蜗壳截面变化规律对蜗壳内流动及其出口参数的影响

为了研究涡轮蜗壳截面变化规律对蜗壳内流动及其出口气流参数的影响,建立了三种不同截面积变化规律的蜗壳模型.通过CFD方法研究了不同流量时,不同蜗壳内的流动情况,分析了蜗壳内流动及其出口气流参数的变化规律产生的原因.通过对比分析,发现蜗壳截面面积变化规律对蜗壳内流动及其出口参数有显著影响.同一蜗壳在不同流量下,其出口速度及气流角的变化规律曲线基本相同,但绝对值随流量的降低而下降.     

蜗壳型线对喷嘴出口速度分布的影响

本文用SIMPLEST算法,以k-ε双方程模型模拟蜗壳内的气体流动情况,计算了不同型线蜗壳其喷嘴出口处的气流角和速度的分布情况.通过对计算结果的比较分析,阐述了蜗壳型线对喷嘴出口气流参数分布的影响.     

蜗壳型线对喷嘴出口速度分布的影响

本文用SIMPLEST算法，以κ-ε双方程模型模拟蜗壳内的气体流动情况，计算了不同型线蜗壳其喷嘴出口处的气流角和速度的分布情况。通过对计算结果的比较分析，阐述了蜗壳型线对喷嘴出口气流参数分布的影响。     

不同型线蜗壳喷嘴出口的速度分布特性

用数值计算的方法,以κ-ε双方程模型模拟壳内的气体流动情况,以心形线拟合壳的通流截面,用SIMPLEST算法计算了3种不同型线蜗壳其喷嘴出口气流角和速度的分布情况。这3种型线分别为：1）特征长度沿周血线性变化;2）通流截面沿周向线性变化;3）Aθ/γθ沿周向线性变化。对计算结果的比较表明,蜗壳型线的变化对喷嘴出口气流参数的分布会产生明显的影响。当Aθ/γθ沿周向线性变化时,喷嘴出口参数的分布最均匀。     

水泵水轮机全椭圆蜗壳的设计与CFD分析

以混流式水泵水轮机为研究对象，设计出一种能够同时满足水轮机与水泵工况的全椭圆蜗壳，保证蜗壳椭圆截面的长短半轴之比为定值。通过蜗壳出口圆周速度与各断面的圆周速度矩为定值设计，并给出蜗壳各截面尺寸与流量之间的关系式。通过CFD数值模拟，得出蜗壳出口圆周速度与各截面圆周速度矩的变化规律，并总结出蜗壳内部的速度与压力的分布规律，模拟结果满足设计要求，具有很高的实际应用价值。     

车用增压器变截面无叶蜗壳和涡轮气动性能的研究

本文系统地研究了车用增压器变截面无叶蜗壳和涡轮的气动特性及其变化规律，揭示了影响蜗壳和涡轮特性的因素和机制，为变截面增压器的研制及其流动效率的改善提供了依据。     

低压缸进汽蜗壳气动性能试验研究

为了研究汽轮机低压缸进汽蜗壳气动性能,将某机组低压进汽蜗壳进行吹风实验研究.分析发现周向速度在三维速度矢量中占据主导,带导流结构出口速度更均匀,不带导流气流角更均匀,进汽蜗壳的流动损失随流量增加而上升,横置导叶全周进口流场不均匀,且随着流量的增大而增强.     

蜗壳型线对喷嘴出口速度场影响的研究

用心形线表征了一种涡轮增压器无叶壳梨形流道横截面轮廓,用有限差分法计算了涡轮增压器蜗壳流场,分析了无叶喷嘴出口气流速度和气流角的分布,经与测量结果比较两者吻合较好。在此基础上,研究了三种不同蜗壳型线对喷嘴出口速度场的影响。结果表明,C型线蜗壳喷嘴出口的总速度v和气流角α分布均匀,A、B型线蜗壳喷嘴出口的总速度v和气流角α分布不均匀。     

