基于Fluent的消防炮流线型喷嘴高度设计

根据流线型喷嘴流道的数学表达式,建立物理模型。根据实际项目中的设计参数,运用FLUENT分别对不同高度的流线型喷嘴进行数值模拟。通过分析喷嘴射流的速度场、压力场和湍动能等物理量的分布规律,研究不同高度对喷嘴射流性能的影响。研究结果表明:流线型喷嘴高度应在3.0d~3.5d之间取值为最佳,为流线型喷嘴高度的设计及其他喷嘴的结构参数设计提供参考。     

消防水炮喷嘴流场数值模拟研究

消防水炮是消灭大型火灾的关键工具,正在向大流量、远射程和高射高等方向发展。喷嘴作为消防水炮的核心部件之一,其设计直接决定射流性能的优劣。采用Fluent对3种不同内轮廓线结构的消防水炮喷嘴进行流场数值模拟,分析结构形式对射流压力、速度和湍动能的影响,从而确定消防水炮喷嘴的最佳内轮廓线结构。通过实验结果可知,在流量为40、50、60和80 L/s的情况下,采用正弦形式的喷嘴内轮廓曲线的射程高于国标规定射程15%以上。以上研究可为提高消防水炮射流性能提供参考。     

叶栅型气动喷嘴三维流场数值模拟

介绍了叶栅型喷嘴的基本结构,对三维可压射流的控制方程和Spalart-Allmaras湍流模型进行了分析,利用有限体积法对可压缩的N-S方程进行离散,对叶栅型喷嘴内的三维流场进行了数值模拟.对喷嘴内气压的变化、气流的速度矢量分布以及马赫数分布情况进行了可视化处理,讨论了喷嘴流道几何结构对流场的影响,以及供气压力的变化对喷嘴流量和出口速度的影响.同时,通过实验测量了喷嘴流量,实验结果与数值模拟的结果一致.对喷嘴三维流场数值模拟为喷嘴的设计和优化提供了理论依据,有效地缩短了设计周期.     

相似比对中间包模拟试验的影响

物理模拟试验和数值模拟是当前优化中间包流场和结构的主要手段,相似比的选取对于中间包模拟试验结果的准确性有较大影响。为了研究相似比对中间包模拟试验的影响,获得更能准确反映实际冶金反应器内流体流动行为的相似比,以80 t板坯连铸中间包为研究对象,采用经物理模拟验证后的Fluent模型模拟几何相似比分别为1∶1、1∶2、1∶4、1∶6、1∶8、1∶10的中间包内部流场流动行为,得到其速度和湍流动能的分布情况。结果表明,随着相似比减小,中间包内流场的平均速度整体呈减小趋势,湍动能无明显变化;相似比的改变对包内速度平缓变化的区域影响更加显著;当模型相似比小于1∶6时,与原型相比,模型速度的相对误差大于5%。因此,相似比的选用宜大于1∶6,以提高模拟的精度,准确还原实际流场。     

环形水气自激振荡射流频率数值分析

针对水气两相射流泵传能效率较低、吸气残压过大的问题,结合环形射流和自激振荡射流的优点,提出环形水气自激振荡脉冲射流的概念。以环形射流理论为基础,推导了混合相界面上的连续性方程和动量方程。采用Realizable k-ε紊流模型和欧拉多相流模型对环形水气自激振荡脉冲射流流场分别进行了定常和非定常数值模拟。计算了环形水气自激振荡射流泵的流量比q、压力比h和效率η等性能参数,绘制出基本性能曲线,并与普通环形水气射流泵进行了比较;对下喷嘴处的流体平均速度进行了非定常模拟计算,通过现场实验测试,对下喷嘴处混合相瞬时速度脉冲进行了频率分析。结果表明:与普通环形水气射流相比,环形自激振荡射流对气体的卷吸作用能力增强,且下喷嘴处的混合相瞬时速度值具有显著的脉冲主频。     

船舶喷涂机器人扇形喷嘴内射流模拟对比分析

通过对目前船厂船体喷涂工艺的分析,设计船舶喷涂机器人射流系统原理结构。扇形喷嘴是机器人喷涂新方案的关键部件,其内部流场特性的研究非常重要。以船厂目前常用的4种扇形喷嘴为例,应用CFD手段,根据流体理论建立数学模型,并根据应用现场实际,简化了物理模型,分别进行4种扇形喷嘴腔体内流场的数值模拟,并对比分析了4种扇形喷嘴轴心线上的压力变化曲线和速度变化曲线,得到4种扇形喷嘴各自的特性,为后续船舶喷涂机器人扇形喷嘴深度模拟提供参考。     

