离心萃取器混合区内气-液两相流的CFD模拟

由于离心萃取器的结构和流体流动较复杂,采用传统的实验难以准确获得其混合区内流场分布特性,为此,采用雷诺应力模型和自由表面模型开展了70?mm离心萃取器混合区内气-液两相流的CFD模拟研究.模拟结果表明:混合区轴向截面上气-液两相分布为气体在环隙上部,而液体在环隙下部,且两相之间存在自由液面;随转速增大,环隙内自由液面高...     

不同含气率下球阀内部流动特性试验及其数值模拟

为研究不同含气率对油气混输泵泵阀内部流场的影响,运用CFD软件对油气混输泵球阀内部气液两相分布、速度场及进出口压差进行了模拟仿真。同时对球阀进行试验研究,测量出球阀进出口的压力值,以验证模拟结果的准确性。试验表明:模拟值与试验值数据误差不超过15%,模拟较为准确。在相同的开启高度、进出口流量下,随着含气率的增加,球阀内流体的压差降低幅度高达90%以上,且其降低较均匀。与此同时,流体密度降低并没有使流量系数和阻力系数有明显的变化。观察两相云图可以发现,在阀球尾部A处产生了旋涡,旋涡随含气率的增加略微增多;突扩界面C处产生了二次回流,使得该处的气相也较多,而在阀球四周内壁,气相分布较少。同时可观察出,流体含气率对阀球间隙处速度的影响不大,但是对流动状态有一定的影响。     

基于Mixture模型的磷酸萃取搅拌器固液两相流研究

利用Mixture模型对磷酸萃取的反应过程进行了非定常的固液两相流数值模拟,发现在相同的搅拌周期内,折叶型搅拌器使固相物（磷石膏）均匀分布于浓磷酸中的能力要强于圆盘涡轮式搅拌器,即折叶型搅拌器用于磷酸萃取过程中效率高于圆盘涡轮式搅拌器。通过两相流CFD数值模拟的方法,对比了双层折叶式搅拌器与折叶型搅拌器在相同的时间节点上的混合搅拌效果,发现双层折叶式搅拌器在磷酸萃取过程中,效果要明显优于普通的折叶型搅拌器,且在相同的转速下,双层折叶式搅拌器相对折叶型搅拌器的功率增量在可接受范围之内。     

固液两相流离心泵的研究设计

在大量的固液两相混合流体中,很多是非均质的,并拌有部分长纤维。就现有两相流泵的结构,对抽吸含长纤维的非均质液体还很困难。本文就离心泵抽吸介质中含长纤维与高浓度液体的结构和水力设计等问题,结合作者多年来时固液两相泵的研究设计工作,提出了泵的新结构和设计方法。     

气液两相流压差信号的Lipschitz指数分析

利用小波分析理论来分析气液两相流压差波动信号的奇异性,提出一种利用小波分析的Lipschizs指数与信号的能量特征相结合的识别方法,可以识别出水平管内气液两相流的四种流型.     

定常固液两相流动边界层的数学模型

利用两相流动理论和边界层理论,分析了固液两相流动中的受力情况,以及边界层中的流动特征,对二维粘性定常不可压流体边界层中的层流运动进行了讨论,推导出了边界层的数学模型,为进一步全面研究固液两相流动流场奠定了基础。     

基于压差波动法的气液两相涡街功率谱特性分析

气液两相流体横向绕过圆柱体流动时，在圆柱体后部会产生漩涡交替脱落现象，导致圆柱体两侧压差波动，测量该压差波动信号并通过DFT变换可以得到功率谱。采用此方法对矩形通道内垂直上升气液两相绕流的涡街特性进行实验研究，实验中雷诺数范围为1．1×10^4-2．8×10^4，截面含气率范围为0～0．15。实验结果表明：在实验条件范围内，含气率d〈0．1时差压波动信号的功率谱图存在峰值，并且随着含气率的增加峰值降低，当含气率α≥0．1时，功率谱图上已经没有明显的峰值，表现为随机脉动；雷诺数对功率谱特性影响小。     

气液两相流流型压差波动的PDF特征

气液两相流的流型对其流动和传热特性有很大影响,所以如何识别流型一直是两相流研究中的重要课题.本文运用数字信号处理技术,对水平管空气-水两相流动不同流型的压差波动信号进行了分析.通过提取压差波动信号的概率密度函数(PDF)分布特征,找到了各种流型的特征,可以作为流型识别的一种方法.     

