变工况下气液两相液力透平的性能分析

利用ANSYS CFD软件对基于泵反转的液力透平进行了全三维定常和非定常数值计算,研究了变工况下气液两相液力透平内的气体分布、压力脉动、速度矩分布以及水力损失等性能。对不同工况进行的计算结果表明:小流量工况和最优工况时蜗壳、叶轮内的相对平均静压力和主频振幅都随着含气率的增加而减小;大流量工况稍有不同。蜗壳出口的速度矩呈阶跃分布,阶跃个数与叶轮叶片数相同,同一工况含气率对速度矩的影响不大;高含量率时透平叶轮出口气体出现聚集现象,含气率越高,流动过程中的水力损失越大。本文对研究气液两相介质下的液力透平性能具有一定的参考意义。     

汽液喷射器的结构参数对喷射性能的影响

利用不同结构的汽液喷射器在不同工作蒸汽干度下测试喷射性能,建立含有蒸汽干度参数的性能方程。利用该性能方程分析各主要结构参数对汽液喷射器的喷射性能的影响,得到工作蒸汽干度对喷射性能影响的规律,以期指导实际应用。     

叶顶间隙对离心泵气液两相流特性的影响

为研究叶顶间隙对离心泵气液两相流特性的影响,以比转速为33的半开式叶轮离心泵为研究对象,设计了四种叶顶间隙值(0.3 mm、0.5 mm、0.7 mm、1 mm)的模型泵,采用Eulerian模型对各间隙值模型泵进行了不同进口含气率(IGVF)不同流量工况下气液两相流动进行了数值计算,得到了不同IGVF下各模型泵的外特性曲线,并分析了叶顶间隙变化对模型泵外特性及其内部流场影响规律。结果表明：当IGVF≤5%时,气相在泵内的聚集程度较低,叶顶间隙泄漏流动是影响模型泵性能的主要原因,模型泵的性能随间隙值的增大而减小,0.3 mm间隙值为最佳间隙值;当IGVF=12%时,气相在泵内高度聚集,导致叶轮内部流动极为紊乱,湍动能的分布范围和强度也逐渐增强,由此造成的能量损失是导致模型泵性能下降的主要因素,其中0.5 mm间隙值模型泵的湍动能分布和强度最小,此时模型泵的性能达到最佳。     

增压器内部流场分析及气液两相流特性研究

以增压器为模型,对增压器中压力波动产生的原因进行了分析。为揭示增压器增压原理及内部气液两相流的特性,基于Reynolds时均化的N-S方程和标准的两方程湍流模型,运用流场计算软件的动网格技术,对高压缸中水和气体两种不同介质的增压过程进行了数值计算,并将计算结果与实测结果进行了比较。研究表明:增压器增压过程是一个逐层增压的过程,同时如果增压器内部含有气体,将增加增压器的压水时间,并引起增压器压力波动的增加,从而影响整台超高压设备的性能。在实际运行过程中,应该避免气体流入高压缸,必要时还可以在管道中安装气液分离器去除水中残留的气体。     

基于Mixture模型泡沫发生器气液两相流数值模拟

为提高泡沫发生器发泡效果,优化泡沫发生器内部结构设计,采用流体仿真技术对泡沫发生器内部流场进行数值模拟,分析速度、压力以及气相体积分布,研究不同进气方式以及挡板高度对泡沫发生器内部流场影响,结果表明:中心进气式泡沫发生器内部气液混合均匀程度优于边缘进气式泡沫发生器,内部压力损失比边缘进气式大;在泡沫发生器内部增设挡板有...     

基于气液两相流入口蒸汽参数对管壳式冷凝器性能的影响

采用数值模拟方法,使用CFD软件FLUENT对管壳式冷凝器壳侧按两相流动及相变传热进行了模拟计算,选定合适的湍流模型、两相流模型为混合物模型,并根据汽水转化公式编写了自定义函数UDF来描述相变过程质和量的传递。针对壳侧流体介质为高温饱和水蒸汽情况下,分别对不同的介质入口速度和入口温度情况下换热器壳侧传热系数、湍流动能和压强变化的模拟结果进行了比较,得出了流体介质入口速度与温度对换热器壳侧传热特点和传热性能的影响规律。从而对冷凝器壳侧结构参数的优化及流动介质进行合理的选择起到指导作用。     

电站冷凝器壳侧气液两相流动和传热的数值研究

建立了电站冷凝器壳侧气液两相流动和传热的两流体数值模型，基于分布阻力方法建立气液两相的控制方程组，对Ｎ１１２２０—１型冷凝器进行了数值分析，计算表明液相对该冷凝器总体性能的影响不显著。计算结果与试验数据和单相模型的结果进行了比较，两流体模型计算的相对热流密度与试验值吻合良好，精度比单相模型有所改进。     

