气液两相下离心泵内全流场流动特性分析

为了进一步探究低比转速离心泵内气液两相分布规律及旋涡产生机制,基于ANSYS CFX计算软件对不同进口含气率工况下离心泵内全流道流动进行计算,分析气相分布规律以及旋涡产生位置,总结含气率对泵内流态的影响。研究结果表明:随着进口含气率的增加,叶轮内压力梯度变大,同时蜗壳出口高压区面积增大,并且叶轮进口低压区逐渐消失;当进口含气率为10%时,叶轮进口区出现了较为明显的气液不均匀现象。此外还发现气相聚集主要发生在叶片压力面,同时气相聚集区正好对应旋涡区,并且随着含气率的增加,泵的做功能力变差。研究结果可为离心泵水力设计和结构优化提供参考。     

出口角对离心泵内固液两相流动影响

采用欧拉多相流模型、标准k-ε湍流模型与SIMPLEC算法,应用计算流体力学软件Fluent,对3台不同叶片出口安放角的离心泵内的固液两相湍流进行了数值模拟,分析了叶片出口安放角对泵内部固液两相流场的影响.计算结果表明:在叶轮流道内,固体颗粒的相对运动方向比液相更偏向叶片压力面,大叶片出口角叶轮内两相速度的夹角较大.通过对比不同叶轮内压力分布及固体颗粒体积浓度分布,得出以下结论:大出口安放角的叶轮压力面附近聚集了更多的颗粒,导致大量颗粒与叶片尾部的压力面相撞;叶片出口安放角增大使得叶轮出口压力增大.     

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。     

基于CFD技术脱硫泵的设计与试验

采用经验系数设计法对脱硫泵进行水力设计,适当增大叶片出口宽度,以改善颗粒通过性和叶轮出口的磨损情况.应用FLUENT软件,采用欧拉多相流模型,分别计算了颗粒直径为0.06,0.08和0.10 mm,体积浓度为11%工况下脱硫泵的两相流内部流场.得到以下结论:叶轮流道内,工作面上的静压值明显高于背面上的静压值;最低压力点出现在叶片进口背面侧,容易发生汽蚀;随着粒径的增大,颗粒逐渐向叶片工作面迁移.叶片的磨损主要发生在叶片进口处和叶片的出口段.通过试验验证:设计的脱硫泵效率为82.0%,性能曲线平坦,高效范围宽,各项技术指标均满足设计要求.     

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。     

转速对多相混输泵内流场分布规律的影响

为深入探究转速对混输泵内部流动以及相态分布规律的影响,基于欧拉-欧拉方法的两相流模型和标准的κ-ε湍流模型,利用Fluent软件对不同转速的三级轴流螺旋式油气混输泵在设计工况下且入口含气率为30%的条件下进行数值计算。结果表明:转速对混输泵首级动叶轮内含气率分布的影响较大,并且对不同叶高处叶片压力面和吸力面的影响趋势不同;转速对含气率影响最明显的位置是在叶片吸力面0.9倍叶高处;随着转速的增加,旋涡在静叶轮内的演变规律较明显。研究结果可为混输泵的水力设计和安全稳定运行提供参考。     

旋转喷吹除气箱中气液两相流动行为的数值研究

利用欧拉模型和多参考坐标系法对旋转喷吹除气箱中的气液两相流场进行数值模拟,提出基于计算域的选取获取自由液面波动的建模方法,并考察了不同因素对除气箱内气液两相流动行为产生的影响.结果表明.提出的获取自由液面波动的建模方法是可行的.随气泡直径的减小、搅拌转速的增加,气体在除气箱中停留时间延长.与铝熔体接触面积增大,气体在除气箱中的分布得到改善,有利于铝熔体的净化.此外,采用圆柱形除气箱,气体大多聚集在转杆周围,且易发生打漩现象,这对铝熔体的除氢不利.     

基于DPM模型的离心泵非定常固液两相流及磨损计算

运用离散相模型（ DPM）结合半经验的磨损模型,模拟计算离心泵内非定常固液两相流动,探索固相颗粒运动以及对泵材料磨损的规律。计算中将液相视为连续介质,求解欧拉坐标系下的流体控制方程;把固体颗粒相视为离散介质,在拉格朗日坐标系下求解颗粒运动方程,采用迭代计算方法实现固液两相耦合。选取常用的IS型离心泵作为研究对象,清水作为连续相,石英沙粒作为离散相,粒径为0.05-0.2 mm,泵进口颗粒体积率为0.5%-3%。计算得到了离心泵内固液两相流场特性,得到了泵内固体颗粒群的运动轨迹和材料磨损率分布等有价值的结果。     

