开敞式轴流泵出水装置优化设计

本文对国内某开敞式泵站箱涵式出水流道进行了优化设计,通过调整箱涵式出水流道的流道高度、宽度、长度、后壁距、后壁型线及箱涵式出水流道的泵导叶后扩散喇叭管长度、出水喇叭口至顶板距离、后壁距、后壁型线等参数进行了多个方案的对比,运用CFD数值分析确定最优方案,保证装置效率高、运行稳定。     

清洗机斜盘轴向柱塞泵流道的流场仿真与结构优化设计

分析了清洗机斜盘轴向柱塞泵出水端吸液阀流道的流场力学特性并对其流场进行了数值仿真。在流场仿真结果基础上,对现有泵头文丘里流道的喉管直径与进口直径的收缩比、喉管段长度、渐缩角度和渐扩角度进行了优化。计算机仿真及实验结果表明：优化方案达到了减小文丘里流道压力损失和溢流阀平衡压力的目标,提升了清洗机斜盘轴向柱塞泵整体性能。     

圆盘止推静压气体轴承亚音速流场的简化计算

雷诺气体润滑方程仅涉及轴承气膜内的静压分布,对静压气体轴承流道特性的准确刻画还需要研究轴承流道内的气流速度场。将忽略惯性力的纯粘性等温气膜和等熵流动的供气孔拼接,建立了单供气孔环面节流圆盘止推轴承的流道简化模型,给出流道各部分气流马赫数、雷诺数和压力分布的计算公式。结果表明,气膜中气流速度随矢径变化的性质,取决于速度梯度为零的矢径位置;气膜中的气流雷诺数随矢径的增加不断减小。实际的计算结果表明,只要气膜入口截面上的气流马赫数小于临界声速,整个轴承流道将工作在亚音速,供气压力或气膜高度的变化对气膜起始区域边界层发展段长度的影响很小,供气孔始末端截面上压力和温度的变化也很小,忽略惯性力的纯粘性等温雷诺模型基本能够适用轴承的整个亚音速工况。气膜起始区域边界层发展段的长度,可以用气膜中雷诺数大于临界雷诺数的区域长度来近似。     

结构参数对下吹风冷却装置流场性能的影响研究

用ANSYS-Fluent软件研究挤出联动生产线中，下吹风冷却装置的外形结构形式、风源入口方向、出口流道吹风倾斜角度等主要结构参数变化对下吹风冷却装置吹风性能的影响。以空气为介质得出相关参数变化对吹风冷却性能的影响规律。结果表明：风源入口垂直于出口方向的圆筒形横截面外形的吹风冷却装置更有利于获取较大速度均匀性；经比较分析，出口流道吹风倾斜角为0°下吹风冷却装置表现的吹风效果最佳。经研究分析设计出能够较好地适应多种制品吹风效果的下吹风冷却装置结构。     

倾斜椭圆截面储油罐罐容研究

根据微积分原理,建立了带有纵向和横向倾斜角的椭圆截面储油罐罐容数学模型,提出了罐容计算的通用公式,避免了传统计算方法针对不同油面高度进行的分段分析模式,分析了油浮子高度、油罐纵向倾斜角和横向倾斜角对罐容的影响。     

射频吸波材料同轴测试装置改造及其性能比较

利用网络分析仪的时域功能在同轴装置中测试吸波材料性能的过程中,同轴测试装置必须满足特定的高度要求,测试效果伴随着同轴测试装置等截面段的长度增加而越理想,尤其体现在低频段。文中包括了本研究室结合搬迁对原有测试装置改进和1．6m角锥试样在改进前后的测试结果作了比较分析。     

基于气固两相流的电动扫路机吸嘴结构参数设计

为了提高电动扫路机吸尘效率,利用CATIA、ANSYS-Fluent等软件对吸嘴流道模型进行建模与流场分析,讨论各参数对吸嘴内部流场影响规律,提出了吸嘴结构参数优化方案,并对吸嘴进行气固两相流分析,得到砂粒粒径、风机负压对吸尘效率影响规律。研究结果表明:当吸管倾斜角为55°、前挡板倾斜角为65°时,吸嘴内部流场更加顺畅,系统能量损失较小,在满足吸嘴吸尘效率的前提下,找到风机提供最优的负压值。最后通过实验对吸嘴主进风口关键点静压值、风速大小与仿真数据进行对比,得到的误差在规定范围内,说明模型有效,仿真结果可信。     

