了分析,得到了不同含气率下的速度场、压力场及气液两相相态分布,探讨了含气率对球阀内气液两相流动的影响规律。结果表明:阀隙处流速较大,压力梯度大,阀座倒角下端易气蚀;含气率对阀内流速大小影响较小,但对流态有影响。气体主要分布在阀球壁附近,远离球壁气体介质减少;当含气量逐渐增大时,气液两相的相界面处波动较大。研究结果揭示了阀内气液两相流动的规律,为内压缩混输泵气液单向阀相界面演化及失稳机制的研究提供参考。     

球墨铸铁管消失模铸造的数值模拟

为提高新兴铸管有限公司桃江公司球墨铸铁管的质量,对其消失模铸造过程进行计算机数值模拟,包括:充型过程模拟及分析,凝固过程模拟及分析,缩孔、缩松的预测等.通过模拟找出了缺陷易产生部位,结果与实际生产情况相符合,采取针对性的工艺措施,有效地消除了缺陷.     

油气润滑条件下电主轴轴承腔内多相流特性分析

基于油气润滑气液两相流理论,采用COMSOL Multiphysics仿真软件建立B7003CY/P4角接触球轴承腔内的油气两相流模型,分析轴承腔内气相流速、压力以及润滑油的分布。通过计算轴承的摩擦生热量以及腔内关键点的换热系数,分析轴承腔内温度场的分布。试验与仿真结果表明:润滑油沿着进油管道进入轴承腔内,大量的润滑油聚集在轴承腔内的前端,少许润滑油会随着空气进入轴承腔内,而进气速度影响润滑油的分布;轴承腔内的温度受电主轴的转速和进气压力影响,随着电主轴转速提高,摩擦产生的热量增多,轴承腔内的温度升高;进气压力越大,空气流速越大,轴承腔内的温度越低,且轴承腔内换热系数细化后得出的温度场更接近真实值。     

锥形阀口滑阀的特性研究及流场数值模拟

研究锥形滑阀的过流面积特性,并从微观的流场控制角度出发,采用流场仿真软件FLUENT对该形滑阀的流场特性如压力场、速度场、涡旋分布等进行可视化研究,并分析滑阀阀芯开度对流场分布的影响以及流场分布对滑阀液动力的影响.此研究将有助于在更深层次上认识该型滑阀流量特性以及流场分布规律,并对滑阀设计起到一定的指导作用.     

管件多道次缩径旋压过程的数值模拟与工艺分析

管材缩径旋压是管材加工的一种较好方法.基于DEFORM-3D有限元软件,建立了缩径旋压的有限元模型.选取优化参数,对铝合金管件缩径旋压成形过程进行了数值模拟;分析了旋压过程中等效应力、应变以及旋压力的变化规律,并对结果进行了总结.     

注射成型流动数值模拟技术研究

流动数值模拟技术在注射成型过程中有很高的工程应用价值.本文首先建立了塑料熔体流动过程的数学模型,并对注射成型模型进行了简化,得到了易于数值求解的数学模型,可以更清楚地认识各物理变量对成型过程的影响.最后通过实例说明了注射成型流动数值模拟技术的合理应用.     

数值模拟技术在双金属复合弯管研制中的应用

数值模拟技术应用于双金属复合弯管研制，可及时发现原始设计的缺陷，为修改设计提供理论依据。应用该技术成功地制造出高铬铸铁／16Mn钢双金属复合弯管，同时解决弯管的耐磨性和可焊性间的矛盾问题。     

法兰管铸造过程数值模拟研究及工艺优化

以典型铸件法兰管为例,结合Visual Environment 8.0、Pro/E以及ProCAST对法兰管铸件进行了数值模拟,并优化了法兰管铸件铸造工艺,解决了ProCAST铸造模拟中的建模和网格划分难题,为铸造企业推广应用ProCAST软件找到一种途径。