磨料射流喷嘴压力场与速度场的研究

为提高磨料射流抛光加工过程中的可靠性和效率,对在磨料射流加工中起到重要作用的喷嘴进行研究具有重要的意义。该文在分析喷嘴射流机理的基础上,针对典型的喷嘴进行仿真研究,得到了喷嘴内部压力场和速度场的分布情况,同时采用有限元对喷嘴结构参数进行数值模拟分析与比较,得出不同结构参数对于流体性能的影响。最后对该仿真方法的可靠性进行了实验验证,并给出了误差率,证明了在该文中所使用的仿真方法具有可靠性,为进一步研究磨料射流喷嘴提供了实用的价值和有效的方法。     

喷嘴出口直径对冷喷涂射流流场及基板最佳位置影响的数值分析

冷喷涂过程中,喷嘴出口后射流流场的波系结构对粒子冲击基板时的速度有很大影响.利用CFD软件Fluent对不同出口直径的喷嘴后单相自由射流和两相冲击射流流场进行了模拟计算.结果表明,喷嘴出口直径对冷喷涂射流流场及粒子冲击速度会产生一定的影响;在喷嘴出口与基板之间存在一个最佳距离使得粒子能够获得较大的冲击速度,该最佳距离会随喷嘴出口直径的增加而线性增加.     

某管路分离机构稳态数值模拟与试验

为了研究管路分离机构在稳态流动状态下的流阻和液动力,运用Fluent软件对分离机构内部流场进行数值模拟研究,并使用试验对模拟结果进行验证。建立管路分离机构以及考虑压缩弹簧的流域物理模型,通过分离机构的压力、速度矢量和湍动能的分布情况,分析了介质在插头与插座之间合理的流动方向;在此基础上详细研究了插头在不同入口速度下的特性流阻。分析结果表明:流体介质从插座流向插头的流动方式较为合理;插头的流阻特性随流体入口速度的增加而不断变大,且增加的速率在逐渐加快。最后对插头的流阻特性情况进行了试验,其试验值与数值模拟值的误差在5%以内,说明该数值模拟结果正确反映了管路分离机构内部的流程特性,为确定流体的入口速度以及机构的优化方案提供了参考。     

基于CFD的液氮消防喷嘴两相流数值分析

为了研究液氮消防喷嘴的射流特性,对氮气和水混合喷射的两相流喷嘴建立数学模型和几何模型,利用计算流体力学的方法对气液两相流射流流场的速度、压力、密度等物性参数进行数值模拟仿真分析。并改变喷嘴的入口、出口以及总长度等参数进行仿真,对比不同参数时的射流速度,从而得到喷嘴的最佳尺寸参数。压力仿真云图的结果表明,喷嘴弯折处易出现负压,因此在设计时应将喷嘴设计成曲线型。     

大连特钢1OOt RH炉真空系统性能测试及特点

100t RH炉设备的真空系统由国外引进.本文叙述了该真空系统的性能测试过程,同时对真空系统的设计特点进行了分析.该套蒸汽喷射真空泵采用四级全蒸汽喷射型式,前二段为增压泵,后两级为喷射泵,在喷射泵前后设置三级冷凝器.结构紧凑,占地面积小.     

在冷床上加速冷却钢管的工业试验

研制的新型三段式多喷嘴水雾冷却装置采用旋芯式喷嘴及顶部弯管引水结构,可对热轧减径之后的各种无缝钢管施行加速冷却。介绍了该冷却装置的设计原理、所采用的冷却方式及其试验结果。     

基于拟水平正交实验法的磨料水射流切割性能研究

磨料水射流切割作为一种新型的冷切割技术,凭借较强的切割能力和良好的切割质量,越来越多的应用到工程领域中。为了探究不同切割参数对磨料水射流切割性能的影响,采用拟水平法设计实验方案,进行钢板切割实验。实验结果表明:射流的切割能力与泵压和切割转速成正相关,喷嘴直径和切割靶距存在一个最佳范围,堆积作用和淹没状态都对切割性能有不同程度的影响。     

