管柱式气水旋流分离器分离率的数值模拟研究

采用计算流体力学数值模拟方法研究了管柱式气水旋流分离器的分离效率及其影响因素。采用标准k ε湍流模型对倾斜入口管柱式气水旋流分离器内的连续相流动进行数值模拟,得到了分离器内连续相的速度场分布。采用拉格朗日随机轨道模型对分离器内气泡的运移轨迹进行了模拟,同时计算得到了管柱式气水分离器的气泡分离率。模拟结果的分析表明气泡直径、分离器长径比以及入口流速等参数对管柱式气水旋流分离器的气泡分离率均有显著影响,这一结果为管柱式气水旋流分离器的工艺设计以及工作参数的选择提供了参考依据。     

消涡装置对泵站进水流道流场分布的影响分析

为探究消涡装置对泵站进水流道流场分布的影响研究,建立了入库泵站无消涡措施方案、“L”形导流板方案、十字形导流板方案、导流锥结合后隔板方案4种方案的湍流数学模型进行稳态模拟,分析了不同消涡装置下箱涵式进水流道内部漩涡性态。结果表明：导流锥结合后隔板方案的消除附底涡及附壁涡的效果最明显,但对进水流道后壁处的回流没有太大的改善;导流锥结合后隔板方案中流场改善显著,喇叭口入口处的水流,部分从正前方直接吸入,部分绕过喇叭口从正后方吸入,正前方水流和正后方水流相遇形成旋流,流场非有害旋流。研究成果可作为改善水泵进水条件,确保水泵机组没有水力因素引起的有害振动提供依据。     

气液段塞流在网管式分离器中的流动分离特性数值模拟研究

网管式分离器占地面积小,能够满足在线、低能耗及连续分离的要求,适用于深水、荒漠和山区等特殊环境下的多相分离。该文对气液段塞流在网管式分离器中的流动分离与流场演变过程进行了三维数值模拟,分析发现,支管间距为16倍直径的五根支管双层网管式分离器可以达到良好的分离效果,气液两相在前两根支管内存在激烈的流动竞争现象,对气液分离贡献最大。沿程支管的液柱高度逐渐下降,气液交界面愈加趋于稳定。随着气相体积分数的减小,段塞流在分离器主管中逐渐演变为气泡流。表明在该模拟的工况条件下,调整支管间距及个数可以达到较理想的分离效果。     

一体化氧化沟混合液循环流动情况试验研究

本试验重点研究了一体化氧化沟中的水力现象，针对不利的流速分布提出了解决办法；试验还研究了在氧化沟中设置导流墙、板的作用和设置方式，以及与固液分离器间的相互关系。     

渠网非恒定流图论原理

本文研究了气液均相流的模型相似律，推导得出竖井式水平旋流洞的模型相似律是：原、模型几何相似；原、模型佛罗德数 相同；原、模型含气率相同。推导得出竖井式水平旋流洞原、模型通气管截面积的换算关系和原、模型含气率分布的换算关系。最后，应用所得理论公式分析公伯峡水电站竖井式水平旋流式泄洪洞模型试验结果，为改进和完善模型设计提供了科学依据。     

两种叶型离心泵内固液两相流场的对比

为了研究分流短叶片离心泵内固液两相流场的运动规律,应用Fluent软件分别对分流短叶片离心泵和原型离心泵进行固液两相流场的数值模拟,在多重参考系坐标下,采用有限体积法对雷诺时均Navier-Stokes方程进行离散,选用标准的k-ε湍流模型和SIMPLEC算法进行求解,得到两种不同叶型离心泵内固相浓度、速度等参数的分布和变化规律,并对其结果进行比较和分析。模拟结果表明:在输送相同初始固相体积浓度时,分流短叶片离心泵内固相浓度分布均匀性明显高于原型离心泵;对于分流短叶片离心泵,流道内固相颗粒浓度分布均匀性随着初始固相体积浓度的增大而减小;分流叶片离心泵内速度等值线基本与叶型平行,减小了流动损失。采用分流短叶片,对于改善离心泵内流动状态,减小流场脉动,降低冲击损失和叶片磨损具有重要意义。所得结论对于指导实际应用以及为分流短叶片固液两相流离心泵的设计提供参考依据。     

某型旋流池分离效果的数值模拟研究

采用FLUENT软件对某型旋流池的固液分离效率与积泥问题进行了数值模拟,分析了 旋流池内的沉淀特征,得出了分离效率曲线,明确了该型旋流池在吸水井区域产生积泥的原因,据此 可优化该型旋流池的设计参数,减少吸水井积泥。     

