液相黏度对油气混输泵内气液两相分布规律的影响

为揭示液相黏度对混输泵内气液两相的分布规律的影响机制,以三级油气混输泵为研究对象,选取油、气两相作为运输介质。基于ANSYS Fluent软件对泵内两相流态进行数值模拟,分析和总结不同液相黏度下气液两相分布规律。结果表明:液相黏度越小对油气混输泵内气相体积分布影响越大;随着液相黏度的增大,沿着泵流向方向的气相体积分数脉动减小;随着液相黏度的变化,泵内液相分布与气相分布位置刚好相反,并且当介质为重质油时,在泵内0.9倍叶高处叶轮出口开始出现液相聚集现象;液相黏度的增加对于油气混输泵内气相分布的均匀性具有改善作用。研究结果可为油气混输泵的结构优化和性能改善提供参考。     

轴向间隙对多相混输泵内流特性及压力载荷的影响

多相混输泵是一种综合了轴流泵和压缩机两种性能的新型增压设备,其动静叶轮之间存在的动静干涉作用,会降低混输泵的稳定性,造成振动.针对此问题,利用ANSYS CFX软件,基于SSTκ-ω湍流模型,当进口含气率为8％时,对多相混输泵在不同轴向间隙下进行定常数值模拟,重点分析在设计工况下轴向间隙对混输泵内部流动和静叶轮叶片压力载荷的影响.结果如下:在设计流量下,轴向间隙的增加可以使静叶轮内气相分布更均匀,减小静叶轮内湍动能较大的区域,而不同轴向间隙对动叶轮内气相和湍动能分布影响较小;在静叶轮叶片进口处,吸力面压力值随轴向间隙的增大而减小,且沿流线方向,存在轴向间隙时吸力面压力值变化较无轴向间隙时波动更大;此外,轴向间隙对叶片压力面压力值变化影响较小,且从轮毂到轮缘,压力面压力值变化受轴向间隙的影响逐渐减小.研究结果可为提高多相混输泵水力性能提供参考.     

新型混输泵球阀内气液两相流动的数值模拟

为了研究新型混输泵球阀内气液两相流动规律,建立了球阀内流场的三维模型,利用CFD软件,对阀内气液两相流动进行了数值模拟。在球阀开启高度为0.005 m时,对含气率分别为20%、40%、60%、80%4种工况的模拟结果进行了分析,得到了不同含气率下的速度场、压力场及气液两相相态分布,探讨了含气率对球阀内气液两相流动的影响规律。结果表明:阀隙处流速较大,压力梯度大,阀座倒角下端易气蚀;含气率对阀内流速大小影响较小,但对流态有影响。气体主要分布在阀球壁附近,远离球壁气体介质减少;当含气量逐渐增大时,气液两相的相界面处波动较大。研究结果揭示了阀内气液两相流动的规律,为内压缩混输泵气液单向阀相界面演化及失稳机制的研究提供参考。     

多相混输泵首级动叶轮轮毂到轮缘气相分布研究

为进一步探究流量和转速对多相混输泵内气相分布规律的影响,基于时均N-S方程和Simple算法,利用FLUENT软件对不同流量和转速下入口含气率为30%时混输泵内三维流态进行仿真。结果表明:流量对首级动叶轮不同截面轮毂处气相分布影响均较大;在进口和出口截面,随着流量的增加含气率增大;在较高转速(2 500、2 950 r/min)时,首级动叶轮不同截面从轮毂到轮缘的含气率变化较大;在不同流量和转速下,首级动叶轮轮缘附近的含气率变化均较大。研究结果可为混输泵性能优化和提高气液输送能力提供参考。     

导叶叶片数对多相混输泵内能量损失的影响

为了提高混输泵的做功性能,降低能量损失,在不同导叶叶片数下,对多相混输泵的外特性及其内部能量损失进行分析。结果表明:当导叶叶片数为10时混输泵的外特性明显比导叶叶片数为7和8时更差,且最高效率偏向小流量工况;不同流量下,导叶叶片数为8时混输泵叶轮内的收缩损失和湍流耗散损失最小,而导叶叶片数对导叶进口的冲击损失影响很小,可不考虑其影响;在所选3组导叶叶片数下,当导叶叶片数等于8时混输泵的性能最优且流道内能量损失最小。     

多相混输管道内侧的腐蚀试验

应用CFL-1型动态腐蚀试验环道系统,研究了几种管线钢在多相混输管道内不同流动状态下的腐蚀速率以及不同工艺条件下的段塞流的腐蚀速率,了解各种流型的腐蚀特性及温度、压力等工艺参数对混输管道内腐蚀的影响规律.     

气液两相同轴式超声喷嘴内流场数值模拟研究

为了提高超声喷嘴的雾化效率,以同轴射流的气液混合两相为介质,结合气泡雾化和超声雾化的优势,建立气液两相同轴式超声喷嘴内流场数值模型,研究不同含气率下内部流场云图和气相分布情况。结果得到:喷嘴流体速度呈层状分布,在喷嘴出口附近出现涡旋,在涡旋交界处流体速度达到最大,越靠近谐振腔内部速度越小;在喷嘴内部气泡呈块状分布,随着流体流动,渐渐地开始聚集;考虑到喷嘴内部流体的湍流扰动效果,确定气相工质体积为20%～30%较为合适;进口含气率越大,Y轴方向上的含气率越大,喷嘴X轴线方向上含气率略高于近壁面处,在X轴和壁面之间的含气率最少。     

