磁力驱动离心泵全流场数值模拟研究

为分析磁力驱动离心泵的内部流动特性,基于SST k-ω湍流模型,应用计算流体力学(CFD)软件对磁力驱动离心泵内部全流场进行数值计算研究,得到了磁力驱动离心泵轴截面、叶轮流道、压水室流道和冷却循环流道等主要过流部件流道内的流场分布规律。研究表明:小流量工况下,磁力驱动离心泵内部流动较为紊乱,随着流量的增大,泵内部流动逐渐平稳,回流孔出口处的低速区域面积及冷却循环流道内的压力值逐渐减小;介质在经过导流孔、隔离套间隙和回流孔流入叶轮进口处的过程中,压力逐步降低,且在回流孔靠近叶轮进口区域易形成低压区。     

类球形压水室的混流式核主泵压力脉动特性

在对带球形压水室的核主泵进行全流道三维非定常流场数值模拟的基础上,通过对5个典型工况下其主要过流部件中的压力脉动时域与频域特性进行深入分析,寻找引起压力脉动的因素和探讨运行工况对压力脉动特性的影响。结果表明:叶轮与空间导叶的动静干涉是引起压力脉动的主要因素,叶轮、空间导叶和球形压水室的几何参数决定其压力脉动的主要特征;压力脉动主频为叶频,其幅值取决于运行的体积流量,设计工况下的幅值最低;压力脉动幅值沿叶轮进口向出口逐步增大并在叶轮出口达到最大值,然后沿空间导叶的进口向出口逐步减小;在小体积流量工况时,流道中的不稳定流动会产生更为复杂的压力脉动;在同一圆周上,叶轮进口区域的压力脉动特性并不一致,叶片背面脉动幅值大于叶片正面,而在不同工况下叶轮出口区域叶片正、背面的压力脉动特性差别不大;随着运行体积流量的减小,因球形压水室中产生的涡流和回流影响,叶轮内的中高频脉动幅值增大,若运行体积流量过小,整个流道中的脉动幅值都将明显加大;球形压水室对设计工况及大体积流量工况的压力脉动影响很小,但对小体积流量工况下的脉动影响较大,使得脉动的频率特性更为复杂。     

虹吸管气液两相流过流能力影响因素分析

基于系列工况下虹吸管的过流量、压降和含气率的试验结果,分析了虹吸管内分别出现气泡流、过渡流和气团流时影响其过流能力的主要因素。结果表明,当虹吸管内为气泡流时,气体存在对流动沿程阻力系数的影响可忽略不计,不同安装高度时管道实际过流量小于计算值的原因是由于实际过水断面面积小于液相满流过水断面面积,面积减小率与流量减小率相等;当虹吸管内为气团流和过渡流时,过流断面面积减小率与流量减小率相差较大,实际过流能力减小不仅与面积减小有关,气体存在对虹吸管道沿程阻力系数的影响也不可忽略,且含气率的增大使气液两相流动阻力增大、沿程阻力系数增大、流量减小。     

含气率对混流泵压水室流场的影响分析

为了研究含气率对混流泵压水室内的流场影响,以某厂生产的导叶式混流泵为研究对象,应用商业CFD软件进行数值模拟分析,得到在不同份额含气率条件下压水室内部的流场特性。结果表明:混流泵压水室出口处的流速要比其他位置上的流速大,不符合压水室出口处能量转换的定律,而且随着含气率的增大混流泵压水室在径向流道方向上的压力也在不断增大,并在压水室外壁上出现局部的高压现象,这对混流泵压水室强度有一定的考验。在靠近导叶出口处的压水室内有大量的气体聚集,影响混流泵的运行稳定性。     

多级离心泵末级压水室内部流动数值模拟分析

为分析多级离心泵末级压水室内部流动规律,以某型号多级离心泵为研究对象,根据隔板延伸的不同位置和速度系数法对多级离心泵双螺旋形末级压水室进行了多方案设计。基于标准κ ε紊流模型,采用SIMPLEC〖JP〗算法,通过求解Navier Stokes方程,对三个方案的压水室内部流动进行了数值模拟和分析。结果表明,方案2流动规律及内部压力场和速度场优于其他两个方案;隔舌、隔板头部及尾部、第Ⅹ断面处流体流动性差,与性能试验结果基本吻合,验证了数值模拟的正确性。     