涡轮增压器蜗壳形状对其喷嘴出口速度场的影响

用心形线表征了一种涡轮增压器无叶蜗壳梨形流道横截面轮廓，用有限差分法计算了涡轮增压器蜗壳流场，分析了无叶喷嘴出口气流速度和气流角的分布，经与测量结果比较，两者吻合较好。在此基础上，研究了三种不同蜗壳型线对喷嘴出口速度场的影响。结果表明，C型线蜗壳喷嘴出口的总速度v和气流角α分布均匀，A，B型线蜗壳喷嘴出口的总速度v和气流角α分布不均匀。     

离心式压缩机蜗壳优化设计

基于蜗壳一维气动设计理论,经过参数修正后,获得等内径的不对称圆形蜗壳结构。应用计算流体动力学专业软件NUMECA对流动十分复杂的蜗壳内部流场进行了三维粘性数值计算分析。根据蜗壳内部气流流动特性分析,合理设计并改进蜗壳结构,改进后离心式压缩机整级性能得到提高。     

矩形截面与圆形截面蜗壳对涡轮性能影响的比较研究

分别设计了喉口面积相等的矩形截面蜗壳和圆形截面蜗壳,通过数值计算,就两种结构对涡轮性能的影响进行了全工况的比较分析,结果表明,当涡轮采用圆形截面蜗壳时比采用矩形截面蜗壳时的效率高。并通过内部流场的分析揭示了两种蜗壳流动损失差异的原因,为涡轮增压器的进一步开发和匹配提供一定的参考。     

汽轮机高压缸进汽蜗壳的数值研究

文章采用商用计算流体动力学软件CFX,针对某高压缸进汽蜗壳进行了详细的数值研究,并对影响切向进汽蜗壳气动特性的因素进行了研究,结果表明：切向进汽方式具有优越的气动特性,其进汽蜗壳截面的收缩比、截面形状以及进口管横向间距均对切向进汽室气动特性影响较大。湍动能和总压损失系数随截面收缩比的增加逐渐减小并趋于平缓。截面形状和进口管横向间距对切向进汽室总压损失系数影响较小,但对出口处湍动能影响较大。     

涡轮箱0-0截面对柴油机性能影响的计算研究

针对传统的涡轮箱0-0截面选配方法在发动机性能调试过程中存在的周期长、成本高等问题,利用AVL BOOST发动机性能分析软件建立了不同涡轮箱0-0截面积的某12V150柴油机性能计算模型,分析了涡轮箱0-0截面积对柴油机性能的影响规律,并通过试验进行了验证,为柴油机性能改进奠定了基础。     

燃气轮机排气管的流场研究及改进

结合某型机组船用化改装任务,分别对A型及B型机组排气管进行多种方案的模型试验,分析了排气管出口及气流转弯导流片对其性能的影响。证明了在其结构尺寸配合恰当的情况下,采用导流片乃为进一步改进其性能的一种行之有效的方法。本文还对排气管运行时其结构可靠性进行了探讨与分析。     

轴流涡轮与排气壳扩压段一维耦合设计研究

为探究轴流涡轮耦合排气壳扩压段的一维设计变量选取规律,提高排气壳扩压段的性能,参考现有NRCC叶栅导叶模型,采用自编程序,结合理论分析构建轴流涡轮与排气扩压段耦合的一维设计模型。详细分析耦合设计中影响扩压段的静压恢复系数以及总体性能的因素。研究结果表明：扩压段面积比、平均倾角、扩张角以及壁面摩擦系数等设计参数不仅影响扩压段的静压恢复系数,也影响涡轮的气动效率;本研究模型在面积比为3.5、平均倾角为30°、扩张角δ为5°时整体性能最优;涡轮出口气流的马赫数、叶顶泄漏流以及出口旋流对扩压段的性能有很大影响,出口半径比的增大会使得静压恢复系数降低,因此在耦合设计时应充分考虑涡轮以上参数的选择。     

