往复压缩机流量调节装置不同运动规律下三维流场仿真研究

针对流量调节装置改变吸气阀阀片运动规律,进而造成往复压缩机内部流场复杂多变的问题,采用基于CFD的流体分析软件FLUENT对往复压缩机三维模型在不同流量调节装置背压、复位弹簧刚度工况下进行内部流场仿真模拟,从而得到运动部件运动规律、压缩机内部动态压力及压缩机示功图等.研究结果表明,不同流量调节装置影响往复压缩机吸气阀撤...     

应用动网格技术模拟分析滚动转子压缩机的瞬态流动

滚动转子式压缩机是通过偏心转子的转动与滑动档板的平动,完成吸气、压缩、排气等功能。本文采用局部弹性变形与网格重组的CFD动网格技术,对制冷型滚动转子压缩机瞬时动态流场进行了数值模拟。可以计算压缩理想气体为工作介质,满足流体控制方程及气体状态方程,湍流模型采用标准k-e模型。计算得到了压缩机主要性能参数随时间变化的谐波规律、流场分布及压力分布,观测到滚动转子式压缩机内旋涡生成、运动、增大或缩小等现象。     

齿顶间隙对平衡式双螺杆压缩机流场干扰的研究

为了研究专门针对双螺杆压缩机存在转子单向受力问题而开发的一种平衡式双螺杆压缩机工作腔内齿顶间隙对其内部流场特性的影响规律,运用SCORG软件构建一种可完全兼顾实际工作间隙的工作腔流体模型,并在进行高质量代数网格划分的前提下,基于CFD(Computational Fluid Dynamics)技术对三种不同尺寸齿顶间隙的平衡式双螺杆压缩机流体模型进行内部流场特性的精确数值分析,得到了流场压力分布、速度分布以及排气压力脉动随齿顶间隙的变化规律。为平衡式双螺杆压缩机间隙优化设计及工程应用提供重要理论支撑。     

双螺杆压缩机的计算流体力学3D动态仿真与试验

基于双螺杆压缩机的工作过程为理论循环过程的假设,提出了双螺杆压缩机工作过程的数学模型,将其内部流动分为入口流体、基元容积流体和出口流体3个部分。运用计算流体力学(CFD)理论中的网格界面法和动网格技术实现空气吸入、压缩和排出的周期性变化过程,并通过Fluent对双螺杆压缩机的内部流场特性进行数值模拟。为了验证该数学模型与数值仿真方法的准确性和可行性,搭建了双螺杆压缩机内部压力测试装置,对双螺杆压缩机的p-V变化规律进行试验研究。结果表明,仿真数据与试验数据吻合良好。因此,文中所构数学模型和模拟方法为双螺杆压缩机的设计与研究提供了重要的工具和方法。     

径向间隙对涡旋压缩机性能的影响

针对涡旋压缩机各压缩腔之间的泄漏问题,对不同径向间隙工况下的涡旋压缩机内部流场特性进行了研究。首先,建立了某型涡旋压缩机真实尺寸的流体域模型,分析了涡旋压缩机工作腔内流动应遵循的规律;然后,利用PumpLinx软件生成了涡旋压缩机流体域结构化网格,并对其不同径向间隙工况下的内部流场进行了数值模拟;最后,研究了径向间隙对涡旋压缩机压力、进出口的质量流量、动涡旋盘的轴功率等特性的瞬态和平均值影响规律。研究结果表明：涡旋压缩机中同一压缩腔的压力分布均匀,而温度分布不均匀,径向间隙越大,则温度不均匀性越明显;当径向间隙从0.02增大到0.08时,压缩机进出口平均质量流量减少,容积效率从92.7%下降到67.9%,而动涡旋盘的平均轴功率增加18.7%;因此,控制径向间隙对改善压缩机动涡旋盘受力不均匀性,提高压缩机的容积效率,减少其功耗具有重要意义。     

叶轮叶片后弯角对压缩机内流场的影响分析

利用CFD软件对离心压缩机的三维流场进行了数值模拟分析,并对离心压缩机性能进行了分析。流场模拟的湍流模型采用RNG k-ε模型,离心压缩机旋转区与非旋转区的耦合采用了MRF模型。在叶轮叶片后弯角变化从35°~55°对压缩机的内流场进行分析,且旋转流体边界采用了滑移网格。得出了压缩机内部流场的压力及速度分布云图,在此基础上对压缩机性能进行了对比分析。模拟结果有助于了解风机内流场的运动规律,为风机叶片的设计提供了参考。     