铝电解槽熔体内氧化铝浓度分布的数值模拟

应用欧拉双流体模型和氧化铝组分输运模型相结合的方法,考虑阳极气泡影响的修正k–ε湍流模型,并引入合适的氧化铝溶解和消耗函数,对铝电解槽熔体内氧化铝输运过程中的阳极气体–电解质气液两相流进行数值模拟。结果表明:气体作用力和电磁力共同作用对电解质流场有重要影响;气体作用在局部位置对氧化铝浓度的均匀分布有一定的效果,而电磁力作用可以更好地将氧化铝快速输运到全槽区域;氧化铝浓度分布呈周期状态变化,且该周期状态变化与初始浓度无关;下料点位置应布置在阳极间缝与中缝的交叉位置以及流场大漩涡流线的边缘处,这将有利于氧化铝快速溶解,并随电解质运动将氧化铝输运到全槽区域,使氧化铝浓度快速达到均匀。     

压裂泵泵阀冲蚀磨损的数值模拟

目的 研究压裂泵作业过程中泵阀阀隙流场的冲蚀磨损特性,探究其主要影响因素与影响规律。方法 基于固液两相流基本理论与冲蚀模型,采用计算流体力学(CFD)方法模拟泵阀阀隙流场的冲蚀磨损行为,探究支撑剂粒径、质量流量、泵阀半锥角、阀座孔入口半径、阀盘升程等参数对泵阀冲蚀特性的影响。结果 泵阀的冲蚀磨损主要表现为支撑剂对阀盘边缘处的直接冲击与对阀座锥面处的切削作用。支撑剂粒径由0.062 5 mm增大到0.375 mm时,最大冲蚀速率增大了4.80倍,继续增大到1.5 mm时,最大冲蚀速率减小了76.12％;当其质量流量由5 g/s增大到25 g/s时,最大冲蚀速率增大了3.84倍。当泵阀半锥角由30°增大到50°,阀盘升程由5 mm增大到15 mm时,最大冲蚀速率分别减小了95.55％与92.57％;随着阀座孔入口半径由30 mm增大到50 mm,最大冲蚀速率增大了10.47倍。同时,阀盘升程的增大还会显著影响冲蚀磨损区域的分布。结论 压裂泵泵阀的最大冲蚀速率随支撑剂粒径的增大先增大后减小,随阀座半锥角与阀盘升程的增大而减小,随支撑剂质量流量与阀座孔入口半径的增大而增大。其中,泵阀结构参数对泵阀冲蚀磨损的影响更为显著。     

离心泵转速对燃油滤清器油水分离性能试验结果的影响

介绍燃油滤清器油水分离性能试验的原理,利用同型号产品在多个离心泵转速下进行油水分离性能对比试验,通过多组对比试验结果总结出了燃油滤清器油水分离性能试验中离心泵转速对分离效率的影响程度和规律。     

黏度对低比转速离心泵性能的影响

利用CFD对整个泵输送水和黏油进行了流体动力学模拟,重点研究了液体黏度对泵水力性能的影响以及黏度引起的口环中的量纲一化角速度和泄漏率,并将CFD结果与实验数据进行了对比,结果表明:输送黏性流体时低比速离心泵扬程、流量和效率严重下降;在小流量工况下,黏度对泵性能的影响程度小于设计工况下和大流量工况下;但是随着雷诺数减少,通过口环和平衡孔的泄漏量明显降低,容积效率显著增加,由于盖板处的量纲一化旋转角速度明显减少,随着黏度增加圆盘摩擦损失显著增加。研究结果对输送黏性液体的离心泵设计具有指导意义。     

双卸荷槽式柱塞泵配流盘流场优化研究

通过分析研究各种配流盘的结构,重新优化设计出了一款开设了双V型卸荷槽的配流盘;利用CFD仿真软件将该配流盘装入到柱塞泵当中进行仿真模拟。通过仿真得出配流盘三角槽的最佳开设宽度约为10°,坡角约为12°,卸荷孔的小孔直径约为0. 8 mm,卸荷孔的大孔直径约为1. 5 mm时,得到的流量曲线最为平滑。压力冲击以及噪声均为最小。结果表明:通过对阻尼槽的改善,流量噪声及气蚀均有所下降。     

充液阀气液两相流的流场仿真分析

针对陶瓷砖压机上充液阀在快速下行过程中产生较大的振动,需要对其运行快速性和稳定性进行分析。分析充液阀进出口压差为0.2 MPa,气体体积率分别为10%和50%,及气体体积率为20%、压差为0.15 MPa时的流场分布,与理论计算值进行对比,验证所建立的三维流体模型的正确性。对优化后的充液阀结构进行流场分析,结果表明该结构能够为充液阀设计、结构优化提供一定的参考。     

转速变化对车辆用高压叶片泵性能的影响

考虑到车辆用高压叶片泵驱动转速的变化,对泵的工作腔预升压过程进行了建模,仿真出了预升压工作腔的压力、压力梯度及泵的瞬时流量随转速变化的曲线,计算了流量不均匀系数,得出了转速降低时泵性能急剧恶化的结论。     

叶顶间隙对渣浆泵内部流场影响研究

采用工程上普遍采用的k-ε双方程湍流模型和SIMPLE算法,对渣浆泵内部流场进行数值模拟,分别计算了渣浆泵在8种不同叶顶间隙的进口初始固相介质工况下的内部流场,分析比较了不同工况下叶轮及蜗壳内的压力和速度分布,得出了叶顶间隙对泵内部流场的影响规律。