基于Mixture模型泡沫发生器气液两相流数值模拟

为提高泡沫发生器发泡效果,优化泡沫发生器内部结构设计,采用流体仿真技术对泡沫发生器内部流场进行数值模拟,分析速度、压力以及气相体积分布,研究不同进气方式以及挡板高度对泡沫发生器内部流场影响,结果表明:中心进气式泡沫发生器内部气液混合均匀程度优于边缘进气式泡沫发生器,内部压力损失比边缘进气式大;在泡沫发生器内部增设挡板有...     

低压管路内气液两相流数值模拟及试验分析

以低压管路内气泡的运动状态为研究对象,建立了气泡在管路内运动的模型。对气泡分别在45°倾斜向下、水平、垂直向上3种管路中匀速运动进行分析。通过理论分析及模型仿真发现,在45°倾斜向下的管路中,气泡在匀速运动时只能聚集于靠近管壁的环状空间上方;在水平管道中,气泡存在于管道上部,在垂直向上的管路中,气泡只沿管道中心向上运动。搭建可视化试验台,观察气泡在不同管路中的运动状态,发现仿真结果与试验观察现象吻合。同时,通过分析当管道含气率在1.18%时,气泡在管路中的聚集和变形情况,发现管道内的压力波动与油液流速和管道的曲率半径相关。     

叶顶间隙对离心泵气液两相流特性的影响

为研究叶顶间隙对离心泵气液两相流特性的影响,以比转速为33的半开式叶轮离心泵为研究对象,设计了四种叶顶间隙值(0.3 mm、0.5 mm、0.7 mm、1 mm)的模型泵,采用Eulerian模型对各间隙值模型泵进行了不同进口含气率(IGVF)不同流量工况下气液两相流动进行了数值计算,得到了不同IGVF下各模型泵的外特性曲线,并分析了叶顶间隙变化对模型泵外特性及其内部流场影响规律。结果表明：当IGVF≤5%时,气相在泵内的聚集程度较低,叶顶间隙泄漏流动是影响模型泵性能的主要原因,模型泵的性能随间隙值的增大而减小,0.3 mm间隙值为最佳间隙值;当IGVF=12%时,气相在泵内高度聚集,导致叶轮内部流动极为紊乱,湍动能的分布范围和强度也逐渐增强,由此造成的能量损失是导致模型泵性能下降的主要因素,其中0.5 mm间隙值模型泵的湍动能分布和强度最小,此时模型泵的性能达到最佳。     

气液两相流泵的研究进展

介绍了气液两相流动的主要计算模型,总结了现有两相流泵的特点,对有关两相流泵的流场分析,性能预测,试验研究及水力设计等方面的现有成果分别进行了综述,对应进一步深入研究的问题及研究中应遵循的一些原则进行了初步探讨。     

离心式气液两相流泵的试验研究

通过对QYS100－20型离心式气液两相流泵的试验，分析和研究了泵的性能，获得了研制高含气量的气液两相流泵的宝贵经验。     

微通道内单相及气液两相流动换热数值模拟研究进展综述

随着科技的发展,微电子设备的散热量越来越大,传统换热器将难以满足其散热需求。微通道散热是一种新型的高效换热技术,其结构紧凑、换热性能突出、运行安全可靠的特点引起国内外学术界和工业界的广泛关注。试验技术存在对换热装置加工工艺和测量仪器精度的高要求,成本高、准备周期长;数值模拟技术成本低、计算周期短,探索微通道内单相和气液两相流动换热特性更为便捷,其优势也日益突显。详细介绍了针对微通道换热器的传热流动数值模拟研究方法,对比分析了包含LBM模拟方法和VOF气液两相流模型在内的典型数值方法,并总结了数值模拟在微通道单相换热特性、气液两相换热特性和临界热流密度方面的研究进展。     

增压器内部流场分析及气液两相流特性研究

以增压器为模型,对增压器中压力波动产生的原因进行了分析。为揭示增压器增压原理及内部气液两相流的特性,基于Reynolds时均化的N-S方程和标准的两方程湍流模型,运用流场计算软件的动网格技术,对高压缸中水和气体两种不同介质的增压过程进行了数值计算,并将计算结果与实测结果进行了比较。研究表明:增压器增压过程是一个逐层增压的过程,同时如果增压器内部含有气体,将增加增压器的压水时间,并引起增压器压力波动的增加,从而影响整台超高压设备的性能。在实际运行过程中,应该避免气体流入高压缸,必要时还可以在管道中安装气液分离器去除水中残留的气体。     

