水轮机混凝土蜗壳内部液固两相流动数值模拟

针对长期运行于含沙水流的水轮机混凝土蜗壳,对蜗壳内部单相及液固两相流动规律进行数值模拟,研究了运行负荷、粒径大小及颗粒浓度对蜗壳内部流动规律的影响.结果表明:不同负荷下蜗壳内部速度场和压力场分布相似,仅在数值上发生变化;在进口颗粒体积分数不变时,随粒径的增加,沉降在蜗壳底部颗粒浓度增加,蜗壳底部颗粒体积分数最高达到16.83%;在相同粒径下随颗粒进口体积分数增加,蜗壳壁面颗粒体积分数增加,对蜗壳造成的磨损较为严重,颗粒与壁面的碰撞程度增加,较易引起水轮机的空蚀.     

一种适用于稠密液固两相湍流的新模型

为了较准确描述稠密液固两相湍流流动,在全面考虑了流体相和颗粒相的湍流脉动及单颗粒随机脉动的基础上,建立了一种新模型。利用作发展的ＤＩＰＳＡＲ算法对竖直上升管道中稠密液固两相湍流进行了数值模拟,所得结果与实验值吻合较好。     

水平90°弯管内固液两相流动的数值模拟

为研究90°弯管内固液两相流动特征,采用多相流混合模型对水平90°弯管内水和沙粒固液两相流动进行数值模拟,分析弯管典型横截面上二次流现象,讨论其发展变化对沙粒浓度分布的影响。模拟结果显示:当Re=5×104时,随着入口沙粒浓度升高,弯管出口横截面中心区域混合流体速度趋于更均匀分布,随着入口沙粒直径增大,沙粒快速积聚于管道下侧,形成堆积;当Re数增大到2×105时,在相同沙粒直径下,弯管出口横截面混合流体速度分布变化不大,除管道下侧区域外,沙粒浓度分布变得更均匀。与实验结果对比表明,该模型可用于弯曲管道内固液两相流动特性的有效计算。     

水平90°弯管内固液两相流动的数值模拟

为研究90°弯管内固液两相流动特征,采用多相流混合模型对水平90°弯管内水和沙粒固液两相流动进行数值模拟,分析弯管典型横截面上二次流现象,讨论其发展变化对沙粒浓度分布的影响.模拟结果显示:当Re=5×104时,随着入口沙粒浓度升高,弯管出口横截面中心区域混合流体速度趋于更均匀分布,随着入口沙粒直径增大,沙粒快速积聚于管道下侧,形成堆积;当Re数增大到2×105时,在相同沙粒直径下,弯管出口横截面混合流体速度分布变化不大,除管道下侧区域外,沙粒浓度分布变得更均匀.与实验结果对比表明,该模型可用于弯曲管道内固液两相流动特性的有效计算.     

油煤浆输送管路弯管部位液固两相流流场的数值模拟与磨损预测

针对煤液化工业中的油煤浆管路,利用Fluent软件对90°弯管分别取3种不同管径、8种弯径比,进行了液固两相流流场的数值模拟,得到湍流状态下管内流体的速度分布.通过二次开发将磨损模型嵌入到Fluent软件中,实现了对弯管部位的磨损预测.数值计算结果表明:弯管与出口直管连接区磨损较为严重;同一管径的弯管,最大磨损速率随着弯径比的增大而减小;相同弯径比的弯管,磨损速率随着管径的增大而减小.不同管径弯管合理的弯径比不同,管径越小,合理的弯径比越大.     