大流量氢燃料电池用离心式空气压缩机气动设计与性能试验

针对100 kW氢燃料电池堆需求,开展了两级串联离心式空气压缩机的气动设计.根据轴向力、比转速和叶轮尺寸等确定两级叶轮的压比分配,通过中部加载叶型设计减小叶轮进出口流动损失,通过叶片前倾设计降低高压级叶轮前缘的气动载荷、减小叶尖泄漏损失.对空气压缩机进行了三维流动数值仿真分析.结果 表明:空气压缩机内部流动情况良好;在设计转速、质量流量为130 g/s时,整机压比达到2.82,气动效率达到77.5％,性能可以满足100 kW氢燃料电池堆的使用需求.     

叶片后弯角对车用离心压气机性能的影响

对比分析了6种不同转速下压气机性能的试验与仿真结果.在验证了ANSYS CFX软件用于压气机性能模拟分析中的可靠性后,采用数值模拟方法对3种不同叶片后弯角的叶轮进行了性能计算,得到了相关转速下的压气机特性曲线.仿真结果表明:在不改变压气机出口静压时,在一定的叶片出口角范围内,叶片后弯角的增加使两条特性曲线均向小流量方向偏移,但近喘振点边界得到了拓展,使得压气机的流量范围变得更宽;在小流量区域内,叶片后弯角的增大能够改善压气机内部流动状况,提高叶轮工作效率;而在大流量区域内,较大的叶片后弯角会使叶轮的流通特性降低,叶轮的工作效率反而会降低;适当增加叶片后弯角可以增大压气机工作范围,使压气机效率和流道内的流动均得到提高和改善.     

混凝土坝临时断面过流裂缝成因及温控保护措施

采用三维非稳定温度场和应力场有限元仿真程序,分析了混凝土坝临时断面过流时混凝土的开裂原因,并提出了采用与坝体永久保温相结合的复合式保温板对坝体保温,以防止过流后产生劈头缝或贯穿裂缝.结果表明,该措施效果很好.     

离心泵内部流动的三维数值模拟

基于标准k-ε双方程湍流模型和SIMPLEC算法,采用Fluent6.3软件对一离心泵的叶轮和蜗壳在不同工况下分别进行了三维定常湍流计算,并分析了不同工况下内部流动的差异性,获得了离心泵各过流部件内的流动特性,为离心泵优化设计提供了依据.     

增压器结构参数对非道路直喷式柴油机排放性能的影响

结合某型增压柴油机的开发研制过程,为合理匹配柴油机和涡轮增压器,设计了不同0-0截面积的涡轮壳,不同进口直径的压气机叶轮和不同出口直径的涡轮叶轮.研究了增压器结构参数对柴油机排放和油耗的影响,排放试验参照中国非道路柴油机八工况法.试验研究结果表明,改变涡轮0-0截面面积和压气机叶轮进口直径对发动机排放和油耗影响较大,而改变涡轮叶轮出口直径作用不太明显.综合比较排放和油耗,最终选定方案8增压器与发动机匹配.     

双流道叶轮压出室内流动的数值模拟分析

应用CFD技术模拟计算了双流道式泵包括叶轮及压出室在内的全三维湍流场,证实了双流道压出室内流动分布不均匀并随叶轮转动而变化、叶轮转动到不同位置时泵的效率和扬程不同、基圆大小不同时压出室第Ⅰ断面内流场分布存在显著差别。计算结果有助于深入了解双流道叶轮压出室内部流动机理,对双流道叶轮压出室的水力设计提供参考。     

空间导叶式离心泵非定常流动压力脉动特性分析

为研究立式长轴泵叶轮与空间导叶间由于动静干涉诱发泵流场内的压力脉动特性,基于标准κ-ε模型及Reynolds时均N-S方程对某型号立式长轴泵水力模型在0.8Q、1.0Q、1.2Q三种工况下进行非定常数值模拟,得到各监测点的压力脉动时域数据,通过FFT变换得到频域图谱,并对时域、频域曲线进行分析。结果表明,叶轮与空间导叶的动静耦合作用是产生压力脉动的主因;泵中主要存在白噪声、叶频及转频三种形式的压力脉动;压力脉动的大小受工况影响较大,额定工况下压力脉动值较小。研究结果为空间导叶式离心泵水力性能优化、振动及噪声诊断提供了依据,对其他形式压水室水压力脉动研究也有参考价值。     

高温熔盐泵关键部件结构特性分析

为研究熔盐泵在不同温度下叶轮和导叶结构特性变化,采用流固热耦合方法对不同温度下熔盐泵结构进行分析.分析结果显示:叶轮叶片进口和导叶叶片出口存在应力集中现象,叶轮前后口环根部配合位置和叶轮口环上的应力圆周分布均出现周期分布.叶轮叶片和导叶叶片与盖板交线的变形规律性比较明显,叶轮叶片与盖板交线的变形量自进口至出口先小幅度降...     

