泵站进水池悬空高度水力特性数值模拟

鉴于水泵吸水管进口的悬空高度对水泵的进水流态和工作效率的影响,运用三维紊流模拟技术建立了雷诺时均N-S方程和连续性方程,将流速均匀度和水泵流量作为水泵性能评估的目标函数,采用基于标准κ-ε模型和水、气两相流VOF方法,对水泵进水池的不同悬空高度进行了模拟,分析了不同悬空高度下进水池的流动特性,揭示了进水池水流流动的水力性能差异。     

导流锥对低扬程双向轴流泵装置水力性能的影响

为研究导流锥对低扬程双向轴流泵装置水力性能的影响,以苏南某泵站为例,设定有、无导流锥两种方案,基于RNG湍流模型,采用CFD方法对双向轴流泵装置进行全流道三维湍流数值计算。结果表明,无导流锥时,进水流道水流流态较有导流锥时紊乱,且水流从进水流道喇叭口下方周围环向进水,喇叭口中心处出现奇点;有导流锥时,导流锥占据了喇叭口下方奇点位置,消除了奇点。有导流锥时,出口流场均匀性较好,进水流道的水力损失随着流量的增加而逐渐增加;无导流锥时进水流道的水力损失较大,最大差值达0.05m。导流锥对水泵装置效率影响较大,增幅达4.1%,增设导流锥可显著提高水泵装置效率。     

杏林湾排涝泵站竖井贯流泵装置进出水流道流态的数值分析

运用三维湍流数值模拟方法对杏林湾排涝泵站竖井贯流泵装置进出水流道流态进行数值模拟,分析进水流道的流场均匀度和出水流道的扩散均匀性,提出优化方案。模拟结果表明,优化后的竖井贯流泵装置,在均匀进流的条件下,进水流道内的水流流态较好,竖井两侧流道内的水流流速分布较均匀,未出现明显的漩涡、回流等不良流态,水泵进流均匀、平顺;出水流道通过设置中隔墩的长度,不仅水流流态得到一定改善,而且中隔墩两侧水流流量分配基本均匀,有助于保证泵站良好的出水条件。     

楔形导流墩对泵站大扩散角前池整流效果的影响

针对大扩散角前池存在大尺度回旋等不良流态的问题,采用数值模拟方法研究了在前池斜坡段增设楔形导流墩后的水流运动规律,并以水泵流量分配均匀度为目标函数,探究了单因素改变导流墩导流夹角α及长度L对前池不良流态的影响,并进行了模型试验验证。结果表明,无整流措施时,前池中主流过于集中、有对称立面旋涡出现,严重影响前池扩散水流,甚至水流裹挟旋涡,进一步影响进水池内流态。在距前池进口4 D(D为水泵叶轮直径)处,增设导流角度α为90°、长度为2.5 D的导流墩后,能明显改善前池流态,水流可均匀进入各进水池。     

簸萁形进水流道进水收缩段底面倾角对流道水力性能的影响

为了探究簸萁形进水流道进水收缩段底面倾角对流道水力性能的影响,建立了簸萁形进水流道的进水结构物理模型和水动力学模型,采用雷诺N-S方程和RNGκ-ε湍流模型,对进水收缩段5种不同底面倾角的流道水流流场进行数值模拟。结果表明,底面倾角对流道进水收缩段和喉部的流速分布影响较大,较大的底面倾角使进水收缩段的流线分布密集度和喉部流线弯曲度增大、流速升高,增大了流道水力损失,降低了流道出口断面流速分布的均匀度;较小的底面倾角使进水收缩段的流线分布平顺和喉部流线弯曲度变缓、流速降低,减小了流道水力损失,提高了流道出口断面的流速分布均匀度;进水收缩段底面倾角的大小对流道出口断面的水流速度加权平均角无明显影响;分析不同底面倾角的流道水力性能,在簸萁形进水流道的进水收缩段底面倾角≤3°时,进水流道的水流平顺,水力损失小,流道出口的水流流态满足水泵叶轮室进口的进水条件。     

高速混床树脂紊乱原因分析及解决

介绍了精处理高速混床投产后不久发生树脂紊乱现象,影响了有效树脂层高度,也影响了周期制水量。从设计原理、安装工艺和设备检修上,分析并查出了树脂紊乱及翻滚的主要原因是进水装置的构件拼接圆弧过渡面存在缝隙,使得进水得不到均匀分布,造成水流局部冲击。通过改造进水装置,解决了树脂紊乱问题,提供了消缺经验和技术评估。     