液固两相流中内螺旋胶囊机器人运行特性研究

目前国内外对肠道机器人的研究都是针对单相液体流环境,而肠液中实际存在食物残渣,肠道环境应为液固两相混合流体。采用计算流体力学方法计算了在液固两相混合流体中,内螺旋胶囊机器人轴向推进力、周向阻力矩和管道内壁所受最大压力等运行性能指标,并进行了实验验证。结果表明:在液固两相流中,机器人轴向推进力和周向阻力矩基本都随着固相颗粒尺寸和质量分数的增大而减小,而管道内壁所受最大压力随之增大;在液固两相流环境中机器人运行性能指标均低于单相液体流环境。实验证明在液体管道环境中,加入固相颗粒将降低内螺旋胶囊机器人运行性能。     

插装型液压锥阀内部流场的数值模拟及可视化分析

针对液压技术中广泛应用的插装型锥阀，依照实际所用阀的结构和参数，分别对简化为轴对称的二维流场模型和不经过任何简化和近似处理的三维面对称流场模型两种情况，应用CFD分析软件nuent，进行了仿真计算和可视化研究，给出了锥阀阀腔内的速度场、压力场和流线图。对比分析表明，采用基于三维流场的可视化分析，可更清楚全面地反映锥阀内部的复杂流动情况，为从机理上分析锥阀内部流畅和能量损失及流道结构的优化设计提供了更充分的理论依据。     

线性液动压抛光加工的流体动压特性研究

基于流体动压润滑原理提出了线性液动压抛光加工方法。借助计算流体力学数值模拟,研究了抛光辊子结构和加工工艺参数对液动压力大小及分布均匀性的作用规律。结果表明：具有矩形微结构的抛光辊子可以在工件表面产生均匀的液动压力;更大直径的抛光辊子、更高的转速和更小的抛光间隙都可以获得更大的流体动压力,但同时也会使液动压力分布均匀性变差。搭建实验平台并进行抛光实验,线性液动压抛光加工后,K9玻璃表面粗糙度Ra值从45.41 nm降低到0.91 nm。     

不同开度下球阀管路流场的仿真分析

为研究球阀在不同开度下对管路流场的影响,针对某管路球阀,依据k-ε二方程标准湍流模型,利用ANSYS自带的前处理模块Design Modeler和Meshing建立了球阀管路的二维仿真模型并进行了网格划分。设置不同阀门开度,在FLUENT中进行数值模拟,分析了不同阀芯开度下的阀门内部流场。研究发现阀门开度较小时,阀门内部会产生较大速度梯度和压力梯度,部分位置速度、压力值高于初始值数十倍,其内部和下游管路漩涡较强;随着阀门开度的逐渐增大,节流效应减弱,阀门内部和下游管路漩涡逐渐减小直至消失,速度和压力也逐步趋于平稳。     

某双阀芯电液比例多路阀主阀进口节流流场及阀口压降特性研究

以某系列双阀芯电液比例多路阀为研究对象,采用CFD流场仿真技术和PIV可视化测速技术对不同阀口开度和流量下的主阀沿进口流道、节流口、阀腔的流场进行了流体仿真和试验可视化研究。应用Fluent软件仿真研究了主阀进口节流流场分布并得出阀口压降特性;采用PIV试验研究的手段对流场分析结果加以验证,应用2D-PIV技术获得主阀腔内部一个截面上的流场分布,并通过相似理论计算得出阀口压降特性。CFD流场仿真和PIV试验结果表明：该双阀芯电液比例多路阀主阀出油环形腔内会形成较大旋涡,且阀口开度和流量对主阀进口节流内部流场结构和阀口压降特性有重要的影响。研究结果对定性分析双阀芯电液比例多路阀主阀内能量损失和噪声、主阀的结构和流道的设计以及优化具有重要实际意义,为CFD技术和PIV技术在双阀芯多路阀领域的应用研究提供了参考。     