轴伸式贯流泵装置全流场三维湍流数值模拟

为探讨轴伸式贯流泵装置双向运行时的内部流动结构并进行性能预测,应用三维湍流Navier-Stokes、Realizable 两方程湍流模型、壁面函数法和滑移网格技术,进行泵装置双向运行时的全流场三维湍流数值模拟研究。计算所采用的模型贯流泵具有特定的S形叶片及正向运行时的后置弯曲导叶。研究结果揭示了贯流泵装置正、反向运行时的全流道速度等值线、静压等值线、出水流道断面矢量及出水流道的流线形状特征,探讨在泵装置实际安装条件下泵与流道的相互影响,进行泵装置性能的数值模拟预测,并与试验结果进行比较分析。数值模拟结果表明,泵段的出口流态及导叶对流道的流动结构有很大的影响,扩散形流道对流道进口流态反映敏感,无导叶的直形泵装置出口扩散流道内的流动为轴向旋涡、环形旋涡、轴向流动的叠加,数值模拟计算预测泵装置性能的方法是有效、可行的,能够满足工程需要。     

散热器翅片间距的选取及其与微型风扇的匹配

由风洞试验,测试得到一笔记本电脑系统的阻抗特性曲线及其微型风扇的性能曲线,同时对散热器翅片间流道内的空气流动与传热特性进行了分析与计算.计算结果表明,流动及换热的入口段长度占整个流道长度的比例较高,流动与换热入口段的影响明显.空气流量增加,可使散热量增加,但空气流量增加到一定量后,散热量的增加越来越不明显.在散热量一定的条件下,减小散热器翅片间距,可减小空气流量.根据系统阻抗特性曲线及微型风扇性能曲线,空气流量的减小可降低整个系统的压降,从而减小微型风扇的功耗,降低其噪音,有利于笔记本电脑的运行     

薄膜流涎机边料移除装置的数值模拟与优化

为了实现薄膜流涎机边料在线回收系统高效的吸取边料,应用FLUENT软件对边料移除装置进行了数值模拟,分析了边料移除装置文丘里喷管的收缩段锥度、收缩段长度、喉管长径比、扩大段长度对管中最大负压的影响;比较了不同形状的边料入口和不同尺寸的入口管径所获得的边料吸取效果,得出了边料移除装置各个结构尺寸的较优组合。结果表明,该研究可以为薄膜流涎机边料在线回收系统中边料移除装置结构的合理设计、参数的优化提供指导。     

传统直立式旋风除尘器水平安装的研究

传统直立式旋风除尘器通过调整合适的入口段倾斜角可以实现水平安装。借助Fluent软件通过对一新型水平放置的旋风除尘器实例进行仿真分析,得出除尘器可以水平放置。再通过系列的仿真进一步得到:当旋风除尘器水平放置时,入口段倾斜角的可行性范围是在合适的角度区间内;在不同入口风速下,形成最佳螺旋气流的入口段倾斜角不同。且当入口风速在一般范围内变化时,除尘效率为最佳的入口段倾斜角出现在一定范围内;入口风速越高,除尘器除尘效率越好。且随着入口风速逐渐减小,形成最佳螺旋气流的入口段倾斜角呈减小趋势。     

低Re数下正弦波纹流道内流体混合性能研究

采用CFD软件FLUENT对正弦波纹流道内两种流体的混合特性进行数值模拟研究,采用流场可视化技术及计算流体混合程度标准差的方法定性、定量分析了流体数和正弦波纹流道的结构参数对于两种流体混合性能的影响。研究结果表明,随着流体数的增大,流体达到完全混合的混合长度较短,波纹流道截面的高宽比越小,流体所需混合长度越短,波纹流道的振幅越大越有利于流体在流道中的混合;流体流过相同的距离,波纹流道的波长越短达到的混合程度较好。     

变风量末端装置风量传感特性的试验研究

对变风量末端装置在不同工况下的风量传感特性进行了试验研究.结果表明,小风量、高静压、风管局部构件和较短的进口直管段长度等因素都会对风量传感器的传感特性产生不利影响;整流装置能很好地保证风量测量的准确性,这对缩短末端装置前的直管段长度,减少工程安装所占用的空间是十分有利的.     