基于CFD技术的天然气压缩机组气缸动态特性分析

随着计算流体力学领域的发展,利用计算机对压缩机气缸工作过程中的内部气体流场的变化进行分析,成为研究气体进入气缸后具体变化过程的主要方法之一。在实际的天然气生产中,通过压缩机对天然气进行增压是整个生产流程中必不可少的一环,气缸作为压缩机工作过程中的主要构件之一,研究其内部流场中的流体流动特性,对整个压缩机的能效所产生的影响具有重要意义。基于CFD方法,并采用动网格技术对气缸的工作过程进行瞬态模拟。通过建立流动模型、划分网格及进行具体的计算以确定气缸流场在实际流动中的温度场变化情况,为后续研究提供一定的参考依据。     

涡旋压缩机工作腔流道仿真模拟及几何模型研究

涡旋压缩机运行过程中工作腔内部流场状态参数难以通过试验测试获取。所以采用数值模拟的方法获得动、静涡旋盘啮合过程中流场的运动变化规律已成为涡旋压缩机热点方向之一。为此,以圆渐开线型线的动、静涡旋盘为对象,从涡旋压缩机的三维实体模型中简化并得到了带有移动边界和轴向间隙的动、静涡旋盘啮合的三维流场数值模型。该模拟以R134a为工作介质,满足流体控制方程和气体状态方程,湍流模型采用RNG k-ε模型;利用CFD动网格技术设置流场边界,通过内部网格的拉伸、变形获得了工作腔内流体流动的压力、温度和速度的动态分布规律,探索了压缩过程中腔内压力、温度、速度分布不均匀的原因,并针对不同非整数圈和不同转速下的压缩机工作腔进行模拟和对比分析,为今后涡旋压缩机的研发提供理论基础。     

《压缩机可靠性与耐用性》讲座

受流体工程学会委托,西安交通大学压缩机及制冷技术教研室将于1983年9月15日至10月15日举办《压缩机可靠性与耐用性》讲座,主要内容有(1)压缩机可靠性;(2)压缩机的失效分析;(3)压缩机气流脉动与管道振动;(4)空气压缩机装置的爆炸等。招收对象:从事压缩机设计与     

平衡式双螺杆压缩机排气特性数值分析

针对用于可燃气体等介质回收、输送装置的传统双螺杆压缩机单向受力的不足,提出一种平衡式双螺杆压缩机。为掌握平衡式双螺杆压缩机排气区域流体运动特性,应用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术中的SIMPLEC算法及RNG/k-ε(Renormalization-group k-ε)湍流模型,对不同排气压力下平衡式双螺杆压缩机排气过程进行了数值模拟;研究了其排气区域流体湍流动能,流动轨迹及速度矢量的分布情况,从而得到了不同工况下泄露、涡流及回流的分布及变化特征;为平衡式双螺杆压缩机排气孔口的优化设计及进一步提升其运行性能提供理论依据。     

垂直管中定常螺旋流涡量特性的PIV试验研究

为了研究螺旋流场中的涡量特征分布,提高流体传质效率,利用激光粒子测速系统(PIV)对垂直管中不同介质的螺旋流场进行了测量,并利用Tecplot对螺旋流的涡量进行了显示和局部涡量场提取,研究了不同切向速度下,不同介质的螺旋流涡量场分布特点和其局部涡量特征。结果显示,螺旋流的涡量具有贴壁特征,随着切向速度的增加,螺旋流的涡量强度增大,正涡和负涡交换的频率增大,有利于提高流体传质效率。     

太阳能热管技术与室内供热

主要介绍采用热管技术,提高传热效率来提高对太阳能的利用率,同时利用热管管壳内呈负压而降低工质沸点的特性,使低沸点介质能在太阳光的直接照射下即可蒸发,从而达到利用工质的汽化潜热高效利用太阳能的目的。主要对热管装置进行了设计与校核,并简要介绍了热管的原理和传热介质的选择;针对试验结果,进行了分析与改进,以期对太阳能更高效地利用,达到对室内供热的目的。     

上游弯管对超声波流量计精度影响及整流设计

针对上游弯管流场变化对超声波流量计测量精度的影响,利用CFD对测量管道内部流场进行数值仿真模拟,并设计整流器改善由弯管导致的明显的二次流和涡流等情况,以减小超声波流量计测量误差。研究对象为基于时差法的DN15超声波液体流量计,流量范围在0.1～1.5 m~3/h内,上游弯管与流量计之间测试直管段距离为2～20D。对比超声波流量计加装整流器前后测量误差,通过实验结果验证,未整流时流量计随着直管段越短测量误差越大,安装的整流器可以改善管道内流场的速度分布,将直管段长度缩短为10D,提升超声波流量计测量误差满足在±1.5%以内,验证了数值模拟的正确性,对工程实际应用具有一定指导意义。     

