烧结烟气脱硫反应器内烟气流动的数值模拟研究

利用计算流体力学软件Fluent对烧结烟气脱硫反应器内烟气流场进行了模拟分析以提高脱硫效率.通过改变脱硫剂喷口位置(分别为距文丘里管上端面200、500、800 mm)和烟气入口流量(3 000 m3/h和7 000 m3/h),对反应器内的流场分布进行细致的讨论.计算结果表明,当脱硫剂喷口距文丘里管上端面500 mm且烟气入口流量为3 000 m3/h时,脱硫剂与烟气的混合情况最好,对脱硫最为有利.     

偏置短叶片对低比转速离心泵汽蚀性能影响分析

在优化离心泵内部流动和外部特性的基础上,提高汽蚀性能一直是离心泵结构设计的主要课题.为了比较不同流量下离心泵汽蚀性能的变化,以及加装偏置短叶片对汽蚀性能的影响.采用RNG k-ε湍流模型和Mixture多相流模型对IS50-32-125型离心泵叶轮内部气液两相的分布规律进行分析研究.分析结果表明,离心泵进口流量越大,抗汽蚀性能越差;加装了偏置短叶片的离心泵汽蚀性能显著提高,与原型泵相比在流量为10 m3/h、12 m3/h和14 m3/h时,最大气泡体积分数分别下降了7.3%、5.9%和5.3%.     

离心压气机分流叶片长度对压气机性能影响数值研究

为了探究不同分流叶片长度对离心压气机的性能影响,利用商用计算流体力学软件NUMECA对分别带有不同长度分流叶片的离心压气机流场进行数值模拟,得到了不同长度的分流叶片对压气机性能及流场的影响.结果表明:不同长度分流叶片的离心压气机的压比、效率和质量流量的变化规律不同.分流叶片能够延迟附面层分离,减少通道内低速区面积,降低...     

汽轮发电机冷却风扇的数值模拟及优化

为了深入研究汽轮发电机冷却风扇内的流动规律,并对其设计提出合理优化方案,对某汽轮发电机轴流式通风冷却风扇的原始模型在流量为25m3/s的工况下进行了CFD流场数值模拟,通过改变叶片安放角和叶片扭转角,得到冷却风扇计算效率和叶片安放角及叶片扭转角之间的关系.计算结果表明:在一定范围内,风扇效率和叶片安放角及叶片扭转角之间都呈近抛物线变化关系,在特定叶片安放角和叶片扭转角附近风扇效率最高.经叶片修型后的轴流风扇效率较原模型提高了15.8%.     

防爆抽出式对旋轴流局部通风机叶轮的静力分析

为提高矿用防爆抽出式对旋轴流局部通风机叶轮的安全可靠性,以FBDC№9.0/2×30型通风机叶轮为研究对象,利用有限元分析软件对叶轮建立了有限元计算模型,对其应力和位移进行了计算.经测试,通风机运转平稳,无异常声响,风量为655～978 m3/min,全压为412～3 443Pa,静压为118～3 314Pa,最高静压效率达到70.35%,最高全压效率达到74.23%,比A声级噪声为17.6 dB,叶轮的强度和刚度满足要求.样机试验及现场应用表明:对该型通风机叶轮所建立的计算与分析模型正确;通过合理的设计,采用等厚圆弧板叶型、普通热轧低碳钢板材质作叶片的对旋轴流叶轮,其强度、刚度能够满足要求,整机的空气动力性能较好.     

天然气计量检定站检定流程工艺模拟研究

天然气流量计检定过程中,预期流量不易调节,降低了检定效率。针对齐河天然气计量检定流程,对在不同检定管路和检定台位下的检定流程进行了模拟研究,得到了天然气流量计检定过程中各阀门百分比行程与检定流量之间的对应关系。针对Q=3 200m3/h的预期检定流量,按模拟得到的匹配结果,得检定管路中实际流量为Q=3 235.59m3/h,二者误差为1.10%,证明了数值模拟结果正确,数值模拟的方法为提高天然气检定效率提供了一条有效的途径。     

分流叶片弦长与周向分布对无蜗壳离心通风机内部流动影响

在无蜗壳离心通风机叶轮流道内,加装分流叶片并修改了分流叶片弦长及分流叶片在流道内的周向位置。采用定常的三维N-S方程和RNG k-ε湍流模型,对不带分流叶片的离心通风机与加装了不同弦长及周向位置分流叶片的离心通风机性能进行了数值模拟,结果发现:当分流叶片的周向位置处于流道正中部位置且分流叶片弦长为主叶片弦长的50%时,在各工况下均能削弱叶片吸力面上的分离涡并抑制流道内的二次流,使得风机静压提升10 Pa,静压效率提升7%。数值模拟结果表明,将分流叶片结构置于流道中央有效提升了无蜗壳离心通风机的静压及静压效率,改善了内部流动情况。     