半圆管惯性分离器气固两相流动数值模拟

采用数值方法对半圆管惯性分离器内的两相流动进行了模拟,连续相、颗粒相、颗粒轨迹计算分别采用雷诺应力模型(RSM)、离散相模型(DPM)和随机轨道模型。得到了该类分离器内的速度、压力、湍流强度、湍动能、耗散率等的分布情况．气流速度对颗粒轨迹、分离效率、阻力的影响,颗粒浓度与分离效率的关系,以及最佳颗粒浓度及磨损的大致区域。     

轴流式水轮机导流罩与叶轮尾流流场仿真研究

文中提出一种新型轴流、悬浮式潮流能水轮机结构,为提高其潮流能利用效率,采用CFD技术对水轮机外围流线型导流罩内流场与叶轮尾流场进行数值仿真研究。通过对比拟定的10种不同线型导流罩,发现收缩段和扩散段的进出口曲线前后连接点比例mx为0.3的双三次曲线导流罩内流场更加稳定、均匀。为进一步研究导流罩的聚能作用与叶轮尾流场的速度分布情况,实施了有、无导流罩工况下水轮机的数值仿真,结果显示:距离叶轮下游边缘1.25D(D为叶片直径)以内的流场域流速有显著的改变,且加装双三次曲线0.3mx=线型导流罩,水轮机较敞水工况输出功率提高约29%。相关的拖曳水池模型试验验证了数值仿真方法的有效性。     

贯流式水轮机活动导叶内部三维固液两相紊流研究

针对贯流式水轮机活动导叶内部固液两相亲流的三维数值模拟问题，基于N－S方程和两相紊流的。。一个模型，采用贴体坐标和交错网格系统，用SIMPLEC算法对水轮机活动导叶内部的固液两相亲流进行数值模拟，提出设计工况时活动导叶内部的两相紊流特性．得出了导叶内部流场和压力场的分布．将计算结果用Tecplot7进行处理，用图形表示其内部的流动状态和压力分布．     

浑水水力分离清水装置的流场数值模拟

对新型净水装置-浑水水力分享清水装置内部清水流场进行三给数值模拟。应用雷诺应力模型建立数学模型，采用有限体积法离散方程，运用SIMPLEC算法进行求解，初步得到浑水水力分享清水装置清水流场的颁规律。经分析发现，该装置内的流动是典型的三维非轴对称流场，其中的切向流速分布呈现出明显的强迫涡特征，其垂直面上，形成一内侧向下、外侧向上的环形流动。同时，通过与试验结果进行对比，证明利用雷诺应力模型可以有效模拟装置内的清水流场。     

西淝河闸站工程开孔导流墩整流试验研究

针对西淝河闸站工程在闸、站单独运行时存在的回旋和斜流问题,采用整体正态模型对闸站工程进行水工模型试验研究。在抽排水工况下,设计了不同导流墩长度,不同导流墩开孔尺寸包括开孔宽度、开孔间距、开孔高度等7种导流墩整流方案;其中对仅25 m长导流墩方案和导流墩最优开孔尺寸方案进行了自排工况下自排闸的过流流态及流速分布研究。通过对比各方案下导流墩侧回旋区面积大小及各孔流速均匀度,建议导流墩长25 m,开孔宽4.5 m,相邻的孔口间距6.25 m,开孔高度5 m。5#和6#流道中间加设1 m短隔墩的方案可减小泵站前池及闸前水流回旋区域,改善水流流态,提高各孔流速均匀度,为泵站机组及水闸运行提供良好的水力条件。试验研究结果可为闸站结合工程选择导流墩整流方案提供技术参考。     

引水明渠二维水流数学模型的建立及应用

准确计算引水明渠内的水力学特征对于设计渠道断面型式及控制渠道泥沙淤积等具有重要意义。通过建立平面二维水流数学模型,对某引水渠道及其上游干流、下游库区区域的水流进行了数值模拟研究,分析了计算区域内的流态、流速分布和水位变化等水力参数。在此基础上对引水明渠渠底高程进行优化,对比了不同高程下渠道的水位和水流特征,成果可为明渠的优化设计及其防淤方案的制定提供科学依据。     

双向进水流道水力特性模型试验研究

分析模型的相似准则及其主要作用力 ,考虑工况相似要求 ,提出泵站进出水池和流道内分别按不同的相似准则进行设计的方法 .结合彭越浦泵站水工模型试验 ,对双向流道进口前漩涡及流道内的涡带、喇叭口附近流速分布、水泵起动及稳定运行过程中流道内的脉动压力和进出水流道的水头损失等水力特性进行全面的观测和分析 ,提出在流道内设置垂直隔板及导流锥加隔板两种消涡的工程措施 .     