三级同心液压溢流阀噪声特性的CFD分析

为了改善广泛应用的三级同心溢流阀的噪声特性,按照实际阀的结构和参数,建立了锥形主阀内部流场的三维模型,应用计算流体动力学计算软件Fluent,对三级同心溢流阀模型的多种工况进行了仿真计算和可视化研究,给出了锥阀阀腔内的速度场、压力场分布图.在可视化分析的基础上对阀芯的结构做了改进,对比了3种结构不同阀的内部流场特性.结果表明,改进结构后流场中漩涡区的分布减小,最低压力得到提高,降低了气蚀和噪声发生的可能性.此研究工作为流道结构的优化设计提供了理论依据.     

基于计算流体动力学解析的液压锥阀噪声评价

结合试验结果和计算流体动力学的解析结果，研究液压锥阀的噪声评价方法。对Oshima和Ichikawa试验所用的液压锥阀进行计算流体动力学解析，得到流入和流出两种工况下，对应不同的锥面夹角时阀座上的压力分布和速度分布。
对压力和速度进行积分加权分析，结合前人试验所得液压锥阀噪声特性，找到一种基于压力分布和漩涡脱离回流的液压锥阀噪声特性评价方法。应用该方法对实际液压锥阀进行噪声评价，评价结果与试验结果一致，证明了该方法的可行性。     

多级降压调节阀流激振动特性分析

分析某管路系统多级降压调节阀的流激振动问题,仿真得到调节阀小开度、中等开度、全开3种工况下压力、速度、漩涡速度云图、压力脉动时域与频域特性曲线及流激振动频率范围.利用热流固耦合模态分析得到调节阀固有频率.将流激振动主频与固有频率相对比,验证调节阀工作可靠性.分析得出:随着开度增大,各级降压效果明显,大涡逐渐形成小涡,且...     

压差减压阀在静压支承中的应用研究

该文为解决加载试验机工作时引起磨损的严重问题,提出应用静压支承的原理来减小磨损。对静压支承液压系统采用压力跟踪控制方式,保证了静压支承具有足够的油膜刚度,提高了静压支承的承载能力。用压差减压阀在静压支承实现压力跟踪供油控制在国内尚属首次,虽然尚不成熟,但在此方面的探索是十分有益的,它可以为工业生产带来可观的经济效益。     

Design and analysis of a new high frequency double-servo direct drive rotary valve

Researchers have investigated direct drive valve for many years to solve problems, such as fluid force imbalance and switching frequency. The structure of the rotary valve has received considerable research interest because of its favorable dynamic properties and simple structure. This paper studied the high frequency double-servo direct drive rotary valve (DDRV), and proposed a novel structure and drive method satisfying high reversing frequency and adequate quantity of flow. Servo motors are integrated into the valve by the innovative structure, which is designed to equilibrate the unbalanced radial fluid force with the symmetric distributed oil ports. Aside from the fast reversing function of the valve, the DDRV presented high performance in linearity of the flow quantity and valve opening as a result of the fan-shaped flow ports. In addition, a computational fluid dynamics (CFD) method based on Fluent was conducted to verify the flux regulation effect of the height change of the adjustable boss.     

液压调速阀流场分析

建立液压调速阀动力学模型和内部流道三维模型,利用计算流体动力学(CFD)分析调速阀流场,取得了液压调速阀稳态时内部压力场、速度场的分布规律以及阀体壁面粗糙度对其的影响规律。分析结果表明:出口可变节流孔处压力损失较大,且油液以喷射流形式流出,阀口需采用抗冲刷及高强度材料;阀体壁面粗糙度对压力损失有影响。计算结果与实验结果一致。