气液两相流体冷却润滑技术-油气润滑

说起来，润滑的原理并不复杂，只要在作相对运动的摩擦面之间建立一层薄薄的油膜，只要这层油膜足够稳固、有足够的承载能力以防止摩擦面之间直接接触，那么润滑作用也就建立起来了。显然，供油量过多会导致过润滑，多余的油量并不真正起润滑作用，反而会导致轴承发热，油气润滑跟稀油润滑大不相同的是     

气液两相流系统的小波软测量技术

提出了一种基于小波分析技术的气液两相流流型判别软测量模型.气液两相流中简单、易测而且可靠的差压波动信号作为软测量模型中的辅助变量,气液两相流的流型作为模型中的主导变量,利用小波分析技术建立了主导变量和辅助变量之间的数学关系,进而通过测量差压波动信号可以对气液两相流的流型进行判别.实验证明所建立的软测量模型是有效的.     

油泥清洗器内液固两相流的数值模拟研究

油泥清洗器的作用是将油水固三相充分混合,由于浮油浆含量较少,且搅拌器内主要是罐底的固体泥沙和水的混合过程,所以将研究物系简化为水和固体泥沙的两相体系。本文采用Fluent中的欧拉两相流模型对油泥清洗器内的液-固混合情况及流场分布进行数值模拟研究,得到了油泥清洗器内液固两相流的速度云图及流场分布。模拟结果表明:油泥清洗器最底层的搅拌叶片周围的两相流动最均匀,液固两相的混合效果较好。     

一种新型离心式气液分离器分离性能的数值模拟与试验研究

为了研究该分离器的分离性能,通过搭建气液两级分离实验台架进行实验测量,同时应用计算流体力学(CFD)方法对分离器内的气液两相流动进行数值模拟.重点研究了流量、气液比、介质粘度、密度、气泡直径及转鼓转速等六个变量对离心式气液分离器分离效率的影响.通过比较数值计算与实验测定结果,验证了数值模拟方法的可行性.分析结果表明,预测的分离效率变化趋势与实测结果在总体上是一致的, CFD可作为离心式气液分离器设计的有效工具.     

气液混输漩涡泵内部气相分布与性能预测研究

为研究漩涡泵的气液混输性能,采用Fluent计算软件对泵内部气液两相流场进行了数值模拟。模拟结果初步揭示了该泵内气液两相流动特征,由此可知泵流道内的气泡主要集中在叶片压力面根部,气泡聚集程度随含气率的增加而增加。泵性能预测曲线与试验曲线较为吻合,说明了所采用的计算模型是基本可行的。     

静置油液中单气泡运动规律研究

液压系统由于吸空、回油、气穴等原因会产生气泡,对液压元件及系统造成气蚀、噪声、振动及关键元件损坏等危害,降低系统可靠性与工作效率。油箱作为液压系统中除气的重要辅助元件,在移动设备中为保障除气等功能存在体积大、质量大的不足,限制了设备的承载能力与续航能力。油箱静置工况下的排气能力决定了其容积的大小,明确油液中的气体运动规律可以指导油箱的小型化设计,提升油箱的轻量化潜力。通过对静置油液中气体形态及运动特性进行研究采用VOF法进行气泡运动的边界追踪,得到的气泡形态与上升路径轨迹,建立静置油液中气泡自由上升的运动特性模型,计算得到40℃下46号液压油中不同直径气泡的平衡速度,并通过试验进行对比验证。研究表明液压油中气泡在上升过程中呈现球形,轨迹为直线;运动特性模型的理论速度与实际速度平均相对误差为3.272%,验证运动特性模型可靠性。研究明确油液中气泡的运动特性,建立的运动特性模型可以有效反映油箱在静置状态下的除气能力,为静置油液中的气体分离规律研究及油箱的小型化设计提供了参考。     

低温制冷系统两级喷射器设计与性能分析

本文提出了一种用于渔船低温制冷系统的两级喷射器,并对其进行了优化设计和性能分析。为达到最大引射性能,提出了基于流场参数匹配的两级喷射器优化设计方法,使用计算流体力学仿真软件对两级喷射器进行了建模和参数优化。此外,采用了水冷式冷凝器来减小冷凝器与蒸发器之间的压差,从而获得了更高的引射比。研究结果表明,所设计的两级喷射器可使蒸发温度低至248.15 K,第一级和第二级喷射器最优面积比分别为11.8和6.5。中间压力在253～324 kPa之间,引射比先增加后减小,在中间压力为304 kPa时达到最大值0.096,此时系统能效比达到0.074。可以认为,采用优化设计的两级喷射器和水冷式冷凝器,利用渔船余热驱动的低温制冷系统具有较好的节能效果。     

