不同导流条安放角下的管道双车车间断面轴向流速特性研究

鉴于筒装料管道水力输送是一种绿色环保的输送方式,通过理论分析与模型试验相结合的方法研究了该输送方式下同型管道双车在不同导流条安放角条件下运行时车间断面的螺旋流轴向流速特性。结果表明,不同导流条安放角条件下,车间各断面的轴向流速分布趋势基本相同,轴向速度均呈现随半径的增加而增加,速度的变化率则随半径的增加而减小;随着车间断面与管道后车支撑体距离的增加,轴向流速整体增加且分布趋于均匀化;随着导流条安放角的增加,相同测点轴向流速变化呈现先增长再保持平稳的状态。研究结果为筒装料管道水力输送技术应用于工程实践提供理论支持。     

不同导流条安放角下管道双车车间断面周向流速分布特性

为了进一步研究管道双车车间断面螺旋流的水力分布,选取5种导流条安放角(5°、10°、15°、20°、25°),利用粒子图像测速仪(PIV)测量试验管段内管道双车车间流场,分析不同导流条安放角下管道双车车间断面中螺旋流周向流速的分布规律.结果 表明,随着导流条安放角的增加,周向流速分布呈旋转对称的分布趋势;导流条安放角为...     

管道双车在不同车间距下车间螺旋流轴向速度特性研究

为进一步研究筒装料管道水力输送技术,了解管道双车在不同车间距下车间螺旋流速度特性,得出管道双车的最优运行间距。采用模型试验、理论分析相结合的方法,研究了双车间距分别为10、30、50、70、90cm情况下管道双车间螺旋流轴向速度特性。试验采用两个相同型号的管道车模型在水平光滑的有机玻璃圆管内完成,流量恒定控制为30m~3/h。结果表明,间距为10、30cm时,水流紊动混掺强烈,圆管周围间隔120°存在三个速度极大值区域,而圆管中心为速度极小值区域;间距为50、70cm时,圆管周围已无明显的涡形区域,圆管中心区域速度梯度较小,水流相对比较稳定;间距为90cm时,水流稳定,与无管道车时满管水流断面流速分布类似。由此得出,管道双车的合理间距为50~70cm。     

有压管道内管道车稳定运行时下游水力特性研究

管道列车水力输送作为一种高效、环保、节能的物料运输方式，具有较广阔的应用前景。当管道车在管内静止时可将其视为绕交汇式圆柱系结构，而水流绕过该结构后会产生漩涡，从而造成部分能量损失。运用数值模拟、模型试验和理论分析法研究管道车绕流流场下游的水力特性与流场稳定后的空间涡结构。结果表明，不同直径的管道车下游流场的近场区域可分为回流区与射流区，随着向管道车下游距离增加，断面平均流速呈先略微下降再升高的趋势，在1倍管道车特征长度的距离时恢复接近管道来流的平均速度；随着下游远场区域距离的增加，断面平均流速的波动幅值逐渐减小，流场逐渐趋于稳定；流场内空间涡环结构高度破碎；且涡结构在靠近环形缝隙一侧较多，靠近管轴线一侧较少。     

锅炉一次风管道内流场特性数值模拟及其优化研究

为了改善锅炉烟风管道内二次流所引起的流体流动不均、振动等问题,本文采用重整化群k-ε模型计算了锅炉一次风管道中冷、热风阀门、弯管曲率等影响因素对管内流体流动特性的影响,并给出了在管道中安装导流板减小二次流的最佳方案。通过模拟结果发现,加装导流板后管内的流动湍动程度明显减弱。     

基于OpenFOAM的旋转管道螺旋流水力特性数值研究

为进一步深入研究旋转管道产生的螺旋流对流场水力特性的影响,基于开源软件OpenFOAM,构建了水箱-管道出流气液两相流数值计算模型,模拟了竖直管、55°和45°螺旋管三种情况下的水流运动过程,通过分析、比较选定断面处速度分布、断面平均压强、湍动能随时间及空间位置的变化,总结了螺旋流对水平管段水力特性的影响。结果表明,相较于直管道,两组螺旋管道使水平管段螺旋流湍动能明显减小,压强变化趋于平缓不易产生负压,且管道内断面流速分布更加均匀。     