闭式整体涡轮电解加工工装夹具设计与实验

针对闭式整体涡轮涡道狭长、扭曲,常规加工不具备刀具可达性的特点,提出了电解-电火花组合加工方案。基于UG软件,进行了内、外涡道电解加工工装夹具的一体化设计,解决了装置密封与流道设计、定位与夹紧、导电与绝缘等问题。通过工艺实验,进行了结构优化,验证了装置的可靠性。     

磨粒在磨粒探测器中的沉降运动研究

研究了在线铁谱仪磨粒探测器中的磨粒沉降运动规律,建立了磨粒在流道-磁极倾角方案下的运动模型,采用有限元法仿真了直流电磁装置的磁场分布情况,并研究了初始高度y0和磨粒直径D等参数对磨粒沉积位置的影响。结果表明,在油样流动方向和磁极之间存在倾角γ的条件下,磨粒在磨粒探测器中按照尺寸大小有序沉积,且沉积位置和油样入口端之间的距离随着初始高度y0增加而增加。     

分形流道设计及几何参数对滴头水力性能的影响

在迷宫流道设计中引入分形理论,借助分形理论描述复杂现象的能力来构造不同复杂程度的分形体,利用分形曲线构造比欧氏几何更为复杂的流道边界。试验结果表明分形流道较迷宫式流道更能降低滴头的流态指数。采用通径分析结果表明,流道横断面面积、流道长度是影响滴头流量系数的主要因素,而其他因素影响较小;利用支持矢量机(Support vector machine, SVM)回归分析建立的流量系数与流道面积、长度的关系模型达极显著相关水平。分形流道的流态指数与流道几何参数变化不敏感,真正实现了全紊流滴头的设计,为滴头流道设计提供了一种新的思路与方法。     

叶片角度对采用肘形流道的轴流泵装置特性的影响

基于RNG k-ε湍流模型和雷诺时均N-S方程,运用CFD技术对采用肘形流道的某泵站轴流泵装置分别在叶片角度为-2°,0°和+2°时进行三维流动数值模拟,以探究不同叶片角度下肘形流道的流动特性,以及肘形流道与叶片角度对轴流泵装置性能的影响,并对肘形流道内进行了非定常计算。通过计算得到叶片角度对肘形流道内水流流动状态会产生影响,叶片角度的不同导致肘形流道内的流态也会不同,不同叶片角度下叶轮进口的流速均匀度也会产生差异。在不同叶片角度下,轴流泵装置的肘形进水流道内压力脉动同样会产生很大的差异,压力脉动的差异会对机组的振动产生影响,通过对比叶片角度对采用肘形流道的轴流泵装置特性的影响,可以为工程中轴流泵装置叶片角度的调节提供一定的参考。     

低扬程虹吸流道泵装置起动动态特性数学模型

从理论上分析了低扬程泵装置虹吸流道中空气动力学特性、泵机组暂态电气特性和动力学特性以及虹吸流道非恒定流、水泵动力性能，并结合水泵相似理论。提出了在低扬程虹吸流道泵装置起动过渡过程中泵机组动态特性以及虹吸流道内空气压力变化的数学模型。     

基于ICEPAK的液冷冷板散热的性能分析

针对液冷冷板解决电子设备散热问题,在流道区域受限制的情况下,选用3种新型流道形状。利用ICEPAK仿真软件对其进行热仿真分析,探究其散热性能。在限定散热区域内,保持3种流道截面积相等,进口流量相等,从而控制流速相等。均布流道,通过改变流道数目,得到每种形状流道关于温度-流道数目的曲线,对比分析3种不同形状流道的散热性能。同时,对这3种方案进行了试验验证,确保仿真结果与实测数据的一致性。结果表明:双层流道形状方案的散热性能良好,能较好地满足设计要求。     

塑料近红外分选设备喷吹分离的仿真研究

针对塑料分选装置中喷吹不准确、耗气量大等问题,提出了一种基于维多辛斯基曲线的流线型喷嘴。利用计算流体力学(CFD)软件,对喷嘴结构进行了二维与三维建模,运用Fluent进行了求解,选择湍流模型中的Realizable k-ε模型进行了计算,从射流速度、射流核心段长度以及耗气量等方面分析了喷嘴总长度、收缩段长度、出口直径以及收缩比等因素对喷嘴射流的影响。仿真结果表明:出口直径对喷嘴射流影响最大,喷嘴总长度、收缩段长度以及收缩比对喷嘴性能的影响相对较小;当喷嘴总长度为25 mm,收缩段长度为4 mm,出口直径为5 mm,收缩比为1.6时,喷嘴的喷吹性能相对较好且耗气量较低。