固液两相流渣浆泵时轮出口处磨损分析

对固液两相流渣浆泵时叶轮出口处流场进行分析计算；探讨了叶轮出口处磨损的机理。     

固相体积分数对泵性能影响研究

针对脱硫泵在输送固液两相流介质时存在的磨损严重、效率不高的状况,采用混合多相流模型和修正的k-ε湍流方程对脱硫泵内部流场进行了数值模拟,得到了泵内固体相的颗粒分布和运动规律以及不同固相体积分数与泵扬程、效率的关系曲线。结果表明:固体颗粒主要分布在叶片工作面和后盖板面,加剧了叶片和后盖板的磨损速度;固体颗粒在工作面上的相对速度较背面大,工作面和后盖板相交的棱角处颗粒浓度大且颗粒以一定的速度与叶轮发生摩擦,容易导致叶轮局部磨损;随着固含量的增加,泵的扬程、效率下降明显,而轴功率趋于稳定,说明脱硫泵的运行存在一个最佳输送浓度。     

固液两相流体弹流润滑实验研究

实验研究含有固体微粒添加剂的润滑流体在弹流润滑状态下的摩擦学性能。在新型圆盘试验机上应用间接测试方法，即激光透射法测得了其在弹流润滑状态下的平均中心油膜厚度和摩擦系数。将这些测试数据与线接触微极流体弹流润滑理论的计算结果进行比较，结果表明：含有固体微粒添加剂的润滑流体有增大油膜厚度的作用。     

弯管中液固两相流及壁面碰撞磨损的数值模拟

利用Eulerian-Lagrangian混合模型对弯管内液固两相流在低浓度(初始体积分率为3%～8%)运行时壁面磨损过程进行了数值模拟.计算了流场中湍流速度及压力的分布,并对不同角度弯管壁面处的磨损率进行了预测和比较.模拟结果表明:在弯管为90°时,颗粒分布最为理想,最大磨损率出现在弯管中心角40°～60°的范围内,即该区域固粒对壁面的碰撞频率和强度最大.该结果为弯管内多相流防、除垢技术的工程设计提供了一定的指导作用.     

Numerical simulation of a self-absorbing microbubble generator for a cyclonic-static microbubble flotation column

The Cyclonic-Static Microbubble Flotation Column (FCSMC) is currently a widely used, novel type of flotation device. The self-absorbing microbubble generator is the core component of this device. The structure of the microbubble generator directly influences flotation column performance by affecting bubble size and distribution as well as gas holdup in the column. However, the complicated flow inside the generator results in high R&D costs and difficulty in testing. Thus, the CFD software, FLUENT, was used to simulate the gas-liquid two-phase flow inside a self-absorbing microbubble generator. The effect of area ratio, a key structural parameter, was studied in detail. Critical flow-field parameters including velocity, turbulent kinetic energy, minimum static pressure and gas holdup were obtained. The simulation results demonstrate that the optimum area ratio is 3.     

T型管内两相流分配特性数值模拟

T型管内气液两相流分配不均易导致换热器偏流和受热不均。为了优化T型管内气液两相流流动,以FLUENT为模拟软件,以流体流动参数和管子几何结构为研究变量,对T型管内流体流动进行数值模拟。发现流体入口液相体积分数越大,入口速度越小,液滴粒径越小,越利于流体均布;同时支管衔接处采取弯管结构较直管结构优越,其中入口速度对流体分布影响最明显,速度相差3个数值即可优化两个出口液相体积分数比差10%左右。结果表明,相应改变流体流动参数和管子几何结构能有效优化T型管内流体流动。     

低温重力热管传热性能的理论与实验研究

为给重力热管在低温区的应用提供理论依据,以液氮作为工质对其稳态传热特性进行了实验研究.分别对冷凝段、蒸发段液膜和液池进行分析,建立了综合的数学模型.根据质量和能量守恒方程迭代计算得到了液池高度和液膜沿管长的分布.在液池模型中,通过假设空泡系数的分布,基于其他实验研究的结论提出了自然对流与核态沸腾换热面积公式.当工质液体体积与重力热管总体积的比值为13.5%和15.2%时,计算值与实验值吻合较好.理论和实验研究结果均表明,在蒸发段内液膜和液池的位置对蒸发段壁温的分布有较大的影响.     

