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。     

后置蜗壳斜流叶轮内部射流_尾迹数值研究

采用商业软件Numeca的Fine／Turbo模块,对包含斜流叶轮、蜗壳-体的斜流风机进行整机计算,并在与已有试验数据进行了较好吻合的基础上,对其内部流场进行详细的数值分析,证实斜流叶轮内部也存在离心式叶轮中古典的射流-尾迹结构。研究结果表明：由于蜗壳高度非对称性,使各叶轮内部射流-尾迹结构也完全不同。进一步研究表明,造成这一现象的根本原因在于非对称蜗壳的存在改变了叶轮顶部的叶顶泄漏流动。     

双蜗壳混流泵内部流场数值模拟与叶轮改型设计

以某双蜗壳混流泵为研究对象,利用计算流体动力学(CFD)商用软件CFX中RNG κ-ε湍流模型及全隐式多网格耦合求解算法对其3种工况下的内部三维湍流流动进行数值模拟,分析了3种工况下叶轮内的相对速度和压力变化及设计工况下蜗壳内部流动的冲击、二次流现象,并探讨了提高混流式叶轮水力性能的改型方法.     

燃气轮机燃烧室内部两相流动数值模拟与结构优化

针对燃气轮机低污染燃烧室内部流动的特殊要求，基于燃烧室完整真实几何结构进行三维的冷态模拟和两相流动模拟，分析内部的流动规律以及原始设计中存在的问题。通过改进燃烧室几何结构，得出更加合理的流场分布，从而指导燃烧室的结构优化设计。改进后的数值模拟结果表明：所采取的改进措施的效果明显，所建立的流动分析系统可以进行燃气轮机燃烧室的优化设计。     

不同A/R值对双流道涡轮机的性能影响研究

为了提升涡轮机性能,建立其计算模型,划分计算网格模型,并在仿真软件中进行计算,最后分析其计算结果,分析了涡轮增压器中的蜗壳受不同0-0截面A/R值对其性能的影响。结果显示：在涡轮增压器涡轮机中,蜗壳0-0截面的A/R值对蜗壳性能影响较大。A/R值较大的涡轮机蜗壳内部流动损失较小,但叶轮入口处气流不稳定加剧,导致涡轮峰值效率降低。NO.1蜗壳的峰值效率较其他2个方案更高,最后选择其作为效率提升优化方案的蜗壳。     

汽轮机中压排汽蜗壳的流场数值模拟比较

对两种不同结构的汽轮机中压排汽蜗壳流场进行了数值模拟,对其流动损失状况进行了比较分析,通过对比计算结果得出了流动损失产生的原因,为汽轮机中压排汽蜗壳的优化设计提供参考。     

压缩机中间抽气结构优化设计

利用数值计算的方法研究了离心压缩机中问抽气部分结构的优化设计方法.中间抽气结构采用蜗壳的形式以保证抽气前后流动的周向均匀性,对蜗壳的型式和抽气隔板的形式以及高度进行了大量的优化设计工作,以满足抽气量的需要,并保证整个流场中的流动损失尽量小.数值计算结果表明,设计的抽气结构能够同时满足机组性能和抽气的需求.     

微型离心风机内部流动的数值计算分析

针对笔记本电脑散热用微型离心风机，利用逆向工程技术获得风机叶片及其蜗壳模型，利用数值计算软件Fluent对其内部流动进行了模拟计算，并将计算得到的风机性能曲线与实验结果进行了比较，结果显示误差在8％以内，同时分析了风机内部流动情况。     

有叶增压器蜗壳内三维粘性可压缩流场的CFD模拟

为研究有叶蜗壳内的详细流场和其效率提高的可能性,提出了一种对蜗壳和喷嘴环流动区域利用控制容积法对其可压缩、粘性流体三维流场进行CFD数值模拟的方法,并以某增压器为例进行了计算分析。结果表明：这种方法可以清晰地展现模型内部流体压力、温度和度的分布情况,对所计算结果参数进行分析后,可找出模型内流动损失区域和造成损失的原因。以有针对性地对增压器内腔进行优化设计,降低不合适几何形状造成的损失。     

蜗壳周向流动非均匀性对可调向心涡轮性能的影响

基于蜗壳周向流动不均匀的特性,建立增压器涡轮级全周计算模型,并与试验数据进行对比,验证数值计算结果的有效性.在此基础上,根据试验数据确定边界条件进行三维黏性数值计算,重点探讨蜗壳周向流动非均匀性对可调向心涡轮内部流场的影响.计算结果表明:该增压器蜗壳周向流动的非均匀性导致导叶和叶轮内部的流场分布出现周向不均匀的特性,即导叶入口气流角周向分布变化较大,叶轮各叶片负荷和各通道流量均呈现周向分布不均匀的特点.个别叶片负荷突变,有可能诱发叶片振动,降低涡轮使用寿命.     

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。     

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。     

Influence of various volute designs on volute overall performance

This paper discusses the influence of various volute designs on volute overall performance for a certain centrifu- gal compressor with both vaned and vaneless diffuser. Firstly, based on a free vortex flow pattern and the assumption of a circumferentially uniform flow at the design condition, a corrected method for volute design is adopted. By means of this method, corresponding to five geometric parameters affecting the volute overall performance, ten volute cases are designed. Secondly, the numerical simulation is employed and the detailed flow field and losses in different volutes with different geometric parameters are analyzed. The numerical investigation reveals that in all of the five geometric parameters, the radial location of the cross-section has the strongest influence on the performance of the volute. The non-uniform volute inlet formed by the upward vaned diffuser outlet flow is another important factor. Finally a relatively better value of D1/D2 is concluded.     

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。     

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.     

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。     

1000MW超超临界汽轮机中压缸进汽蜗壳的数值模拟研究

汽轮机实际运行环境中非轴对称通流(进、排、抽汽等)部件产生的非轴对称流场将导致叶片排内部流场的变化.针对某1 000MW超超临界汽轮机的中压缸进汽蜗壳进行了详细的数值模拟研究,并将进汽蜗壳与第一级静叶进行了联算,结果显示进汽蜗壳的非轴对称进汽导敛叶片排进口流场的岗向和径向不均匀,并对叶片性能产生影响.     

Numerical simulation of air flow through turbocharger compressors with dual volute design

In this paper, turbocharger centrifugal compressors with dual volute design were investigated by using Computational Fluid Dynamics (CFD) method. The numerical simulation focused on the air flow from compressor impeller inlet to volute exit, and the overall performance level and range are predicted. The numerical investigation revealed that the dual volute design could separate the compressor into two operating regions: “high efficiency” and “low efficiency” regions with different air flow characteristics, and treating these two regions separately with dual diffuser design showed extended stable operating range and improved efficiency by comparing with conventional single volute design. The “dual sequential volute” concept also showed the potential to further extend the stable operating range by closing one of the volutes at low air flow rates. Furthermore, by comparing with other alternate designs such as variable diffuser vanes and variable inlet guide vanes, the operation of the dual sequential volute also features relatively simple control and calibration.     

Flow of Viscous Oil in the Volute of a Centrifugal Pump

IntroductionIn a centrifugal pumP, the imPeller and the volutetogether decide its perfOrmance[']. Thus the volute is animportant element for a centrifugal pumP and theinvestigation into the flow in a volutC has drawn moreattenhons continuously. Bowerman and Acosta (l957)explored the flow in a volute and tWo-dimensionalcentrifugal impeller by using a Fltot probe[']. The resultshave shown that fOr efficien operation, the volute mustbe matched to the imPeller at the design flow rate. Atdesig…