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。     

机械搅拌式锌浸出槽内固液两相流的数值模拟与结构优化

基于Fluent软件,采用标准的kε湍流模型、欧拉欧拉多相流模型、多重参考系稳态流动方法,对浸出槽内固液两相流动过程进行数值模拟研究,且采用示踪剂法研究流体在槽内停留时间的分布。将临界离底悬浮转速的数值模拟结果与Zwietering临界转速进行比较,两者吻合较好,验证模型的有效性。应用数值模拟方法研究桨叶离底高度、桨叶间距和阻尼板高度对槽内固相浓度分布和浸出液平均停留时间的影响规律。结果表明:在一定范围内,增大桨叶间距有利于固相分布均匀,延长浸出液的平均停留时间,从而促进固液相之间的传质扩散,当桨叶间距为2D(D为浸出槽直径)时,效果较优;在一定范围内,增大阻尼板高度有利于槽内固相的上浮;在允许范围内,降低桨叶离底高度有利于改善槽底沉积现象,增大浸出液的平均停留时间,当桨叶离底高度为0.3D时,效果较好。     

某型飞机分流阀流量协调性能分析

分析了某型飞机分流阀的速度同步协调性能,认为分流阀流量误差主要是受调节活塞摩擦力、安装角度、供油量和内部渗漏等影响,流量误差增大是造成飞机左右襟翼收放速度不一致的原因。     

淬火槽内介质流场模拟及均流系统优化设计

本文应用FLUENT流体力学模拟软件模拟了生产用大型淬火槽内的流场分布,对不同均流系统结构下的流场分布情况做了对比研究,优化了均流系统结构,为淬火槽改进设计提供了技术依据.     

大流量工况下液压阀流道流场数模分析

液压阀用于控制液压系统中液流的压力、流量和方向,因此液压阀性能的好坏对整个系统的性能起着至关重要的作用。以某型号滑阀式多路换向阀为研究主体,建立了液压滑阀内流道不同阀口开度的流场稳态分析模型。基于FLUENT软件分析大流量工况下不同阀口开度时阀内整个流域压力、速度的分布规律,并进一步对节流口1内部复杂流场进行了数值模拟。     

Simulations of Viscous Flow Fields of ASTM Assembly and the Effective Average Velocities of Flow Tubes

With the finite element analysis of viscous quenchant flow fields of the ASTM assembly, the effective average velocities of flow tubes are introduced in this paper. And through the results of experiments, the influences of quenchant velocities upon the whole cooling processes are discussed.     

压电驱动精密流量阀流场分析

为实现对流量的精密控制,利用压电陶瓷的逆压电效应来驱动阀芯运动,建立压电陶瓷驱动精密流量阀和内部流场三维模型,利用Fluent软件分析了阀内部的流场特性,取得了阀稳态时的内部压力场、速度场的分布规律和内部流体的迹线规律。分析结果表明:阀芯节流口处压力损失较大,并形成局部负压,流体在此处速度达到最大且以喷射流形式流入低压腔,阀芯与阀体接触处应采用抗冲刷及高强度材料;阀出口处进行倒圆角处理,可有效消除负压并使流体迹线稳定。     

管内的油-气两相流动的程序设计和计算

针对管道中的油-气两相流动,基于均相流模型,使用Fortran语言编制程序,采用SIMPLE算法,对管道的各个方程进行离散化,并对其模型进行求解,得到管内的速度场和压力场的分布,通过图形化的方式将管内的各个参数显示.为了开发管内两相流动的软件,对自行编制的程序所计算出的结果与Fluent软件的计算结果进行了比较,通过比较可以看出,建立的数学模型能够较好地描述管内的压力和温度的分布,其计算精度可以达到90%,能够较好地反映管道内流体的流动情况.     

有/无强制流动下定向凝固界面形貌的数值模拟研究

基于相场法对Ni-Cu合金的定向凝固过程进行了数值模拟,对比研究了抽拉速度、温度梯度对有/无强制流动下的凝固界面形貌的影响。结果表明,在强制流动的作用下,凝固界面向迎流方向倾斜生长;随着强制流速的增大,胞晶增大,沟槽的倾斜深度也逐渐增大,并且胞晶间的深度差别增大;在流动条件下,随着抽拉速度的增大,定向凝固界面演变模式为：平界面→深胞→浅胞→平界面,随着温度梯度的增大,凝固界面演化模式为：深胞→浅胞→平界面。此外,流动对凝固形成的胞晶一次间距产生重要影响     

动态环道腐蚀评价系统在某油田海底管道流速研究中的应用

采用动态环道腐蚀评价装置FlowLoop对某油田某海底管道不同流量及油水分离前后的腐蚀状况进行了模拟研究,研究表明：空白体系中,随着流速增大,挂片腐蚀速率整体趋于增大,在1．5m／s时腐蚀速率最低;在各流速条件下,垂直管道挂片腐蚀速率均大于水平管道;添加缓蚀剂后,腐蚀得到不同程度的抑制,1．5m/s流速下缓蚀剂缓蚀率为88％左右,2．5m／s流速下缓蚀率为60％左右。