放电反应器内气液两相流混合过程的数值模拟

为了研究放电水处理技术中气液两相流的混合状况,对放电反应器内气液两相流混合过程进行了数值模拟,得到最佳气液两相混合条件.通过建立混合模型,在水流速度一定的条件下,在不同的气体流速和不同的出气孔个数的条件下进行了数值模拟计算,得到了不同工况下的YZ中心截面速度分布图,YZ中心截面水体积分数分布图,XY中心截面速度矢量分布...     

离心泵内大颗粒下运动特性数值模拟与磨损分析

为揭示离心泵在输送固液两相流时颗粒密度和粒径对泵性能和磨损的影响,采用Realizable k-ε湍流模型（液相）和DPM离散相模型,对模型泵内固液两相流动进行定常数值模拟,研究固液两相流场中颗粒的运动轨迹以及磨损规律。结果表明：随着颗粒密度和粒径的增大,模型泵的扬程和效率均下降;密度、粒径越大的颗粒,其运动轨迹越易偏向叶片工作面;随着颗粒密度的增加,叶片工作面以及蜗壳内的磨损程度加剧,但是叶片背面的磨损减轻,颗粒相应地在叶片工作面和蜗壳外壁边缘聚集;随着颗粒粒径的增大,蜗壳整体磨损程度加重,其中蜗壳的隔舌区域、Ⅱ区域和Ⅵ区域磨损程度最严重;叶片整体磨损程度逐渐降低,且叶片工作面磨损程度大于叶片背面。

     

膨胀率对湿蒸汽自发凝结流动影响的数值分析

结合液滴成核、生长理论,在无滑移假设下,导出了描述存在自发凝结湿蒸汽两相流动的方程组,对喷管中的湿蒸汽自发凝结不平衡稳定两相流动进行了数值模拟,得到了沿喷管轴向蒸汽两相参数的分布。分析了相同进口蒸汽参数和喷管形状下,膨胀率对蒸汽压力、过冷度、水滴半径、蒸汽湿度沿轴向分布和成核率大小的影响。汽轮机内湿汽损失的大小与蒸汽过冷度、水滴半径、湿度大小和由于凝结产生的“压力冲波”剧烈程度等因素有关,膨胀率是影响这些因素的主要参数。通过选择合适的膨胀率,对通流部分进行优化设计,控制蒸汽凝结的成核过程,可以预期减小级的湿汽损失。     

A single-phase turbulent flow numerical simulation of a cyclonic-static micro bubble flotation column

Improved fluid dynamics can enhance the separation efficiency of flotation methods.A Computational Fluid Dynamics simulation using FLUENT was performed to model the fluid environment of a cyclonic-stat...     

管道内液固浆液输送的数值模拟

为了对管道内液固浆液输送的流动形态进行研究，建立了以颗粒动力学为基础的Euler Euler双
流体模型.在浆液流速大于临界沉积速度的情况下，模拟了不同浆液入口速度时的管道压力降，同时对管
道内浆液输送液固两相流进行了研究：当轴向位置与管径之比大于50时，管道内浆液流动处于充分发展
状态.此外还分析了在不同浆液速度下管道内液固两相的空间分布和浆液流动形态：在水平方向液相速度
分布和固体颗粒相速度分布呈对称状态；垂直方向液相速度分布和固体颗粒相速度分布由于重力影响，
不再呈对称状态.固体颗粒相速度分布与液相速度基本相同，两者之间的滑移速度很小，可以忽略.计算
结果与实验值的比较表明，所建模型能有效地描述管道压力降和管道内浆液流动形态.     

毛细抽吸两相回路蒸发器管内流动的理论分析

在建立物理模型的基础上，采用了一个二维计算模型对ＣＰＬ的单个蒸发器的管内两相流动状态进行了数值计算，分别得出汽、液相液体的速度、压力的分布，并对系统过程进行了理论分析，为试验研究提供理论依据。     

Study on Venturi nozzle for gas-liquid two-phase flow metering

Experiments were carried out to study gas-liquid two-phase flow through a horizontally mounted Venturi nozzle.The inner diameter of pipe is 25 mm and the throat diameter of Venturi nozzle is 5.1 mm.The...