车用催化转化器非稳态压力场的数值模拟

建立基于化学反应的催化转化器的数值模型,并利用计算流体力学的方法,对催化转化器起燃过程内部压力场进行模拟。模拟结果显示,起燃过程中催化器内部压力不断升高,同时催化器入口和出口间的总压差也不断提高,压力损失也随之提高。     

车用催化转化器非稳态压力场的数值模拟

建立基于化学反应的催化转化器的数值模型,并利用计算流体力学的方法,对催化转化器起燃过程内部压力场进行模拟。模拟结果显示,起燃过程中催化器内部压力不断升高,同时催化器入口和出口间的总压差也不断提高,压力损失也随之提高。     

某船用汽轮机短座阀流量与提升力特性数值模拟计算

由于汽轮机内部空间的限制及船用汽轮机多工况的要求,部分船用汽轮机采用了短座阀。因扩压段长度的大幅减小．阀门的气动性能及强度振动特性产生较大变化,对汽轮机总体性能有较大的影响。本文对某短座阀在试验研究的基础上进行了数值计算分析：通过气动试验,得到某船用汽轮机短座阀的流量系数与提升力系数曲线簇;基于可压缩,N-S方程,利用S-A湍流模型及有限积分法,采用四面体非结构性网格．对此阀门进行了数值模拟计算。通过对该阀门的数值计算得到在不同相对开度及不同压比下的计算结果与试验结果吻合良好;得到对各种短座阀广泛适用的计算方法．为船用调节阀、旁通阀的设计和性能分析提供了重要依据。     

椭球形轮毂端盖对透平排气扩散器性能的影响

排气扩散器是透平的重要组成部分。以某型号F级燃气轮机为例,通过数值模拟的方法,探究椭球形轮毂端盖对透平排气扩散器性能的影响。研究结果表明:一定轴向长度的椭球形轮毂端盖能显著地抑制轮毂下游的流动分离,减少排气扩散器的总压损失;当改型排气扩散器椭球形轮毂端盖的轴向长度与轮毂直径之比为1时,排气扩散器的总压损失系数相比原型减少约10.75%,静压恢复系数相比原型增加约2.18%;在大流量工况时,与原型相比,改型排气扩散器的性能也有一定程度的提升。该研究对透平的效率提高和升级改造具有重要意义。     

带连接管的阻抗调压室流量系数及水力损失特性研究

受调压室与底部主管道衔接方式的影响,水流进出带连接管的阻抗调压室时的流量系数与常规阻抗调压室差别明显。通过对比分析水流进出两种调压室时的局部水头损失系数,确定了带连接管的阻抗调压室的流量系数计算公式,并对水流进出调压室的流态进行了三维数值模拟,对比分析了数值模拟结果和公式计算结果。结果表明,水流进出带连接管的阻抗调压室时水力损失分别由断面突扩、突缩、局部侧收缩和扩大四种类型组成,且连接管内水流无侧向收缩,这使得水流进出此类调压室时流量系数较常规阻抗调压室更大,采用合理的三维流场模拟技术可以有效地确定带连接管的阻抗调压室的水力损失特性。     

涡轮叶片气动性能影响因素的实验与数值研究

本文利用实验与数值模拟的方法研究航空发动机涡轮叶栅在改变节距时,其总压损失、出口气流角及叶栅表面静压系数的变化。通过实验和数值计算的结果对比,验证了数值计算的准确性。数值模拟结果显示：相对节距t在0．5—1．0范围内变化,叶栅的总压损失在t=0．9时达最小;叶栅人口攻角从-10°逐渐增加至＋10°时,总压损失呈现递增的趋势;随着相对节距每增加0．1,气流出口角相应增加大约2°;随着叶栅相对节距的增加,附面层增厚、脱离,叶型损失增大。     

几何参数对气膜孔流量系数的影响

在燃气轮机涡轮叶片的冷却设计中,气膜孔的流量系数是最关键的参数之一,它会影响气膜的实际冷气流量和气膜冷却效果.使用数值计算方法研究了孔倾斜角、孔复合角、长径比、孔入口圆角、孔出口圆角等几何参数对气膜孔流量系数的影响.提出了一种基于选定基准工况的气膜孔流量系数的关联式,该关联式将这些几何参数的影响考虑在内.与文献中试验数...     