几何参数变化对离心压气机性能影响的仿真研究

采用离心压气机性能仿真数学模型研究某些几何参数，如叶片顶部间隙，叶轮叶片出口角变化对压气机性能产生的影响，是当今设计高压比、宽工作范围、高效离心压气机的关键步骤。为此，首先建立了离心压气机性能仿真数学模型。为了验证数学模型的有效性，对Krain叶轮性能进行了计算。随后，对不同叶片顶部间隙，不同出口叶片角的压气机性能进行仿真研究。研究结果表明，随顶部间隙的增大，压气机效率及压比下降；后弯叶轮性能优于径向叶轮。     

叶轮结构对多级离心泵性能及噪声的影响

叶轮是多级离心泵中最为关键的过流部件之一,其结构对多级离心泵的外特性能和噪声特性具有重要影响。选取一典型多级离心泵为例,借助试验测量方法研究了3种叶轮结构变化下多级离心泵的性能表现和噪声特性,在M型多级离心泵专用试验台上进行多级离心泵的性能试验,并使用AS824型声级计来测量多级离心泵在不同工况下的综合噪声。结果表明,叶轮出口叶片1/2径切有助于提升多级离心泵的水力性能,但会增强其综合噪声强度;减小叶轮直径可小幅降低噪声强度,但其对噪声的抑制作用并不明显;减小叶片直径可较大幅度降低多级离心泵的综合噪声强度,但会使多级离心泵的性能明显降低,在满足性能要求的情况下可通过减小叶片直径来实现多级离心泵的降噪抑噪。     

BF6M1015C柴油机高压共轨系统中的共轨管设计

研究了BF6M1015C柴油机高压共轨喷油系统方案,并进行了共轨管的匹配设计;采用AMESim软件仿真了共轨管结构参数,分析了共轨管的布置结构、共轨管形状和容积对轨压建立、轨压跟随和轨压波动的影响,并最后根据仿真结果对共轨管进行了结构设计。     

离心叶轮过流截面沿流程变化的计算方法

经过对叶轮流道几何分析和严格的数学推导,给出了离心叶轮过流截面沿流程变化的计算方法,实现过流截面解析求解。根据工程实例,采用了其设计方法,调整了叶轮设计,取得了较好的效果,气流分离现象消失,叶轮效率提高。     

高压比离心压气机气动设计与分析

设计了单级总压比9.5、流量1.95 kg/s的离心压气机,该压气机分为叶轮、径向扩压器和轴向扩压器三个部分。叶轮初步设计采用自编程的方法,叶型使用了双分流叶片,通过软件Numeca对叶轮进行了数值模拟,分析了入口激波和出口射流尾迹等流动结构;从性能和流场细节两方面比较了三种形式的径向扩压器。结果发现,扩压器入口收缩可以抑制回流,楔形扩压器的扩压性能明显优于无叶扩压器。     

对两种过压保护电路的比较分析

经过比较分析,认为采用过压继电器GYJ的过压保护电路比采用辅助发电过流继电器FLJ的过压保护电路可靠性高.     

基于ANSYS的旋喷泵叶轮流固耦合分析

为获得旋喷泵叶轮在设计工况下的等效应力及变形分布情况,基于FSI原理对旋喷泵叶轮进行了结构分析。采用多物理场协同仿真平台ANSYS Workbench,基于单向流固耦合原理对旋喷泵叶轮结构进行了仿真计算,同时对单独施加离心力载荷或流场压力载荷的旋喷泵叶轮应力与变形分布情况进行了仿真。结果表明,在设计工况下叶轮应力分布不均且在局部区域存在应力集中现象;叶轮变形随半径的增大而增大,并在叶轮边缘达到最大值0.095 887 mm;离心力惯性载荷是影响叶轮应力与变形分布主要因素。