MED-TVC两级真空喷射泵模型分析及设计

提出了一种两级真空喷射泵模型,应用于低温多效蒸馏海水淡化系统中,可以有效提高系统真空度与运行效率。在喷射器结构设计中,提出前后两级喷射泵的关键尺寸比为1∶2,为验证这一结构并同时研究喷射泵内部复杂流场,使用计算流体力学(CFD)仿真软件对喷射泵进行了建模和性能分析,展现了其内部流场特征。为研究一次流压力变化对喷射泵性能的影响,将二次流压力与背压固定,一次流压力从550 k Pa增加到630 k Pa,发现喷射泵引射比是一个先上升后下降的过程,引射比最大值为0. 073。固定一次流压力600 k Pa,背压100 k Pa,两级喷射泵可实现接近5. 8 k Pa的高真空度,表明此结构可有效提升海水淡化的系统运行效率,降低能耗。     

基于Flow Simulation的油气分离器流场分析及优化设计

用数值模拟的方法研究喷油螺杆压缩机油气分离器部件内的流场,对气液两相流场采用离散相模型计算。通过对油气分离器建立多个单一变量模型并设定相应边界条件,对计算结果分析发现,除合理设定内筒内外截面面积比外,油气分离器入口截面形状及出气口相对位置对提高分离效果也具有积极作用,据此提出优化设计方案和为认识油气分离器内部流场提供参考。     

单环路脉动热管工质数值模拟

根据单环路脉动热管的结构特点及传热特性,建立了考虑热管内气液两相流动、传热传质和相变的数理模型。选取乙醇和纯水为工质,采用Vof方法对脉动热管进行数值模拟,研究了热管运行过程的气液相变。结果显示,脉动热管性能与气化潜热有关,工质气化潜热低的脉动热管更容易启动。     

卧式螺旋卸料沉降离心机内部流场与分离性能的研究

卧式螺旋卸料沉降离心机在固液分离领域应用广泛,但由于内部流动复杂、结构封闭且高速旋转,传统的理论与试验方法均无法对其内部流动进行准确描述。本文在合理的简化和假设基础上,应用计算流体动力学软件Fluent,采用SRF转动模型与RSM模型、Mixture多相流模型相结合的方式,对卧螺离心机内的两相流动进行了三维稳态计算,得到了转鼓内的流场和固相体积分数分布。结果显示,轴向速度方向在靠近转鼓壁面处指向转鼓小端,在靠近螺旋内筒处指向转鼓大端,分布受锥段结构影响较大;径向速度复杂多变;颗粒的沉降过程主要发生在转鼓沉降区;转鼓柱段的固相含量少,溢流澄清、固相回收率高;转鼓锥段固相含量集中,且越靠近出渣口的固相体积分数越高。经验证,模拟得到的固相回收率与出渣含固率均接近实际运行情况,说明采用数值模拟方法预测离心机的分离性能具有可行性。     

炭黑在水平管道中气力输送的数值模拟与分析

建立了炭黑气力输送水平管道气固两相流的数学模型,采用计算流体动力学方法,对炭黑在不同工况条件下的水平管道中的气力输送进行了模拟。通过模拟与分析,得到了固相的速度和浓度分布、输送气速对固相速度和固相浓度的影响、输送量对固相速度和固相浓度的影响、各种输送量下的压降和最佳经济速度。     

气体对磁流体动力学传感器影响机理的探讨

由于气体和导电流体性质上的差异,导电流体中气体的存在将对磁流体动力学(MHD)传感器的输出特性产生影响。基于电磁感应理论和两相流理论,文章推导并建立了导电流体中含气体的MHD传感器VOF模型。通过ANSYS Fluent对含气体的MHD传感器输出特性进行仿真分析,同时搭建试验平台对不同气体含量MHD传感器进行试验验证。结果表明,导电流体中的气泡在低频时容易被拉伸撕裂成小气泡并随着角振动分散,同时使得流体环流场和电场产生偏移和畸变,角振动频率越低,此现象越明显;当导电流体中不含气体时角振动频率和幅值、重力加速度及偏心等外部因素对MHD传感器的输出特性无影响;当导电流体中含有气体时,MHD传感器的输出特性畸变等随气体含量、重力加速度和偏心的增大而增大,随角振动频率和幅值的增大而减小。文章研究成果能够为MHD传感器导电流体灌装工艺控制提供指导,有助于MHD传感器精度和稳定性的提升。