燃气轮机惯性级分离装置的气动特性研究

气动特性是燃气轮机惯性级分离装置工作性能的宏观指标,进气通道的气动性能越差,压气机效率、压比及燃气轮机的功率越低。对燃气轮机一种惯性级导叶进行气动损失特性研究,分别对进口流速工况为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0m/s的流道进行研究。首先从数值模拟的角度对二维流道流场模拟,得出数值模拟气动损失数据。然后从试验研究的角度对该惯性级导叶气动损失特性测试。分析数值模拟与试验研究的结果,得出:不同进口流速下,两者总压损失都近似成线性关系;气动阻力损失系数都基本保持不变,但两者存在一定的偏差;数值建模参数假设的误差是导致偏差的主要原因。     

转速对核电汽轮机运行参数影响的数值模拟

核电汽轮机分为全速和半速汽轮机,由于转速的不同会导致两种汽轮机运行时各种参数的差异,所以合理选择汽轮机转速也是非常必要的.用CFX作为工具,通过模拟汽轮机内部的流动,来对比全速和半速汽轮机湿度、马赫数和压力的分布,分析了不同转速下它们之间的相互影响.模拟结果可为核电汽轮机的选型提供参考.     

低散热发动机对流散热场的数值分析

本文利用在非交错网格上求解非正交曲线上标系下的Ｎ－Ｓ方程的方法，对低散热发动机对流散热场进行了数值模拟，得到了不同瑞利（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）数下的散热通道内流场和温度场的数值解。计算结果表明，通过冷却通道中空气自然对流换热方式所散失的热量很小。     

台山核电厂引水隧洞明满交替流动研究

针对台山核电厂纳潮取水系统在事故状态时引水隧洞会出现明满流交替现象而对隧洞甚至整个工程带来影响的问题,基于现有明满流交替流动方法的分析,在激波捕捉法(狭缝法)的基础上,将不同长度隧洞的处理方法加入模型,并采用逐渐变化的窄缝来解决计算不稳定问题。将改进的模型应用于台山核电厂纳潮取水系统,得出在10 000年一遇矮胖型外海潮位情况下,工况A(16.79h)为最不利工况,此时海水库达到最低水位-8.05m,较最低允许值-8.80m高0.75m,引水隧洞内未出现不利的压力波现象,表明该核电厂引水隧洞设计满足要求,能够安全运行。     

秦山核电厂烟囱气体取样流场混合均匀性分析

核电厂对烟囱排出的气体开展放射性活度检测,但由于气态放射性物质在管道或烟囱气体流场中分布不均匀,可能会影响取样效果而导致样品缺少代表性。为了获得有代表性的检测样品,秦山核电厂开展烟囱气体流场混合均匀性分析研究,参照ISO 2889—2010 Sampling Airborne Radioactive Materials from the Stacks and Ducts of Nuclear Facilities(《核设施的烟囱和通风管道中放射性物质取样》)和ANSI/HPS N13.1—2011 Sampling and Monitoring Releases of Airborne Radioactive Substances from the Stacks and Ducts of Nuclearl Facilities(《核设施烟囱和管道中气载放射性物质释放的取样与监测》)标准推荐方法,对烟囱取样位置处气体流场进行混合均匀性定量指标分析。由于秦山核电厂在2018年对烟囱取样系统实施了变更改造,取样系统布置位置由原烟囱标高71.6 m处变更为烟囱标高50 m处。电厂以改造前、后烟囱取样系统布置处的气体流场作为研究对象,运用流体动力学(CFD)方法对烟囱气体进行取样数值模拟计算,通过分析平均气旋角、速度分布、示踪气体分布、示踪气体最大浓度偏差和示踪气溶胶分布等指标,来判定秦山核电厂烟囱取样处气体流场的混合均匀情况。分析结果表明,秦山核电厂烟囱取样系统改造后烟囱标高50 m处的取样截面气体流场混合均匀,能满足ISO 2889—2010 Sampling Airborne Radioactive Materials from the Stacks and Ducts of Nuclear Facilities(《核设施的烟囱和通风管道中放射性物质取样》)和ANSI/HPS N13.1—2011 Sampling and Monitoring Releases of Airborne Radioactive Substances from the Stacks and Ducts of Nuclearl Facilities(《核设施烟囱和管道中气载放射性物质释放的取样与监测》)标准要求,在此处布置烟囱取样装置,能确保电厂开展的烟囱气体放射性活度测量能取到有代表性的样品。     