采用蜗旋进水 提高冷却水泵的流量和效率

采用循环水冷却柴油机,是多数柴油机的采用的基本形式,但要使冷却效能提高和减少柴油机的本身功耗就是一对相互矛盾的问题,流量大,冷却效果好,而柴油机自身功耗就有所增加.从冷却水泵的结构来看,多为开式叶轮;叶片呈后弯或直式,如图1,叶轮中心搭子端面正与进水口正面相对,按进水口直径来看,除去叶轮中心搭子的端面,进水只能从搭子周边通过叶片离心力推动水的流动,这样当水进入水泵涡壳时,就直接受到叶轮搭子端面的阻碍,水只能借用叶片一定的离心吸力从搭子周边进入水泵涡壳,通过验证,调整一个进水角度,使进入进水腔的水,借助于水的流动,在进水腔的运动直接形成涡旋,如图2,流水在进水腔内形成的     

基于CFD的泵站进水池流场水流特性分析

鉴于泵站进水池内的水流条件直接关系到水泵能否正常运行,通过CFD的方法,采用ANSYS 15.0软件模拟了泵站进水池在无隔墩和有隔墩两种体型下的流场,预测了吸水管内涡核的位置,并分析了进水池内的流态、流速分布规律及吸水管内的流速分布规律。结果表明,进水池设置隔墩后,吸水管内的涡核显著减小,属于水下涡第二类即带核物的涡类型;吸水管中心与进水池后壁、侧墙的距离关系到漩涡的产生,在泵站设计中应予以重视;隔墩对调节进水池内的流速分布和改善水流条件具有一定的作用。     

基于CFD的泵站进水池流场水流特性分析

鉴于泵站进水池内的水流条件直接关系到水泵能否正常运行,通过CFD的方法,采用ANSYS 15.0 软件模拟了泵站进水池在无隔墩和有隔墩两种体型下的流场,预测了吸水管内涡核的位置,并分析了进水池内的流态、流速分布规律及吸水管内的流速分布规律。结果表明,进水池设置隔墩后,吸水管内的涡核显著减小,属于水下涡第二类即带核物的涡类型;吸水管中心与进水池后壁、侧墙的距离关系到漩涡的产生,在泵站设计中应予以重视;隔墩对调节进水池内的流速分布和改善水流条件具有一定的作用。     

不同工况下水泵水轮机尾水管压力脉动特性与改善措施研究

不稳定水流诱发的压力脉动是引起水力机械振动进而影响水泵水轮机安全运行的重要原因.为研究不同流量下水泵水轮机尾水管涡带形态的演变,分析空化系数对涡带形态的影响,基于FBM湍流模型,针对水泵水轮机五种典型运行工况进行非定常数值模拟,重点比较了不同流量与空化系数对尾水管涡带形态的影响.结果表明,当机组运行在0.5倍和1.1倍...     

Flow and surface heat transfer analysis of a square cylinder in turbulent cross-flow

Flow passing a heated square cylinder is investigated using a hybrid LES-RANS approach on unstructured grids at a moderate Reynolds number of 22, 050. The effects of inflow turbulence on the flow field as well as surface convective heat transfer are studied by adopting a grid-based random-number method (GRM). Validation of the GRM method is carried out by generating and simulating a decaying homogeneous isotropic turbulent flow. Analysis of the turbulent quantities and comparisons with the Synthetic Coherent Eddy Method (SCEM) suggest that the cheaper GRM is able to generate good quality inflow turbulence, despite a longer transition region is required. Studies of the heated square cylinder in crossflow show that the inflow turbulence results in an early breakup of the shear layer, which leads to further effects on the vortex shedding and surface heat transfer. The surface convective heat transfer is increased with inflow turbulence, especially on the front, top and bottom surfaces, while limited influence is found on the rear surface. It is shown by the spectra that the effects of the inflow turbulence mainly focus on the turbulent shear layers, as well as heat transfer of the corresponding surfaces.     

某排涝泵站前池整流措施的数值模拟研究

某排涝泵站原设计方案在前池会出现大尺度的回流和斜流,恶化各机组的进水条件,威胁泵站的安全运行。为改善该泵站前池流态、优化水泵进水条件,基于计算流体力学分析圆形立柱、Y形导流墩、间断底坎及延长隔墩等整流措施对前池流态的影响。计算结果表明,仅设置圆形立柱不能消减回流区的面积,而仅设置Y形导流墩、间断底坎又不能改善各机组的进水条件;延长#2、#4隔墩,可有效改善前池水流流态,优化各机组进水条件,进而提高水泵的工作效率。综合考虑前池水流流态及各机组进水条件,确定该排涝泵站最优整流方案为延长#2、#4隔墩。     

车用发动机水泵水封结晶漏水机理分析及改进验证

针对配套某一主机厂的发动机水泵发生泄漏的故障率异常高的问题,通过分析确定水封处冷却液的结晶为引起水泵漏水的主要原因.为解决该问题,对水封处结晶形成的机理进行了探究,通过优化水封选型并结合流场分析和试验验证,确认不采用延长润滑(Extended Lubrication Capability,ELC)结构,能够加强水封动静...     