固液两相流对离心泵压力脉动特性的影响

为了研究含沙水流下径向式导叶离心泵内的压力脉动变化规律,采用大涡模拟和Mixture多相流模型相结合的数值模拟方法,并结合SIMPLEC算法,对输送固液两相流介质的径向式导叶离心泵进行了全流道三维非定常数值计算,并在叶轮与导叶交接面及蜗壳出口段处,将固液两相介质与清水介质时的计算结果进行对比分析。数值计算结果表明,离旋转轴越远处压力脉动幅值越小;导叶与蜗壳内叶频是压力脉动主要频率,且在1倍叶频处最大;导叶内压力脉动幅值均大于蜗壳内,且随着颗粒粒径的增大,压力脉动幅值逐渐减小;蜗壳隔舌处的压力脉动幅值大于蜗壳其他部位;在叶轮与导叶交接面处,清水介质时压力脉动幅值大于固液两相介质时,固液两相介质时脉动波形滞后于清水介质时0.003 5 s;蜗壳出口段,固液两相时压力脉动幅值均大于清水时。     

Numerical simulation of flow in centrifugal pump with complex impeller

Based on the Navier-Stokes equations and the Spalart-Allmaras turbulence model, three dimensional turbulent flow fields in centrifugal pump with long-mid-short blade complex impeller are calculated and analyzed numerically. The relative velocity and pressure distributions in the flowpart are obtained. It is found that the flow in the passage of the complex impeller is unsymmetrical due to the joint action between volute and impeller. The back-flow region is at inlet of long-blade suction side, near middle part of long-blade pressure side and outlet of short-blade suction side. The flow near volute throat is affected greatly by volute. The relative velocity is large and it is easy to bring back flow at outlet of the complex impeller near volute throat. The static and total pressure rise uniformly from inlet to outlet in the impeller. At impeller outlet, the pressure periodically decreases from pressure side to suction side, and then the static pressure sharply rise near the throat. The experimental results show that the back flow in the impeller has an important influence on the performance of pump.     

排气蜗壳与轴流涡轮相互作用的气动性能研究进展

排气蜗壳是连接燃气轮机末级涡轮与大气的关键部件,同时也是进一步提高动力装置输出功率最有潜力的部件之一,其与上游末级轴流涡轮因紧密耦合而产生的流动复杂性和非定常性可对涡轮和排气蜗壳的气动性能产生较大影响。国内外研究大多集中于单独的排气蜗壳性能和优化,而对排气蜗壳与轴流涡轮之间耦合的相互作用研究很少。本文主要从排气蜗壳内流动和损失机理、涡轮和排气蜗壳之间流动的相互作用以及排气蜗壳和轴流涡轮耦合的数值研究方法等方面对排气蜗壳内部流场分布及其与轴流涡轮流动相互作用的气动性能研究进展进行综述,重点梳理了二者流动的相互作用以及相关研究方法。最后,对排气蜗壳与轴流涡轮气动性能耦合研究的未来研究重点和发展趋势进行了展望。     

水泵水轮机转轮加装短叶片前后的流动特性对比

为对比高水头水泵水轮机的转轮加装短叶片前后的能量特性及流动特性,基于SST湍流模型,选取4个具有代表性的水泵及水轮机工况,对有/无短叶片的水泵水轮机进行全流道三维定常计算。数值模拟结果表明,以水泵运行时加装短叶片可抑制脱流与漩涡等二次流现象,降低单个叶片承受的水力载荷,提高转轮进出口、导叶区及蜗壳静压,使泵获得更高的扬程。水轮机运行时添加短叶片可减小转轮出口环量,改善在尾水管内形成的复杂漩涡流,提高其水力效率。相同边界条件下,长短叶片转轮改善了转轮区的流动条件,从而提升了机组的能量特性及水力稳定性。     

基于CFD的水电站厂房水力振源模拟研究

传统的水力振源特性研究主要依赖于模型试验,计算方法亦过于简化。通过建立水轮机全流道模型,基于CFD计算软件,对正常工况下的厂房进行了流体计算,总结了蜗壳壁面压力脉动的变化、分布规律及数值大小,进而根据CFD计算结果拟定了5种水力振源施加方案,并利用谐响应算法计算了厂房楼板、机墩、风罩等薄弱部位的振动响应情况,认为可根据流体计算结果在蜗壳内壁不同部位施加相应简谐荷载;且在流体计算结果中提取厂房蜗壳壁面各点的压力脉动数值,采用时程分析法施加于蜗壳对应节点,观察厂房结构振动响应情况,给出了水电站厂房水力振源更加精确、合理的模拟与施加方式。