微型离心风机内部流动的数值计算分析

针对笔记本电脑散热用微型离心风机，利用逆向工程技术获得风机叶片及其蜗壳模型，利用数值计算软件Fluent对其内部流动进行了模拟计算，并将计算得到的风机性能曲线与实验结果进行了比较，结果显示误差在8％以内，同时分析了风机内部流动情况。     

一种流量可调的燃料电池用引射器的数值分析

针对质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)高低负荷工况对氢气量的不同需求,提出一种新型引射器,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对该引射器进行仿真分析,研究不同混合室收敛角对引射器性能的影响。仿真结果表明,在高低两种工况下,引射器的引射系数均随混合室收敛角的增大先增大后减小,最佳的混合室收敛角为9°～15°。选取混合室收敛角12°内的引射器进行内部流场分析,通过速度场及压力场的分布,研究高低负荷工况下引射器对回流氢气的作用规律。     

Numerical Investigation of Two-Phase Flow in Natural Gas Ejector

Increasing production and recovery from the mature oil and gas fields often requires a boosting system when the gas pressure is lower than that demanded by the transportation or process system. The supersonic ejector, considered to be a cost-effective way to boost the production of a low-pressure gas well, was introduced into the industrial field. However, the exploitation of natural gas often accompanies with water. The computational fluid dynamics (CFD) technique was employed to investigate the two-phase effect (water droplets) on the performance of natural gas ejector for the motive pressure ranging from 11.0 MPa to 13.0 MPa, induced pressure from 3.0 MPa to 5.0 MPa, and backpressure from 5.1 MPa to 5.6 MPa, while the injected water flow rate was less than 0.03 kg s^?1. The numerical results show that the entrainment ratio of the two-phase operation was higher than that of the single-phase operation with the variation of backpressure. Meanwhile, the entrainment ratio increased with the increase of injected water flow rate into the primary flow. When the water was injected into the secondary flow, the entrainment ratio decreased as the injected water flow rate increased, but the critical backpressure remained unchanged.     

不同流量下污水沉淀池的数值仿真

针对水污染问题尤为突出,同时对水质标准的要求更加严格的问题,常规方法不能较好地反映出沉淀池内部流动情况,从而不能很大程度上发挥沉淀的功能。采用Gambit对辐式沉淀池进行三维建模,并用Fluent的K—ε标准模型对其进行仿真计算,得到在不同进口流速下的沉降效果。仿真结果表明：流速越小,沉淀效果越好,水平挡板的位置会对沉淀池的沉淀效果产生影响。通过仿真计算能在已定尺寸的沉淀池基础上确定高效的运行参数,对实践具有指导意义。     

不同进气方式的流化床内颗粒混合特性的数值模拟

为了从微观角度分析不同进气方式的流化床内颗粒的运动机制,利用计算流体力学与离散单元法相结合的方法,采用Gidaspow曳力模型实现气固两相间的耦合,对不同进气方式的流化床进行数值模拟,采用Lacey混合指数等对颗粒的混合状态进行定性和定量分析,并探讨了气体速度参量对混合特性的影响。结果表明:喷动流化床内颗粒混合特性受喷口气速和流化气速的综合作用;存在喷动气的工况,其最终混合状态比均匀进气的工况好;在存在喷动气的前提下,引入流化气会导致床体的死区变小,且流化气速越高,死区越小;在特定的模拟工况下,存在一个最佳流化气速,使得颗粒混合质量最好。     

不同袋室结构下除尘器内部流场数值模拟研究

采用数值模拟的方法对某热电厂直通式袋式除尘器在不同结构形式下内部流场状况进行了研究.结果表明:增加气流均布板可防止喇叭口内涡流的产生并缓冲烟气对第一排滤袋的直接冲刷,使袋室内部气流分布均匀;适当地降低袋室空间的高度,有利于烟气向后排滤袋流动,使滤袋流量分配均匀,获得过滤效果.通过数值模拟所得的结果为袋式除尘器的设计和选型提供指导.     