基于气液两相流入口蒸汽参数对管壳式冷凝器性能的影响

采用数值模拟方法,使用CFD软件FLUENT对管壳式冷凝器壳侧按两相流动及相变传热进行了模拟计算,选定合适的湍流模型、两相流模型为混合物模型,并根据汽水转化公式编写了自定义函数UDF来描述相变过程质和量的传递。针对壳侧流体介质为高温饱和水蒸汽情况下,分别对不同的介质入口速度和入口温度情况下换热器壳侧传热系数、湍流动能和压强变化的模拟结果进行了比较,得出了流体介质入口速度与温度对换热器壳侧传热特点和传热性能的影响规律。从而对冷凝器壳侧结构参数的优化及流动介质进行合理的选择起到指导作用。     

利用涡街特性测量气液两相流流量与组分方法的研究

利用涡街特性测量气液两相流流量与组分方法的研究＊李永光蔡祖恢李美玲（华东工业大学热工上海２０００９３）林宗虎（西安交通大学能动学院西安７１００４９）０引言本世纪七十年代初期,国外利用涡街特性,研制成了单相流体涡街流量计［１］,这是一种自然振荡型流量计...     

电站冷凝器壳侧气液两相流动和传热的数值研究

建立了电站冷凝器壳侧气液两相流动和传热的两流体数值模型，基于分布阻力方法建立气液两相的控制方程组，对Ｎ１１２２０—１型冷凝器进行了数值分析，计算表明液相对该冷凝器总体性能的影响不显著。计算结果与试验数据和单相模型的结果进行了比较，两流体模型计算的相对热流密度与试验值吻合良好，精度比单相模型有所改进。     

深海采矿两级离心泵固液两相流数值模拟研究

针对陆地用离心泵不能满足1 000 m深海矿浆提升要求,设计了一种高性能新型两级矿浆泵。选取叶轮和空间导叶为研究对象,采用三维雷诺时均N-S方程和修正的RNGκ-ε湍流模型,采取压力-速度隐式修正SIMPLEC算法,对两级矿浆泵内部湍流进行数值模拟,分析固液流场的分布规律,预测工作性能。结果表明:不同流量工况下,同一圆柱半径上,叶轮叶片压力面上的压力大于吸力面上的压力。流量越大,叶轮流道入口处速度越小,叶轮对固液流体的加速作用越弱,叶轮流道出口处的速度也越小。流量越大,空间导叶出口和入口处固液流体的速度差越小,空间导叶的转能效果越差,导致后流道出口处的压力越低,扬程越小,设备性能下降。但矿浆泵的效率随着流量的增加迅速增大,1 000 m矿浆泵的最佳流量工作范围为500 m3/h~600 m3/h。     

火星熄灭器两相流数值模拟

针对某型号火星熄灭器,采用非定常雷诺时均（RANS）和离散型模型（DPM）对其内部流场和颗粒分离行为进行了数值模拟.计算了初始模型设计流速下的捕集效率和阻力损失;分析了内部速度场、压力场和颗粒运动轨迹特性.针对计算结果,对原火星熄灭器的结构进行了改进.采用相同的计算方法,对改进后的设计方案进行了仿真计算,结果表明提高了火星熄灭器的综合性能.该仿真计算方法能较好地预测火星熄灭器内部两相流的流动特性,对火星熄灭器性能预测和结构改进提供可靠依据.     

脉冲液气射流泵内部流场的数值模拟

脉冲射流相对于恒定射流可较大程度提高液气射流泵效率,利用计算流体力学软件FLUENT对脉冲液气射流泵内部流场进行数值模拟和分析.首先研究在脉冲射流情况下,停止工作射流后液气射流泵内部流场的状况：然后对相同工作条件、不同脉冲频率下的液气射流泵进行数值模拟,并研究分析各个脉冲频率下液气射流泵效率,得出最佳工作频率.     

