小流量工况下低比转速离心泵内部流场的数值分析

针对小流量工况下低比转速离心泵内部流动特性问题,通过运用计算流体力学软件FLUENT,并采用RNG k-ε湍流模型和SIMPLE算法,对离心泵内部流场进行了数值模拟。采用3种不同网格数对离心泵模型进行了网格无关性分析以验证提高数值计算的准确性。沿进水管道至其进口端设置了监测点,分析了周向速度和轴向速度,得出了不同工况下发生回流的位置,分析比较了4种流量工况下离心泵内部的流场分布。结果表明:0.7Qd工况下,进水管道和叶轮流道中的流线均比较平滑,离心泵内部流动比较稳定。0.6Qd工况下,叶轮进口和叶轮流道开始产生了漩涡。随着流量的进一步降低,叶轮进口回流强度增大,叶轮流道中的漩涡逐渐向其相邻流道中扩展,离心泵内部的流态十分紊乱。     

大型青储收获机抛料装置流道数值模拟与研究

针对大型青储收获机抛料系统装置内部流场流动特性问题,应用流体动力学计算软件Fluent,采用RNGk-ε湍流模型和SIMPLE算法,对抛料系统内部流场开展了数值模拟分析。通过对比四种工况下,切碎辊子和加速器转速对流道内介质流动状态的影响,获得了全流道速度分布特性;并在切碎辊子速度不变,以五种不同加速器转速对抛送速度进行了分析,获得了相应的关系曲线。结果表明,流道中介质的运动速度随着切碎辊子和加速器转速增加而上升;固定切碎辊子转速,介质运动速度与加速器转动速度之间几乎呈线性关系;分析流场流线后找出了出现紊流的部位,提出通过使流道光滑平顺能够有效改善内部流动状态。重点分析抛料系统中旋转部件转速度对抛送介质在流道中运动速度的影响特性,为在实际作业中合理确定抛料系统工作状态提供了参考依据,并为抛料系统流道的优化设计、震动和噪音的减小提供了理论支持。     

挖泥泵数值仿真与实测比较

通过求解包括进水管、叶轮、泵体等过流部件在内的水泵流道内的三维稳定雷诺平均Navier-Stokes方程,获得水泵内部的流场分布特征。对计算结果与实测结果进行了对比。表明计算所得流量-扬程曲线与实测值吻合良好;流量．效率曲线在小流量相差较大,在大流量吻合得较好。虽然在部分运行工况模拟计算不是很准确,但计算的各工况压力、速度分布以及整个流道的其它流动特性,对分析挖泥泵的各种流动问题很有帮助。     

调速型液力偶合器制动工况流场分析

基于三维多相流动理论和计算流体动力学(CFD),对调速型液力偶合器制动工况下的非稳态两相流动进行数值模拟。结果表明:泵轮流道的压力分布较规律,沿径向成比例逐渐增大,而涡轮流道的内部流动则较复杂;涡轮吸力面出现了小范围的不规则流动现象;中间轴面的速度分布较复杂,涡轮速度小于泵轮速度;Interface中部的低速区出现降低偶合器效率的二次流。对调速型液力偶合器制动工况进行流场分析,揭示其泵轮和涡轮的流场流动规律和特性,有助于指导液力偶合器的设计,提高偶合器的性能。     

迷宫-对冲组合式最小流量阀流道设计研究

电站给水泵最小流量阀长期处于高温、高压等恶劣工况环境下工作，阀内极易出现空化汽蚀、冲刷泄漏等问题，将会影响阀门的使用寿命。为了提高阀门的降压和控速能力，本文基于迷宫式最小流量阀的流动特点，提出了一种新型盘片结构，利用数值模拟方法对迷宫式、对冲式和迷宫-对冲组合式流道结构的流动特性进行研究，得到了三种流道内部压力和速度的分布情况。结果表明：在相同条件下，迷宫式流道结构有利于降压，但出口流速大，对冲式流道结构有利于控速，新型迷宫-对冲流道既能保证降压又能控制速度。     

多级泵内部流场的三维数值模拟及性能预测

利用CFD软件Fluent对多级导叶式清水离心泵的内部流场进行了数值模拟,得出了叶轮及导叶内部流道的速度和压力分布规律,并发现了叶轮进口回流,出口的二次流动特征等叶轮内部流动的细节,导叶出口区产生了一个低压区等流动特征。然后根据自编计算软件利用计算得到的速度场数据计算出泵的扬程、功率、效率和流量之间的关系曲线,并与试验数据进行了比较。结果表明:在设计工况附近,预测值与试验值吻合较好,在其它工况点,特别是小流量工况点,误差较大。     

迷宫式调节阀流量特性的数值模拟

为了研究迷宫式调节阀的流量特性,利用CFD方法对其内部流场进行了模拟,得到流场中压力和速度分布,计算流量系数并得到流量特性。模拟试验结果表明迷宫流道结构能达到均匀降压,调节阀流量特性为线性,符合预期目标。     

离心泵内部空化流动的定常数值模拟及性能预测

为了研究离心泵内部的空化流动,利用fluent软件中的空蚀模型及混合流体两相流模型,对离心泵的三维湍流空蚀流场进行定常数值模拟,根据模拟计算结果显示的液相和空泡相流动特征,预测了离心泵在设计工况下运行时流道内空化发生的位置和程度;通过分析空蚀发生过程中叶片上的压力分布,揭示出离心泵流道内部流场的内在特性,最后对泵的性能进行了预测,说明数值模拟可以为离心泵在特定工况下运行时的空化性能预测提供依据。     

离心泵叶轮内流场PIV研究

在不干扰流场的情况下，利用PIV流场测试系统对离心泵内部流场进行高精度测量。通过对离心泵设计工况和大、小流量工况下叶轮内部流场测试，获得了流道中相对速度分布图。对三种工况下叶轮内的相对流动及绝对流动进行了分析，讨论了相对速度在叶轮内的变化规律，验证了轴向旋涡的产生位置，为泵的水力设计提供了依据，实验结果令人满意。     

高压差迷宫式调节阀流道设计研究

为提高调节阀在高压差工况下的降压控速能力,以迷宫式结构的调节阀为主要研究对象,根据流体力学理论和多级降压原理,对分流式和对冲式两种流道结构的迷宫调节阀进行数值模拟,获得了两种流道内部压力和速度的分布信息,并绘制成压力及速度变化的对比曲线。分析结果表明:在相同工况下,分流式流道更利于降压,而对冲式流道控速效果更加明显。通过分析这两种流道的结构特点,改进设计出一种新型流道,此结构能全面兼顾降压和控速的性能。