Numerical Study on Flow and Cooling Characteristics for Supersonic Film Cooling

With the booming performances of the gas turbine engine, the turbine vane of the gas turbine engine experiences more extreme thermal environment with supersonic flows. The film cooling applied in the supersonic flow condition has essential difference from that used in the subsonic flow condition in the flow characteristics and cooling effectiveness. This article focused on the film cooling of two parallel flows (primary flow and coolant flow) with supersonic or subsonic velocity, respectively. The results show that: on the condition of supersonic primary flow and subsonic coolant flow, the coolant flow with lower momentum is sheared and dragged by the higher momentum primary flow because of the viscous property of fluid． At the meantime, the thermal and momentum of the primary flow transfers into the coolant flow rapidly． It causes the great damage of the film coverage, and the decrease of the cooling effectiveness dramatically． In contrast, on the condition of supersonic primary flow and supersonic coolant flow, the film coverage of the supersonic coolant flow can last further far than that of the subsonic coolant flow on the same blowing ratio． The turbulence kinetic energy seems to be depressed by the shorten of velocity difference of two supersonic flow. Therefore, the cooling effectiveness is enhanced by 45% for the supersonic primary and coolant flow.     

抽水蓄能机组不同工况下推力轴承油膜特性研究

本文基于N-S方程、K-ε湍流模型和周期性边界,结合江西洪屏抽水蓄能电站推力轴承实况,分别对不同转速和不同压力油进口流速工况下的推力轴承油膜进行了数值模拟.利用AUTOCAD和NX建立了润滑油流动区域模型,并作适当简化,采用分块网格技术对计算区域网格进行划分,采用FLUENT流体分析软件进行计算;最后通过后处理得到了瓦...     

准一维超音速气液两相流数值模拟

采用欧拉-拉格朗日方法对燃气-蒸汽发射动力装置内超音速燃气中的喷雾蒸发的气液两相流进行了准一维数值模拟研究,该方法考虑了面积变化、质量添加、蒸发效应、变物性等各种影响因素。针对不同的喷水孔径、喷水压差以及水气质量比进行了数值模拟计算,分析了各种条件下的液滴蒸发情况以及对气相流场的影响,为燃气-蒸汽发射动力装置的设计优化提供了一种快速有效的方法。     

太阳能喷射式制冷系统喷射器性能的三维数值模拟

利用FLUENT软件对太阳能喷射式制冷系统中的喷射器进行三维数值模拟,从影响喷射器性能的主要工作参数和喷射器的主要尺寸、结构等方面进行了数值计算。从数值模拟的研究中得出：流线型结构的喷射器能减弱混合过程中的回流现象;在超过某一值时继续增加工作流体的压力对喷射器性能没有改善;喷嘴出口和扩压管入口存在一定的距离会提高喷射器的性能;收缩段采用流线型的喷射器性能很接近四段都采用流线型的喷射器的性能,并且都能提高喷射器的性能。     

汽轮机调节级多工况下三维流场数值研究

汽轮机调节级的部分进汽特性,不仅影响到机组的气动性能和效率,而且还对其安全性产生一定程度的影响。基于三维黏性可压缩雷诺时均Navier-Stokes(N-S)方程,采用结构化六面体网格,运用有限容积法,构造了带有进汽室和加强筋的300MW汽轮机调节级三维黏性可压缩计算模型,针对不同运行工况下调节级内部复杂流动进行了详细研究。分析发现:调节级进汽室内部流动损失较大;进汽段下游动叶通道静压分布合理,内部流动顺畅,而非进汽段动叶通道内部流动紊乱,熵增明显,部分进汽带来的损失较大;部分进汽度越小,效率降低越快,尤其是一阀进汽时,效率急剧下降。     

A696转轮内部流场的数值模拟与分析

基于雷诺时均N-S方程、RNGκ-ε湍流模型和SIMPLE算法,采用FLUENT软件对A696混流式水轮机转轮进行了三维定常湍流数值模拟,获得了不同工况下的转轮内部流场的速度矢量、压力及流线分布规律,分析了转轮内的流动状态,对预测混流式水轮机转轮性能具有一定的参考价值。     

引射器特性的实验研究和理论分析

在试验研究的基础上,对引射器的特性进行了分析和研究,进而提出了安装有引射器的回路系统流动特性计算方法,具有较大的应用价值。     

基于固液两相流的离心泵内部流场数值分析

为了初步研究泥沙颗粒直径对离心泵性能及内部流场的影响,本研究采用particles粒子模型对某离心泵进行全流道数值模拟实验。重点分析了在相同泥沙颗粒体积分数和不同来流泥沙颗粒直径下叶片表面的泥沙颗粒的体积分数分布、泥沙颗粒速度分布的情况。结果表明:由于固体的存在使得流动不稳定,同一离心泵在固液两相流介质下运行较单相流介质会不同程度使泵扬程和效率下降,在相同工况下,随着泥沙颗粒直径的增加,叶片表面泥沙颗粒体积分数上升,且有向压力面偏移的趋势,叶片表面泥沙颗粒速度也逐渐增大;导致叶片进水边、叶片吸力面出水边磨损较为严重。该研究可为以含沙水为工作介质的离心泵设计提供一定的参考。     

