渐扩管内流动特性的理论分析与试验研究

通过对渐扩管流动特性的理论分析与试验研究，其结果发现：渐扩管元件对管道和系统的作用不仅和全身尺寸有关，而且也和安装位置有关。设计不合理的渐扩管使管道系统产生再生气流噪声，同时使管道系统气流引起更大脉动，造成整个系统振动。本文为渐扩管的合理设计提供了可的参考资料，具有重要的工程应用价值。     

康达效应对油气环状流分配特性的影响

基于Fluent流体力学软件对T型三通管道模型进行数值模拟,研究入口流型为环状流时,T型三通的气液相的质量流量、速度和压强的分布规律,特别是康达效应对以上分布规律的影响导致的油气分配的不均匀性。结果表明,连接处两支管曲率半径有差异时,康达效应导致油气环状流的分配出现不均性,曲率越小,支管内气相质量流量越大,液相质量流量越小;支管连接处曲率越小,曲率小的一侧支管出口的气相速度越大,反之,则越小;T型三通连接处入口的压强较高,压力梯度较小,水平支管中曲率小的一侧支管的压力梯度比曲率大的一侧大。     

油气润滑系统中环状流流过突扩管时的流动特性

基于Fluent软件分析了油气润滑工况下环状流流过突扩管时的压力和油膜变化特点。结果表明,油气环状流流过突扩管时压力和油膜会发生突变,且突变的位置不会受到入口气速的影响,但是其变化的强度与入口气速的大小呈正比;油气环状流的液膜在管路突扩前分布的部分分布较为均匀,而在管路突扩后的分布受到气速和管径的影响较大,较大的气速和突扩管径会使环状液膜分散的程度增大。     

油气润滑气液两相环状流流动特性分析

建立油气润滑气液两相环状流的数学模型,通过Fluent仿真,研究水平管内环状流的形成机制以及油气流速对其影响趋势。结果表明:气液两相流型随气相速度的变化,从分层流向环状流和雾状流转变,其中分层流向环状流的转变是附壁效应和气相涡旋流动的结果,环状流向雾状流的转变是气相撕裂油相形成细小油滴,并均匀混合的结果;在一定范围内最短进口长度和气速成正比关系。     

气液环状流周向液膜测量传感器的优化设计

以气液两相环状流管道横截面的周向液膜为测量对象,采用单台高速摄像机和平面反射镜组构建了虚拟双视角的视觉传感器,并对传感器进行了优化。基于虚拟双目立体视觉原理建立虚拟双视角视觉传感器测量模型。为了尽可能增大有效拍摄视角以获得更多液膜流动信息,综合考虑视场区域、传感器尺寸、测量距离以及管道光路折射等因素,对虚拟双视角视觉传感器模型进行了分析和设计,优化了传感器模型的结构参数。理论分析及实验结果表明:优化后的虚拟双视角视觉传感器可以获得近300°的有效周向测量视角,远远优于使用单台高速摄像机进行直接拍摄。该项研究为通过双视角视觉传感器进行气液两相环状流周向液膜的实时测量提供了理论基础,对研究液膜厚度和分析环状流流动状态具有重要意义。     

浓相气力输送水平渐扩管流动分析

在输送压力可达0.3MPa的高浓度流态化气力输送试验台上,以压缩空气作为输送动力,脱硫石膏粉体作为输送介质,在水平渐扩管中进行两相流试验。分别从输送能力,固体速度,压降变化等方面进行流动分析和探讨。通过试验研究,得到系统输送能力和固体速度的变化规律以及固气比、渐扩管管径比和扩散角对渐扩管压降的影响规律。在基于大量试验数据的基础上,采用量纲分析和多元线性回归分析等方法得到渐扩管阻力特性方程,误差分析表明该拟合公式具有较高的准确性。     

油气润滑环状流在圆弧型三通管中的分配特性

运用FLUENT仿真软件对改进的三通管道进行了数值模拟,得出了管中流场的压力场和速度场的分布图,研究了油气润滑环状流在圆弧型三通管中的分配特性,并通过数值计算验证了设计的合理性,有效的避免康达效应对油气环状流分配的影响。结果表明:与T型三通管道相比,圆弧型三通管道的气液相分流系数较为稳定,接近于理想值,对油液的分配更为均匀,稳定性更好。此外,圆弧型三通管道更有利于油气环状流的均匀分配,可有效优化流场,该结果将为油气润滑系统中管路结构设计与加工提供科学依据。     

油气润滑管道环状流形成及影响因素研究

建立了油气润滑系统中内径为6 mm的水平管模型,利用FLUENT仿真软件对管内油气两相环状流进行了数值模拟,研究分析了油液速度、气体速度对环状流质量的影响。结果表明,气体速度是影响环状流质量的主要因素,在油量一定时气体速度为60 m/s~80 m/s时形成的环状流品质较好。     