侧向引水及进水泵站进水流态CFD 模拟分析与优化

应用realizable k - e紊流模型与SIMPLEC算法,对某侧向引水及进水泵站进水侧水流流场进行数值模拟和流动分析,分析表明,该泵站的进水侧水流具有弯道水流特点,数值模拟结果与理论分析结论相吻合。根据该类泵站进水侧水流流场特点,提出采用导流栅作为水力优化途径,并以泵站进水断面处动量分布和进水池断面平均流速均匀度为评判依据,对不同的导流栅整流方案的水力优化效果进行数值模拟研究。成果表明,设置导流栅对泵站引水段的动量分布具有明显的调整作用,泵站进水断面的流速分布与引水段动量分配均匀度有关。适宜尺寸的导流栅可以有效减弱引水段的进水环流作用,使水流在转向后纵向流速较快地恢复正常分布,从而进一步提高泵站进水池流量分配的均匀度。     

SIMULATION OF OIL-WATER TWO PHASE FLOW AND SEPARATION BEHAVIORS IN COMBINED T JUNCTIONS

The combined T junctions used for the oil-water separation have the advantages of compactness in structure,consistency in effects and economy in cost.The mixture turbulence model and the Eulerian multi-fluid model are used to simulate the flow and phase distribution in the combined T junctions.The effects of structural parameters such as the branched pipe interval and height on the flow distribution and the separation behaviors are studied.The results show that the combined T junctions under fixed inlet and outlet boundary conditions form a single hydraulic equilibrium system in which the fluid energy distributes freely till a balance is achieved.The split-flow promotes the separation of the immiscible oil and the water.The separation efficiency increases with the increase of the branched pipe interval and changes slightly with the increase of the branched pipe height.The structural change of the combined T junctions may change the flow direction in the branched pipes.Simulation results can provide some guidance for the design of the combined T junctions as one kind of oil-water separator.     

明渠大扩散角过渡段水流特性及偏流机理研究

明渠大扩散角过渡段水流偏流特性是影响输水工程设计的重要问题。在室内水槽试验中采用旋桨流速仪和PIV两种手段,在不同缓流条件下对明渠大扩散角过渡段开展了流速场测量,并对扩散段边界层分离、主流偏移和回流区水流运动特性等问题进行了分析研究。结果表明：水流经过扩散段后发生边界层分离、主流挤压在小范围弱回流区一侧,而另一侧则形成大范围强势回流区,随机形成偏流,流速横向分布不均匀,动量不能均衡扩散;水流特性沿垂向分布具有差异性,明渠扩散段水流的底层和中层受侧壁和底部边界影响较大,水流流向产生偏移,而上层水流边界层分离不明显,水流产生的偏流程度较小。     

赣江南昌段东西河工程整治前后分流比变化研究

近年来,由于不合理的开发利用,赣江下游的两条支流东、西河的分流比发生了较大变化,对河道防洪、通航和城市取水等产生了影响,为此,规划采用工程措施进行河道治理。为了对工程治理效果进行验证,选用Delft3D软件建立了平面二维水流模拟数学模型,并根据实测水文资料对模型进行了验证,对赣江南昌段工程整治后水位、断面流速分布、东西河分流比进行了模拟分析。结果表明,在枯水和洪水条件下,工程整治对东西河分流比的调控作用不明显,裘家洲切滩后上游水位略有降低,下游水位未受影响,断面流速分布更为均匀,东河疏浚工程有增大其过水能力的趋势。分析结果为工程措施的改进提供了依据。     

OIL/WATER SEPARATION IN A LIQUID-LIQUID CYLINDRICAL CYC-LONE

The oil/water separation in a liquid-liquid cylindrical cyclone is experimentally studied in this article.The effects of the flow split-ratio and the flow rate on the oil/water separation performance are determined.From the experimental results,it is shown that with the increase of the flow split-ratio,the oil/water separation efficiency is enhanced at first,and an optimal flow split-ratio exists,beyond that optimal split-ratio,the watercut in the underflow keeps constant,while the oil content in the overflow begins to decrease.The process of the oil core structure formation and the phase distribution in the cyclone are determined by numerical simulations.Furthermore,the dependence of the separation efficiency on the Reynolds number and the flow split-ratio is investigated based on a dimensional analysis.A comparison between the predicted values and the experimental data shows a good agreement.     

基于CCHE的塔什米里克引水枢纽二维水流数值模拟

基于CCHE软件,采用混合掺长紊流模型,建立了新疆典型河流塔什米里克引水枢纽的二维水流数学模型。针对引水枢纽复杂地形边界的网格独特处理方式,使模拟条件更加贴合实际。模型基于试验,选取了引水枢纽典型流量工况下水流运动进行计算,结果显示了引水枢纽附近的水流流态、流速、流线分布,以及典型断面水面线特征,皆与模型试验吻合良好。表明该数学模型中的零方程紊流模型(混合掺长模型)能够有效地计算低水头引水枢纽水流特性问题,且具有一定的稳定性。