导流锥对低扬程双向轴流泵装置水力性能的影响

为研究导流锥对低扬程双向轴流泵装置水力性能的影响,以苏南某泵站为例,设定有、无导流锥两种方案,基于RNG湍流模型,采用CFD方法对双向轴流泵装置进行全流道三维湍流数值计算。结果表明,无导流锥时,进水流道水流流态较有导流锥时紊乱,且水流从进水流道喇叭口下方周围环向进水,喇叭口中心处出现奇点;有导流锥时,导流锥占据了喇叭口下方奇点位置,消除了奇点。有导流锥时,出口流场均匀性较好,进水流道的水力损失随着流量的增加而逐渐增加;无导流锥时进水流道的水力损失较大,最大差值达0.05m。导流锥对水泵装置效率影响较大,增幅达4.1%,增设导流锥可显著提高水泵装置效率。     

过渡流道径向长度对离心泵水力性能的影响

为研究过渡流道径向长度对离心泵水力性能的影响,建立了4种不同径向长度的过渡流道模型,并借助ANSYS软件对离心泵进行了全流场的数值模拟。根据数值模拟结果,对比分析了泵外特性曲线和设计工况下过渡流道内部的流动状态。研究表明:额定工况及小流量工况下,径向长度对离心泵外特性的影响不大,但在大流量工况下,随着长度的减小,离心泵的扬程和效率均有所降低;过渡流道径向长度为510和610 mm的离心泵,扬程与效率的波动不大;过渡流道扩散段内部的回流和漩涡较为明显,且小径向长度过渡流道扩散段内部的回流和漩涡更为明显。     

管道车平稳运移时的环隙流速分布特性

管道车平稳运移时环隙内水流流速分布特性关系着管道车与水流相互作用,从而也会影响管道车的运动特性与管道内的水力特性。通过物理试验与理论分析的方法研究了管道车平稳运移时环隙内水流流速整体与局部分布特性,对比了不同直径的管道车环隙内水流流速分布特性与输送效率之间的关系。结果表明,管道车平稳运移时,环隙进口断面处的流速最大,其次为车中断面,车后断面处的流速最小;靠近管道车壁面处的流速沿程变化较大,且流速大小与管道车速度有关,靠近管壁处的流速沿程变化较小;不同直径的管道车环隙水流流速分布情况影响着管道车的输送效率,当环隙水流流速与管道内水流流速之比接近于1时,管道车的输送效率最大。     

Y型月牙肋岔管导流板的水力特性试验研究

依据某电站内加强月牙肋岔管的水力学模型试验成果,给出一个正确确定导流板体型及尺寸的方法,并充分揭示了导流板的水力特性,对Y型对称月牙肋岔管中的水流流态、岔管顶部排气、水头损失、导流板两侧压差等问题进行了重点研究,所得结论与真实情况完全吻合。     

基于CFD的导叶进口角对轴流泵水力性能的影响

为研究后置导叶进口安放角对轴流泵水力性能的影响,在常规导叶基础上将导叶分为进口段和出口段两部分,运用数值模拟的方法研究了5种导叶进口安放角对轴流泵泵段水力性能的影响。结果表明,轴流泵在偏离设计工况下运行时,通过调节导叶进口角度可以减小导叶进口冲角,改善导叶体内流态。在后置导叶原设计进口角度的基础上,沿旋转轴顺时针调节适当角度可提高大流量处的泵段效率,逆时针调节适当角度可提高小流量处的泵段效率。不同导叶进口角主要是保证多种工况下水流无撞击进入导叶室,对泵段的其他过流部件水力性能基本无影响。研究成果有助于轴流泵导叶性能的优化设计。     

"Y"型汇流口水流水力特性试验研究

利用ADV对“Y”型汇流口水流三维水力特性进行模型试验研究。结果发现，与支流斜接干流型汇流口水流一样，“Y”型汇流口也存在流动停滞区、流速偏转区、分离区、流速加速区等区域。“Y”型汇流口水流总体向下游呈螺旋流，随着汇流比的增大，河床高差的存在。这种螺旋流趋势减弱。河床高差的存在会大大增强支流侧水流脉动强度。     

侧向挑入消力池的岸边溢洪道水力特性研究

针对岸边溢洪道从侧面挑入与其平行布置的已有消力池来消能的布置形式,采用数值模拟方法研究了高程和流量对挑坎(а=45°)及消力池水力特性的影响。结果表明,随着泄流量逐渐增大,挑坎内最大水深、最大压力及消力池最大压力均逐渐增大,挑流水舌入水长度与纵向入水长度均逐渐增大;随着挑坎与消力池高差的减小,挑坎最大水深和最大压力均逐渐增大,而消力池最大压力变化较小。拟合得挑坎最大水深和最大压力的定量计算公式,从而为该型岸边挑坎的工程设计提供了参考。     