不同工况下区域天然气管道水力测算分析与建议

目的  管道水力计算是天然气输配系统的重要组成部分,运用该理论可以分析管道管径与流速、压力降以及燃气密度等之间的关系,贯穿于天然气管道建设和管道运营的全生命周期。管道水力计算对管道输配的设计优化和运行调度有重要影响,文章旨在对某区域长输天然气主干管道水力进行模拟计算研究和分析,以期为该区域主干管道建设和运行优化等实践工作提供参考依据。 方法  在现有的区域管网中,利用PIPELINE STUDIO软件模型计算,模拟不同工况下该区域主干管道运行状况,聚焦“迎峰度夏”和“冬季保供”两个工况的极限条件,及时发现管线运行中存在的问题,分析存在的主要输气瓶颈。 结果  研究表明：无论是“迎峰度夏”还是“冬季保供”,该区域现状管道系统存在输气瓶颈,需要优化调整管道运行调度、管输流向和水力压力,进一步发挥区域管网最大输气能力。 结论  通过分析不同极限工况下的输气能力,提出优化运行、互联互通、技术改造方案,能够消除管输瓶颈,保证区域管网安全高效运行,满足市场用户变化的用气要求。     

柴油在亚、超声速气流中横向喷射实验研究

改造普通油嘴,采用单次高压燃油喷射系统和阴影照相,首次研究了柴油射流柱在亚、超声速气流中横向非定常喷射问题。忽略破碎和雾化过程,用双流体模型和高精度格式,对该问题进行了初步的数值模拟。结果表明：沿射流柱表面传播的表面波是引起射流柱破碎的主要因素,破碎点位于表面波的波谷。高速气流中射流柱的雾化过程可分为射流柱区、大液块的首次破碎区、小液块的二次破碎区和液滴区。射流激波贴近射流柱迎风面,为三维凸形结构,在通道内反射,形成非定常的复杂波系结构。射流、来流动压比是影响柴油穿透深度的关键参数。计算得到的液相等密度线分布与实验结果在定性上一致。     

多喷孔引射器性能数值研究

采用三维计算流体力学的方法,研究了结构参数对纯氧燃烧器用多喷孔引射器性能的影响。获得了结构参数对引射比和氧气不均匀度的影响规律,总结分析了获得最佳引射性能的结构参数。数值计算的结果还揭示了不同结构参数下多喷孔引射器内部气体的引射混合过程。采用新的设计准则可以在提高引射器性能的同时减小设计尺寸。     

Direct Numerical Simulation of the Pulsed Arc Discharge in Supersonic Compression Ramp Flow

Direct numerical simulation(DNS) of shock wave/turbulent boundary layer interaction(SWTBLI) with pulsed arc discharge is carried out in this paper. The subject in the study is a Ma=2.9 compression flow over a 24-degree ramp. The numerical approaches were validated by the experimental results in the same flow conditions. The heat source model was added to the Navier-Stokes equation to serve as the energy deposition of the pulsed arc discharge. Four streamwise locations are selected to apply energ...     

Navier-Stokes Computstions of the Supersonic Ejector Diffuser System with a Second Throat

INTRODUCTIONUnloosetheconvenhonalfluidmachineryinwhichusuallyhavesomerotatingormovingparts,theejectorisadevicewhichemploysahigh-velocityprimalmotivefluidtoentrainandaccelerateasecondalsuctionfluidwhichmovesslower.Theresulhngkinehcenergyofthefutureissubsequentlyusedforself-compressiontOahigherPressure,thusPerformingthefunchonofacompressor.TheejectorsystemhaslongbeenappliedtOjetpumps,vacuumPumps,high-altitUdesimulators,V/STOLs,etc['-'l;becauseofthemajoradvantagesofitsstrUcturalsimplicit…     

袋式除尘器内部流场的数值模拟研究

采用数值模拟方法对袋式除尘器的内部流场进行了研究,发现原设计方案存在气流分布不均匀、设备阻力过大、粉尘沉降困难等问题,提出了增加进风口和在进气通道内添加导流板的改进措施.结果表明:改进后,气流分布更均匀,进出口压力差减小,除尘器各部分均能起到良好的除尘作用,从而有效地减少了滤袋的磨损,提高了除尘效率和运行的稳定性,为袋式除尘器的结构优化设计提供了依据.