螺旋轴流式多相泵长短复合静叶优化设计

以螺旋轴流式油气混输泵YQH-100为研究对象, 在此基础上对增压单元叶片轴向长度进行优化设计, 利用专业流场模拟软件Fluent 18.0进行流场数值模拟; 以水和空气作为介质, 通过对YQH-100复合静叶选取不同的长短叶片数, 在不同流量和含气率的工况下进行数值模拟, 得到混输泵增压单元压力场分布和含气率分布, 并计算出不同工况下整机的增压曲线, 扬程曲线以及效率曲线。通过对比得出在不同流量和不同含气率工况下, 复合静叶的叶片数为8-8时, 混输泵的效率和增压效果明显高于其他两种情况。其他两种情况, 增压单元气液分离较严重的地方位于静叶压力面弦长约2/3的处; 在静叶尾部叶顶处均存在局部压力过大和较大的漩涡。由此表明复合静叶叶片数为8-8时能提高整机性能。     

对旋轴流通风机变转速与变安装角匹配性能分析

为研究前后两级叶轮转速与叶片安装角对对旋轴流通风机的性能影响,找到不同工况下各参数的最佳匹配关系,对通风机进行数值模拟。首先设计合适的正交表,以尽量提高通风机全压效率、全压为目标对通风机进行正交优化试验;然后通过极差分析方法,得到各个工况对应的最优组合方案。结果表明:与原模型相比,优化后的通风机内部流场得到了改善,降低了损失;对于该种对旋轴流通风机,采用最优组合方案,平均全压效率比原通风机提高了12.80%,全压提高了24.22%。利用正交优化法,可以得到通风机在不同工况下所对应的各可调节参数的数值,从而为提高通风机的性能提供指导。     

某除雪车用风机内流场仿真分析与优化

为改善风机的内部气流流动情况,提高风机出口流量,对原始风机内部流场进行分析,得到风机内部流场流动情况;根据流场分析,提出了相应的改进方案.通过优化叶片安装倾角、叶片长度和风机壳体形状对内部流场进行改善.结果表明:通过优化叶片结构和风机壳体,有效地减少了气流在壳体内部的动能损失,提高了风机出口流量.     

叶片倾斜角度对小型轴流风扇静特性的影响

采用叶片周向倾斜设计法,改变一直叶片小型轴流风扇叶型,得到不同周向倾斜角的小型轴流风扇,并对其内部流场进行定常流动的数值模拟,分析直叶片、前倾斜叶片、后倾斜叶片等风扇叶型对气动性能的影响。模拟结果表明,采用叶片前缘倾斜设计可减弱附面层分离,改善风扇流动状况,从而达到提高风扇静压和效率的目的。     

基于水力损失计算的离心泵叶轮叶片出口安放角选择方法

为提高离心泵的效率,在泵叶轮内水力损失计算的基础上,通过推导建立叶轮水力效率和流量、转速、叶片数、比转速、出口安放角及叶轮设计系数的函数关系。据此关系,针对一台Q=100 m3/h、H=34 m、n=2 900 r/min的泵,编写性能预测程序,得出不同叶片数、不同k₀取值下的叶片出口安放角和水力效率的关系,可知当叶片数Z=5、β₂=29°、k₀=4.2时,叶轮水力效率最高。按设计参数设计叶轮,并构建叶轮和蜗壳模型,利用FULENT软件对其内部流场进行数值模拟,得出在设计参数下泵的水力效率达到89.43%,证明了用所提出的方法可以设计出高效的离心泵叶轮。     

长短叶片半开式离心叶轮内部流动的数值模拟

为了分析分流叶片对于半开式离心叶轮内部流动的影响，对轴向间隙为1.1 mm的4长叶片和4长4短叶片的两种半开式低比转速高速离心叶轮进行了研究.采用S A湍流模型和雷诺时均N-S方程，对叶轮内部的流动进行了三维紊流数值计算和分析；并对离心泵进行了试验研究.数值计算结果表明，分流短叶片可以改善叶轮内部的流动；两个叶轮内部的静压力都由叶片进口到出口逐渐升高，等静压曲线几乎是沿圆周方向的；具有分流叶片的叶轮出口的压力系数较高.实验结果表明，具有分流叶片的叶轮离心泵的扬程和效率较高，说明分流叶片可以提高离心泵的性能.     

动叶轮叶片数对多相混输泵水力性能的影响

为了探究动叶轮叶片数对多相混输泵外特性、做功性能和水力特性的影响规律,基于欧拉非均质流模型,利用CFX软件对不同动叶轮叶片数下的多相混输泵在多种流量工况、入口含气率10%的条件下进行数值计算。研究发现:流量在90 m3/h及以下时,动叶轮叶片数对扬程和效率的变化趋势影响相对较小,而随着流量的增加,四叶片动叶轮会使混输泵扬程和效率的下降程度增大;当动叶轮叶片数为3时,多相混输泵的外特性、叶片表面静压分布、载荷分布和水力特性等均优于动叶轮叶片数为4时的性能。本文的研究结果可为多相混输泵动叶轮叶片数的选择提供参考。     