近场流速对河道取水口引水特性的影响

针对环境水流对河道取水口的干扰,基于有限体积法和结构化网格,利用Realizableκ-ε紊流模型模拟河道取水口在运行过程中的引水状态,并引入流速比分析近场流速对取水口引水特性的影响。结果表明,环境流速严重影响取水口外沿进流流速的分布均匀度,流速比愈小,流速分布愈均匀。同时竖管内的汇流状态和取水口输水效率也严重依赖于流速比的变化。     

导叶开度对混流式水轮机转轮内部流态的影响

基于数值模拟方法,以梯级水光蓄互补联合发电系统示范工程中的猛固桥电站混流式水轮机为研究对象,对水轮机在不同特征水头、不同导叶开度工况下转轮叶片表面受力及流道内流场特性进行研究,分析导叶开度改变对水轮机转轮内流态的影响规律。结果表明：导叶开度对于混流式转轮进口流态的影响较大,导叶开度越小入流速度波动程度越大,来流对叶片头部冲击越大,在进口处产生严重的冲击损失;随导叶开度减小,转轮叶片表面等压线与进口边夹角增大,在上冠交接区域产生小三角区低压,使转轮流道出口更易产生空化损失。     

直流线路导线截面及分裂方式对电场效应的影响研究

通过分析直流输电线的电场效应,提出了选择直流导线的建议和原则。介绍了直流输电线的合成强度和离子流密度,并根据EPRI EL-2257法求出了不同导线在海拔1 000 m高度的合成强度和离子流密度;研究了它们和海拔高度的变化关系。通过分析,得出了选择直流输电线导线截面和分裂方式的一些原则,并提出了建议。     

横隔板式鱼道水力特性数值模拟研究

为改善堤、坝等阻碍鱼类洄游的现状应用了鱼道、鱼闸等过鱼设施,采用RNG κ-ε湍流模型和有限差分法对兴隆水利枢纽工程鱼道进行了数值模拟,分析了淹没孔口式横隔板鱼道的流态和紊动能,研究了过鱼池和休息池的水力特性。结果表明,淹没孔口式横隔板鱼道的孔口水流具有固定特性,紊动能的分布空间较广,消能效果较好。过鱼池和休息池内水流的流态较稳定,能满足过鱼对象的需求。     

错齿式迷宫密封齿形对泄漏量的影响

以某型大功率机车传动齿轮箱轴端迷宫密封为研究对象,采用GAMBIT软件建立错齿式迷宫通道的二维结构化网格模型,应用FLUENT软件计算3种不同齿形及其夹角的变化对流场和泄漏量的影响。研究结果表明：直角梯形齿的背风齿比迎风齿具有更好的密封效果,而且存在最佳的齿顶角度30。使泄漏量最小;三角齿和等腰梯形齿具有相似的结论,即泄漏量与齿顶角度呈线性关系。     

熔盐泵空间导叶与叶轮的径向安装间隙对泵性能影响研究

为了探究空间导叶和叶轮之间的径向安装间隙对泵性能影响规律,选择某VS1型太阳能高温熔盐泵首级部分作为研究对象,在其他几何参数不变的前提下,以原导叶和叶轮径向间隙值为基础,通过沿径向逐次改变导叶进口和叶轮之间的相对位置,共设计了6组不同间隙下的导叶-叶轮组合方案,基于CFD方法对6种间隙方案(1.5～6.5 mm),进行了全流场数值模拟,并试验验证了数值算法的可靠性。研究表明：导叶与叶轮径向安装间隙对泵扬程和效率在不同工况下的影响具有显著差异性,存在较优间隙使泵性能整体最佳,间隙过大、过小时都会致使其性能劣化;与原间隙2.5 mm时相比,合适的间隙可使叶轮出口和腔体间隙处的主频压力脉动幅值分别降低20.6%和36.4%,泵内介质流动稳定性提升;导叶内流道压力梯度和腔体涡核心分布随间隙改变呈不同变化态势,间隙为4.5 mm时,导叶内流道压力梯度变化更为均匀有序,腔体内涡的范围和强度较其它方案削弱明显,泵内流态最优。