离心式血液泵外特性及内部剪切应力研究

为研究运行参数对泵性能及剪切应力的影响,采用高速摄像技术对泵内流动进行拍摄,并对泵内剪切应力状况进行数值模拟。建立血液泵内部流动可视化试验方法,揭示了泵的外特性随叶轮转速及血液流量的变化规律,同时阐明了泵的结构及运行参数对泵内剪切应力的影响。研究结果表明：泵内高剪切应力主要集中在蜗舌及叶片尾部,降低转速和增大流量都能够有效降低泵内剪切应力;试验所得流体运动轨迹与模拟结果相一致,且外特性误差在6.9%以内。     

两种三腔并联压电泵结构设计与性能比较

为提高压电泵的输出性能,设计2种结构形式的三腔并联有阀压电泵.选用伞形被动截止阀作为压电泵阀体,分别设计"一字型"和"层叠型"结构压电泵,其中"层叠型"结构压电泵的体积为"一字型"结构的0.85倍.选用水和空气为介质,对2种结构的压电泵进行输出性能试验.结果表明:驱动压电振子的正弦交流电信号相位差对三腔并联泵的输出性能...     

离心泵并联对管路系统流量增量影响的实验研究

离心泵并联是改变输送系统运行工况的一种重要方法。应用两台同型号离心泵设计了并联实验平台,对不同转速、不同管路特性下的离心泵并联运行开展实验研究,基于实验数据分析各种因素对系统流量的影响规律。研究结果为优化并联泵配置、提高运行效率提供参考。     

铝板在双面喷流加热和辊底摆动过程中的温度均匀性

基于辊底式铝板淬火炉加热工艺,针对板材双面多喷口气体喷流换热与内部导热的耦合问题,建立了板材喷流加热过程数理模型,研究了喷口排布、热风流量、铝板厚度和辊底摆动周期对板材表面换热及板温均匀性的影响。结果表明,喷口垂直喷流的换热效果优于倾斜喷流;垂直喷流时喷口以1/4间距错排布置时,铝板表面温度均匀性最好;喷流造成的铝板表面温度不均匀主要集中在加热前期,易造成板材的变形,且对于薄板更加显著;可采用较小的热风流量及较短的辊底摆动周期以改善铝板表面温度均匀性,减小材料的应力和应变。     

齿轮泵困油现象解决方法的探讨

困油现象是由齿轮泵自身工作原理造成的,它直接影响着齿轮泵的工作性能及寿命.本文通过对斜齿齿轮泵工作原理的分析,提出一种降低斜齿齿轮泵困油现象的新方法--重合度法,并对斜齿齿轮泵无困油重合度进行了分析,得出斜齿齿轮泵可以从改变重合度的办法来消除其困油现象.     

基于单向流固耦合的混流泵减重技术研究

混流泵应用轻质材料是减重的主要措施之一。基于CFturbo叶轮机械设计软件开发混流泵,提出在叶轮、导叶中采用不同轻质材料组合的方案,并基于CFD仿真单向流固耦合技术,从混流泵的外特性曲线性能、叶轮及导叶的应力与形变3个方面,对6种组合方案综合评估,验证单向流固耦合技术分析方法对轻质材料在混流泵中应用的可行性。结果表明：不同材料的叶轮对混流泵的性能影响较小;在不同流量下,叶轮与导叶采用不同材料时的最大应力与最大形变分别发生在叶片轮缘处和导叶进口处,并且最大应力值和最大形变量随流量的增加反而减小;叶轮和导叶采用轻质材料的3种可行的组合方案中,混流泵的总质量最小为29.74 kg,减重比达16.86%;最大为32.08 kg,减重比达10.32%。     

液压泵产品功率密度特性分析

液压泵功率密度定义为输出功率与质量的比值。对质量和体积有严格要求的诸如深海机电、航空航天和仿生机器人等领域,功率密度是液压泵研发与选用的重要指标。基于结构和材料2个方面,对比分析了国内外知名液压公司3类液压泵（齿轮泵,叶片泵和柱塞泵）的功率密度特性。结果表明：液压泵功率密度范围为0.18～7.35 kW/kg,齿轮泵功率密度最大为7.35 kW/kg,叶片泵为5.41 kW/kg,斜盘式柱塞泵为3.54 kW/kg;力平衡式或间隙自动补偿式结构的液压泵功率密度较高;铝、钛等轻质合金材料的应用能明显降低液压泵自重,提高功率密度。研究为高功率密度化、轻量化液压泵的设计和选用提供参考。