含砂水对混流泵过流部件磨损的数值模拟

为了分析含砂水介质通过混流泵时的流场特性及叶片磨损情况,基于UG软件对混流泵进行建模并利用ICEM软件对其进行网格划分,使用CFX软件对含砂水两相流介质通过混流泵时的内部流场进行模拟分析。结果表明:混流泵磨损主要集中在叶轮叶片和空间导叶处,而且在叶片进口处容易出现磨蚀现象;混流泵扬程随流量增大而减小,效率随流量先增大后减小,且混流泵输送含砂水效率低于输送清水效率。     

660 MW超超临界机组高负荷主蒸汽温度偏低原因分析

对某电厂HG2035/26.15-YM3型超超临界参数直流锅炉主蒸汽温度偏低进行了分析,找出了该厂加负荷过程主蒸汽温度低的原因.由于加负荷过程中给水泵汽轮机再循环门存在较大内漏,使给水流量达不到设计值,导致INFIT协调系统水煤质量比失调,过热度大幅波动,最终导致主蒸汽温度偏低.根据现场具体运行情况,分别制定了调整给水泵汽轮机再循环门行程、高负荷控制负荷增加速度、根据给水泵汽轮机转速调整好过热度等三项改进措施.通过运行人员认真监视和调整,未再出现主蒸汽温度偏低的现象,保证了机组的安全稳定运行.研究为同类机组提供了参考.     

Evaluation and optimization of water source heat pump for district heating: A case study in steel plant

Using high-temperature heat pump technology to recover waste heat of circulating cooling water in a steel plant for central heating system not can only reduce the temperature of circulating cooling water to meet the needs of smelting process but also can save energy and protect environment as well as bring great economic benefits to steel plant that can sell heat to the heat users. The energy consumption equation of heat pump central heating system was established based on the energy consumption of heat pump, energy consumption of water pump, and heat loss. The optimal inlet water temperature, inlet flow rate, and the number of operating heat pump modules at different outdoor temperatures were calculated by genetic algorithm. The superiority and operating control strategy of heat pump central heating system were discussed. The results show that with the increase of outdoor temperature, the optimal inlet flow rate and the number of operating heat pump module decrease. However, the inlet water temperature almost does not change. It is more suitable for the heat pump central heating system to change the inlet flow and the number of operating heat pump modules. The operating control strategy equation was established by linear fitting, which provides guidance for the engineering application of heat pump central heating system.     

宁德电厂闭冷泵节能优化改造

通过对宁德电厂闭冷水泵进行诊断测试,发现选型裕量太大,扬程偏高,泵效率达不到设计要求,运行工况远离设计工况,制造工艺欠佳,流道对称差.后经过叶片进出口叶型优化、叶轮轴面流道型线优化、叶轮整体流道的优化、提高检修安装工艺等方法,消除了管道振动,降低了厂用电率,实现了节能降耗的目的.     

基于Fluent/Matlab的地下水流速对顺流模式热泵性能的影响分析

地下水源热泵系统在地下水顺流模式下,不同的地下水横流速度对热泵性能参数的影响不同:顺流水流速越小,系统发生热贯通时间越晚;流速越大,发生热贯通时间越早。地下水横流流速度越大,热泵机组的COP越大,系统能效比越大。随着地下水横流流速增大,垂直顺着水流方向上温度场变化区域逐渐减小,为了减少井群占地区域,顺流模式下同类井群间距可以适当减少。     

风场和吞吐流对狭长型雁鸣湖流场的影响

基于二维非结构网格水动力模型,对实测风场和吞吐流作用下的雁鸣湖进行流场数值模拟,水位模拟结果与实测结果拟合较好,说明该模型能够反映雁鸣湖水动力变化过程。在此基础上定量研究不同风速、风向、吞吐流对雁鸣湖水动力的影响。研究表明,风对湖泊流场的变化起主导作用,其中风速是影响湖泊流速的主要因素;风向对湖泊环流的方向起主导作用;吞吐流是调节水环境的主要手段,对整体湖流影响较小,但对于局部水域有一定的影响。因此,在常年主导风向下,适当地增加吞吐流有利于改善湖泊流场。     

黄河下游渠村引黄涵闸引水能力变化分析

采用高村水文站1969～2015年实测水文系列资料,分析高村水文断面典型年来水情况和供水保证程度;采用2002～2015年高村水文站含沙量资料,分析黄河含沙量及黄河实行调水调沙以来渠村闸高含沙量期间引水情况;根据渠村闸闸前水位-流量关系和闸前水位-引水流量关系,计算渠村闸的引水能力及过程。结果表明,错开来水偏枯的1、2月,黄河来水量一般可得到保证;调水调沙期间及后期7、8月,短期会出现高含沙量情况,需注意规避;2020规划水平年P=50%来水频率下,渠村闸引水流量为14.7×10~8 m~3,平均可引水流量为46.97m~3/s,不足设计引水能力1/2;实施闸前和引水渠道清淤及相机引水等,保障灌区用水需求。