1000MW级核主泵内部非定常流动特性

为了对1000 MW核主泵内部流场进行深入分析,应用商业计算软件CFD对核主泵进行了非定常数值模拟,得到主泵内部压力脉动特性。结果表明:核主泵内部压力脉动呈现周期性变化,叶轮叶片对流体的影响频率为转频f=24.2 Hz的整数倍及其谐波;在叶轮内脉动幅度从叶片前缘到后缘逐渐增加,而在导叶内从叶片前缘到后后缘逐渐减小,在泵壳内变化相对较小;不同工况下,脉动幅值在额定工况下最小,在小流量工况时最大,并且偏离额定流量越多,压力脉动越严重。     

核电主汽阀关闭流场的二维动态模拟

为了研究核电主汽阀关闭时流场的变化情况及阀板的受力情况,利用计算流体力学软件FLUENT对主汽阀二维简化模型的流场进行了稳态和不同关闭速度的动态数值模拟,得到了阀门的动态流场信息及阀板的受力分布曲线。通过分析可知,阀板两侧的压力差产生的摩擦力是决定阀门能否正常关闭的关键因素,关闭速度越快所受到的摩擦力越大。     

电站凝汽器非设计工况汽相流动与换热特性的数值预测

采用数值模拟方法计算与比较了一台300MW汽轮机对分式凝汽器在半负荷工况时冷却水管全部工作和一半冷却水管投入工作两种运行方式下的汽相流动与传热特性。计算结果表明，两种运行方式下的汽相流动与传热特性有明显差别。在一半冷却水管运行方式下，虽然管束传热系数较高，但由于冷却面积减半，而且汽阻显著增大，因而凝汽器总体传热效果较冷却水管全部运行时的差，使得抽气口处未凝结蒸汽量上升，空气泵负荷增大。     

600MW汽轮机组高压联合进汽阀变工况内部流场的特性分析

采用数值模拟方法对某600 MW汽轮机高压联合进汽阀的内部流动进行了分析.通过求解全三维N-S方程和k-ε湍流模型,得到了阀门内部的流场特性.在3种不同负荷下对主汽阀全开、调节阀阀门不同开启顺序时的流场进行模拟,并分析了流动损失产生的机理.结果表明:调节阀B的流量比调节阀A大,流动状态比调节阀A好;先开启调节阀B后开启调节阀A时,各截面的压损小,各阀门的流动状态好.     

舰用燃气轮机排气蜗壳流场数值模拟

基于Ｎ－Ｓ方程和ｋ－ε湍流模型,进行了两种排气蜗壳的流场数值模拟,通过分析压力损失和流场状况给出排气蜗壳的性能评价。     

高压蒸汽阀门内流场的二维数值模拟及流动特性分析

高温、高压、高压差的蒸汽调节阀中的流动不稳定导致异常的振动，造成阀门的磨损及阀杆破坏以及流动中的压损。这些问题引起许多设计制造部门和研究单位的高度关注。为此，通过数值模拟的方法对二维的高速蒸汽阀门内流场进行理论计算和流动的定性分析。搞清阀内气流不稳定的流动情况，并在此基础上对阀芯进行改型，得到改型后的阀门所受激振力小的结论。通过与实验比较，得到了良好的仿真。图5参5     

汽轮机速关阀不同开度下的流动特性数值研究

本文应用商业CFD软件Fluent对某型汽轮机速关阀不同阀开度下的二维流场特征进行了数值模拟,给出了通流部分流场的总压、流线及马赫数的分布情况.数值模拟结果表明,在大开度情况下,阀体内部马赫数较低,损失较小;开度较小时阀座与阀碟之间的喉部将出现激波和超音流动,从而带来较大的损失.     

进口畸变下涡流发生器对压气机流场的影响

为研究进口总压畸变条件下涡流发生器对压气机流场的影响,建立单级轴流压气机模型,计算和分析了不同工况下的压气机内部流场.计算结果显示:在进口畸变条件下,压气机流场恶化,性能降低;使用涡流发生器后,可以有效改善静叶叶根附近的流场,控制叶片尾缘分离,降低沿叶高方向的压力波动,从而削弱进口畸变对效率的负面影响,改善出口压力场,...