基于节流阀阀内流场的管道振动分析

建立了板式节流阀的三维模型,运用CFD仿真软件对节流阀内部流场进行了数值模拟,得到了该型号节流阀内流场的三维可视化结果,结果表明:阀芯处的气蚀以及阀出口处的漩涡流是诱发阀芯和阀体振动的主要原因,因此优化阀内部流道对于减小管道振动具有积极的意义。     

The development of a multiphase flow meter without separation based on sloped open channel dynamics

The online continuous measurement of multiphase flow is one of the most key technologies which influences the development of oil industry in future. A new type of multiphase meter system is developed based on the open channel flow. The test pipe of the meter is slightly slopped to make the flow pattern mainly stratified flow. Based on the study of oil and gas flow dynamics in the open channel test pipe, the liquid metering model and gas metering model are deduced to calculate the gas and the liquid flow rate, the water cut is measured online by the principle of differential pressure. This device can work online without the separation of the production fluid. By the lab test and field application test, the results of the metering system show that the liquid flow rate errors are within ±5%, the gas flow rate errors can be within ±5%, and the water cut absolute error is within ±2%, which can meet the demands of the field flow rate measurement.     

基于管壁振动频率特性的光纤流量监测系统

为提高石油生产中原油采收率,需对原油采集时的流量进行实时监测。提出一种基于管壁振动频率的光纤流量监测系统,通过对缠绕在油管外壁的传感光纤感应流体经过管壁时由湍流产生的振动,从而实现流量监测。通过实验总结出管壁的振动频率特性,并在此频率特性范围内确定出平均流量与管壁振动加速度脉动值的标准方差的量化关系,求解出相应的流量。     

管中绕流试验装置设计

管中绕流试验是为解决大流场下流体能否流入敞开的管道以及其流入管中流体的量提供依据。管中绕流的试验装置的设计实现了管中绕流试验,也为工程上管流的研发应用提供了新的思考方向;该装置包括：外围大管道、中心小管道、弹簧、螺栓、测压管。     

超声波气体流量计检测精度影响因素分析

在天然气的管道运输过程中,提高气体流量测量的精度是提高运输效率、避免安全事故发生的关键技术。利用流体力学仿真（CFD）方法建立组合双弯管及变径管道模型,定量计算修正系数,对双声道超声波流量计结构和安装位置对于管道内气体速度场的影响进行研究。通过仿真得出超声波流量计的最优声道位置,并结合实验验证了仿真结果的可信性。模拟结果表明,双弯管和变径管与超声波流量计的安装位置至少为10D才能保证流体充分流动;通过修正系数随雷诺数的变化情况得出双声道超声波流量计的最优声道位置为距管道截面中心0.25D处。研究结论对于不同性质气体的流量检测同样适用,为工业中气体运输检测精度的提高以及超声波流量计的优化提供了依据。     

自力式油气水三相流气液分离装置的设计与实验

针对油井油气水三相流量测量难、测准更难这一实际问题,对溢气型集流伞的结构作了优化和改进,设计出一种自力式油气水三相流气液分离装置,装置上安装了涡轮流量计和电导持水率计,完成油气水产出剖面测井仪的研制。利用多相流测试系统对产出剖面测井仪进行了流量测量实验,实验结果表明,产出剖面测井仪能有效降低油井气相对油井液相流量和持水率测量的影响,可提高油田测量精度及采收率。     

结构参数对压裂双弯头冲蚀及流致变形的影响*

双弯头管汇是水力压裂地面高压管汇系统中的关键部件,由于高压大排量携砂压裂液在其中多次强制转向,双弯头管汇长期遭受着严重的冲蚀磨损和流致变形。为改善管件冲蚀磨损状态,从管汇结构参数的角度研究其对冲蚀率的影响。采用计算流体力学(CFD)数值模拟,结合离散相模型(DPM)和流固耦合(FSI)方法,对双弯头结构管汇在工况条件下的流致冲蚀和变形情况进行综合分析,研究双弯头结构参数,如连接直管长度、管道内径及弯头间连接角度对冲蚀和变形的影响。结果表明:随着连接直管长度增加,冲蚀率先减小后变化不大,而结构变形程度逐渐增大,综合考虑冲蚀磨损和结构变形,双弯头之间的连接直管长度宜设计为管道外径的4倍;大口径管道的冲蚀磨损程度更低,但会带来更大的变形,因此双弯头管汇的管内径不宜过大或过小;当2个弯头间的连接角度为0°时,冲蚀和变形程度达到最小。