高速铣床主轴驱动透平叶栅设计与数值模拟

为使高精密数控铣床的主轴转速达到160000r/min,刀头切削力矩小于0.005N·m,针对驱动摆角铣头主轴的透平式气马达叶栅进行了气动力计算和平面造型设计,利用Fluent软件对其气动特性进行了数值模拟,并与理论计算对比验证模拟的正确性.研究叶栅气动特性随进气角、叶片数和叶高变化的规律,获得了使叶栅气动性能最佳的参数组合,即进气角为21°,叶片数为36,叶片高度为3.5mm时,叶栅的气动性能最佳。     

Effects of blade rotation angle deviations on mixed-flow pump hydraulic performance

By model test and numerical simulation,this paper analyzed the effects of different blades with varying rotation angle deviations on the hydraulic performance of a mixed-flow pump.It was found that when some blades had rotation angle deviations,the hydraulic performance curves of the mixed-flow pump would move.With a positive deviation,the curves moved towards the large flow rate;with a negative deviation,the curves moved towards the small flow rate.When some blades had rotation angle deviations,the symmetry and uniformity of the pressure distribution inside the mixed-flow pump flow passage both decreased;the larger the deviation,the greater the decrease.When a single blade had a large rotation angle deviation,a rather clear low pressure area was formed,lowering the cavitation performance.When two adjacent blades changed simultaneously,under the small flow rate condition,adverse pressure gradient and flow separation occurred in the flow field,and a hump appeared in the head curve and the operation stability of the mixed-flow pump dropped significantly.Near the best efficiency point(BEP),the simultaneous change of two alternate blades produced a more significant change of pressure in the flow passage,with an even larger area.Compared to the effect of two adjacent blades,two alternate blades,when changed simultaneously,made the mixed-flow pump slightly less efficient,but with a flatter efficiency curve and relatively wider high efficiency area.By fitting the test results,a functional relation among the BEP of the mixed-flow pump QBEP,the number of deviated blades N,and blade rotation angle deviationαwas established,thus realizing an effective prediction of the BEP of the mixed-flow pump when blade rotation angles have deviations.By model test and numerical simulation,this paper analyzed the effects of different blades with varying rotation angle deviations on the hydraulic performance of a mixed-flow pump.It was found that when some blades had rotation angle deviations,the hydraulic performance curves of the mixed-flow pump would move.With a positive deviation,the curves moved towards the large flow rate;with a negative deviation,the curves moved towards the small flow rate.When some blades had rotation angle deviations,the symmetry and uniformity of the pressure distribution inside the mixed-flow pump flow passage both decreased;the larger the deviation,the greater the decrease.When a single blade had a large rotation angle deviation,a rather clear low pressure area was formed,lowering the cavitation performance.When two adjacent blades changed simultaneously,under the small flow rate condition,adverse pressure gradient and flow separation occurred in the flow field,and a hump appeared in the head curve and the operation stability of the mixed-flow pump dropped significantly.Near the best efficiency point(BEP),the simultaneous change of two alternate blades produced a more significant change of pressure in the flow passage,with an even larger area.Compared to the effect of two adjacent blades,two alternate blades,when changed simultaneously,made the mixed-flow pump slightly less efficient,but with a flatter efficiency curve and relatively wider high efficiency area.By fitting the test results,a functional relation among the BEP of the mixed-flow pump QBEP,the number of deviated blades N,and blade rotation angle deviationαwas established,thus realizing an effective prediction of the BEP of the mixed-flow pump when blade rotation angles have deviations.     

电厂离心风机容积损失的数值分析

利用FLUENT对离心风机蜗壳内部流场进行三维数值模拟,得到其流动特征及容积损失情况。针对模拟结果设计出一种圆弧型防涡圈,对加装防涡圈后的离心风机进行数值模拟,结果表明加装防涡圈后的风机,其旋涡强度降低,流场流动得到改善,容积损失大为减少。     

基于流固耦合的离心风机蜗壳结构分析及优化

为了使风机运行更加平稳,提高通信基站的节能效果,需要对离心风机蜗壳进行结构优化.使用ANSYS Workbench协同仿真平台进行了考虑内部流场和蜗壳振动相互作用的双向流固耦合数值计算,模拟了离心风机蜗壳在受到风机气流非定常压力下的动力响应.在蜗壳初始设计模型的前盖面使用加强筋固定,加厚蜗舌部分.研究结果表明,优化后的蜗壳总变形和等效应力都有明显减少,优化结构解决了蜗壳在蜗舌处应力集中的现象,同时有效地改善了风机前盖面和出口处的振动.     

离心风机叶轮加装短叶片改造实验研究

针对电厂风机管道系统需要扩容改造的工程实际需要,以G4-73№8D型风机为研究对象,提出了叶轮内加装短叶片的优化方案。在此基础上,进行了叶轮加装短叶片前后的对比实验。实验研究结果表明:叶轮加装短叶片后,其内部流场趋于均匀、射流—尾流得到改善;风机在48%负荷以上时,全压平均提高约5.9%,而噪声几乎保持不变。