气液两相流系统的小波软测量技术

提出了一种基于小波分析技术的气液两相流流型判别软测量模型.气液两相流中简单、易测而且可靠的差压波动信号作为软测量模型中的辅助变量,气液两相流的流型作为模型中的主导变量,利用小波分析技术建立了主导变量和辅助变量之间的数学关系,进而通过测量差压波动信号可以对气液两相流的流型进行判别.实验证明所建立的软测量模型是有效的.     

一种新型离心式气液分离器分离性能的数值模拟与试验研究

为了研究该分离器的分离性能,通过搭建气液两级分离实验台架进行实验测量,同时应用计算流体力学(CFD)方法对分离器内的气液两相流动进行数值模拟.重点研究了流量、气液比、介质粘度、密度、气泡直径及转鼓转速等六个变量对离心式气液分离器分离效率的影响.通过比较数值计算与实验测定结果,验证了数值模拟方法的可行性.分析结果表明,预测的分离效率变化趋势与实测结果在总体上是一致的, CFD可作为离心式气液分离器设计的有效工具.     

三通管中液固两相流冲蚀磨损的数值模拟

针对石油管道运输系统中三通管固液两相流的冲蚀磨损问题,采用DPM冲蚀预测模型,模拟分析油品中夹带的固体颗粒对三通管的冲蚀磨损情况,得出固体颗粒对三通管冲蚀的分布规律。结果表明:固体颗粒对于不同类型三通管的冲蚀部位以及磨损严重程度不同。T型三通管的冲蚀主要集中在与竖直管道正对的水平管道底部及其附近的外侧管壁,有球体弯头的三通管的冲蚀主要集中在球体附近水平管道的外侧管壁,且冲蚀磨损程度相对较小。     

低含液率气液两相流涡街探头最佳安装位置研究

通过数值仿真试验研究,验证利用FLUENT仿真软件进行数值仿真的可行性,并且得出在单相流以及气为连续相的低含液率气液两相流这两种情况下,50 mm口径涡街流量计探头的相对最佳安装位置,其中单相流的涡街探头最佳安装位置在发生体后0.4D处,气为连续相的低含液率气液两相流涡街探头的最佳安装位置在发生体后1D处。利用FLUENT仿真软件的后处理功能对流场进行分析,得出低含液率下采集的信号在发生体后1D处最优的本质原因——在发生体后1D处,旋涡达到成熟,涡街信号最强,流场信息最为丰富稳定。以含液率0.04%的气液两相流流场与单相流流场进行对比,分析得出单相流和低含液率两种情况下,涡街探头最佳安装位置不同的原因。     

气液两相间歇流压差波动信号的Wigner谱分析

应用Wigner谱对水平管内气液两相间歇流压差波动信号进行时频二维分析,证实了压差波动信号的强非平稳性,与传统的功率谱分析不同的是,得到了在同一时刻可以只出现一个较强的局部频率峰值,也可以出现一个以上的多个局部频率峰值.研究还发现,宏观相似的压差波动信号,通过Wigner谱分析可以清楚地从频域上揭示其微观存在的差异.     

离心泵叶轮内部液固两相湍流的数值模拟

为了深入了解离心泵叶轮内液固两相流流态,利用商用软件FLUENT6．2对叶轮内部不可压液固两相流动进行了数值模拟,获得了叶轮内的相对速度分布、压力分布以及固相浓度分布。研究结果表明。由于固体颗粒的存在将对液相相对速度场产生影响,造成泵输送液固两相流时的扬程比输送单相流时有所下降。     

基于气液两相流模型的电解加工多场耦合仿真

针对电解加工产生的气泡影响加工精度的问题,引入Euler Euler双流体模型对电解加工中气液两相流场进行描述,并耦合电场和温度场相关模型,分析了工具阴极、工件阳极表面气泡率、温度、电导率和电流密度的分布规律;通过调整加工电压、入口压力和出口压力,对工件阳极表面气泡率和电流密度分布进行仿真优化。仿真结果表明：在流速相同的条件下,减小加工电压、增加出口压力能够改善电导率分布,使阳极表面电流密度分布更加均匀。实验结果表明：仿真得到的阳极表面电流密度分布与工件轮廓高度误差分布吻合;采用优化后参数加工出的工件轮廓精度得到提高。