基于ANSYS Workbench的天然气渐扩管冲蚀磨损仿真模拟

为了研究含砂天然气集输管道渐扩管的冲蚀磨损现象。运用ANSYS软件建立渐扩管流场的Euler多相流、流固耦合及冲蚀模型,分析渐扩管的应力分布、流动特性及冲蚀效果,并与突扩管进行比较;通过改变管道入口流速、颗粒粒径、颗粒质量流率等参数,对渐扩管流场特性及冲蚀规律进行分析。结果表明,渐扩管应力集中在喉部及出口管段内壁面,冲蚀区域集中在出口管段下表面及出口处,出口管段冲蚀区域呈“椭圆形”,出口处冲蚀区域呈“U”形;突扩管应力集中在进口管段与出口管段交界处的上壁面,冲蚀区域位于进口管段;渐扩管冲蚀速率随入口流速增加先增大后减小再增大,随颗粒粒径的增加先增大后减小最终趋于稳定,随颗粒质量流率增加呈线性增长;相同条件下,突扩管最大等效应力是渐扩管的1.73倍,变形位移是渐扩管的1.77倍,而渐扩管冲蚀较为严重,最大冲蚀速率是突扩管的1.7倍。     

渐扩型流道空化特征的实验研究

渐扩型流道是液压元件中最常见的一种阀口结构,为了研究渐扩型阀口结构中的空化流动特征,该文设计了一种渐扩型阀口流道结构,通过实验研究了随进口压力的提升,阀口空化现象的变化。实验研究发现,空化首先出现在阀口拐角上侧;随着进口压力的提升,空化体积向着类三角形形态发育;渐扩型阀口空化体积随进口压力的提升,呈线性分布。     

油气润滑环状流在突缩管内的流动特性研究

基于Fluent仿真软件,并定义了一种突缩系数,对不同气速和不同突缩系数下的油气润滑中油气两相环状流流经突缩管的流动过程进行仿真.通过仿真计算得到了突缩管内的油膜分布图,压降曲线以及速度分布图.     

阶梯扩散器出口段流场分析

对湍流发生器内的浆流进行两相流动的数值模拟,主要针对阶梯扩散器结构形式。通过改变出口段管长进行多次模拟,得到出口段内的压强、湍动能、纤维分布与阶梯扩散器尺寸间的关系,为以后研究工作提供依据。     

斜流压气机扩压器流场的数值模拟

用数值模拟方法研究了某高压比斜流压气机级,并对最大效率工况点的扩压器内部流场进行了初步分析。结果表明,斜向扩压器的最大静压恢复系数为0.525,轴向扩压器为0.502;斜向扩压器叶片压力面附面层大面积分离,造成严重的气动损失,使得其总压恢复系数较低;轴向扩压器只在叶片吸力面出现部分附面层分离,总压恢复系数相对较高;经过一排斜向叶片扩压器和一排轴向叶片扩压器,气流流动方向与子午面的夹角总共扭转了大约50°,扭转角度过大因而附面层分离严重,是造成扩压器性能下降的主要原因。     

采用叶片扩压器时单级离心叶轮内流分析

对采用滑移网格技术计算得到的,带有叶片扩压器的单级高速离心压缩机,非定常流动计算结果的叶轮内流进行分析,研究了叶片扩压器的存在对叶轮内流的影响。     

大间隙环流中转子系统稳定性研究

采用数值方法研究了转子周围大间隙环流动力学特性及其作用的Jeffcott转子动力学系统的稳定性。结果表明,大间隙环流对转子动力学系统的稳定性有很大的影响,同心转子也将产生半速涡动,最终以正向涡动模式失稳,偏心转子失稳转速有较大的降低,失稳模式取决于系统条件。     

环形缝隙中压力水的流动规律研究与试验

分析了压力流体在柱塞环形缝隙中的流动特性,得出了柱塞直径一定时微小缝隙中的层流与紊流的临界流量只取决于流体性质(粘度)的结论。介绍了自行设计制造的柱塞副环形间隙流量测试试验方案和试验装置。通过对水介质试验结果的分析发现:压力流体通过不同间隙值的临界流量是相同的,且只有在间隙很小(≤0.01mm)及压力较低(<6.3MPa)时压力水在缝隙中的流动才是层流,而工程实际应用中常用的配合间隙(0.01~0.02mm)及工作压力(≥6.3MPa)条件下环形缝隙中水的流动接近于紊流。这一结论给工程流体力学有关环形缝隙中流体层流计算公式的应用提供了适用范围,可作为水压传动元件的设计、制造及应用的理论依据。