泵站钟型出水流道水力特性试验及内流场分析

设计制作了一个钟型出水流道模型,测试了流道的水力损失,观测流道内的流态。采用雷诺平均纳维-斯托克斯方程（RANS）和标准k-ε湍流模型,运用SIMPLEC算法,对钟型出水流道内的流动进行了三维湍流数值模拟,揭示了钟型出水流道蜗壳内流场及特征断面速度分布规律。     

泵站进水流道的两种基本流态

概述开敞式流道、斜式流道、肘形流道、钟形流道、簸箕形流道以及方箱式双向流道等各种形式的泵站进水流道内水流的基本流动形态,并从流体动力学的角度,将进水流道分为单面进水和四面进水两种基本类型。     

污水泵站水泵吸水型式的选择

大中型污水泵站水泵吸水型式的合理选择和设计,直接影响流道内水头损失和流态,影响泵装置效率和泵站的造价。本文结合对上海污水治理二期工程某站吸水型式选型进行的模型试验内容,对吸水管、肘形进水流道及钟形进水流道三种吸水型式进行分析、比较,认为钟形水流道是大中型城市污水立式泵站理想的吸水型式。     

双向进出水流道模型试验研究

结合双向进、出水流道泵装置模型试验，重点对双向出水流道的过流特点以及流态进行了观测和分析。通过试验，比较了不同方案的优劣，同时提出了改善出水流道内流态的措施。该研究对同类泵站的水泵选型和流道设计有参考价值。     

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。     

轴流泵出水流道水力损失试验研究

受导叶出流环量、出水弯管二次流等因素的影响,轴流泵单孔出水流道内为复杂的螺旋流,双孔出水流道左孔流量大于右孔流量,水力损失异常。采用五孔探针准确测定流道断面水流能量,实测分析出水流道水力损失特性,探讨减阻措施。结果表明,出水流道水力损失不符合与流量平方成正比的关系。与等圆出水管相比,渐扩出水流道可以减小水力损失,提高泵装置效率10％～30％;对单孔流道,轴流泵出口环量过大,增大了水力损失, 而微小环量会使水力损失略有减小;对双孔流道,两孔流量不等,存在偏流,水力损失增大。采用微小出流环量或无出流环量后导叶,可减小出水流道水力损失,提高泵装置效率6％-11％。     

雷诺数和半径比对90°圆弧弯管流动特性的数值研究

运用FLUENT软件中的RNG k-ε模型对不同雷诺数Re和不同半径比Rc/D下90°圆弧弯管内的流体流动进行了数值模拟,分析了管内流体的速度场分布、压力场分布以及二次流现象,考察了不同雷诺数Re(1×104Re1×106)和不同半径比Rc/D(0.6Rc/D2)组合下72种工况的局部阻力系数以及局部阻力影响长度。结果表明:同一Re下,Rc/D越大,局部阻力系数ξ越小。Rc/D一定时,当Re6×105时,局部阻力系数ξ随Re的增大迅速减小;当Re≧6×105时,局部阻力系数ξ随Re的变化很小,几乎趋于不变值。同一Re下,Rc/D越大,局部阻力影响长度越短。局部阻力影响长度随Re的增大先减小后趋于定值,且Rc/D越小,局部阻力影响长度越延后趋于定值。     

肘形进水流道优化设计与数值计算

为了提高泵站进水流道的设计水平,对应用最为广泛的肘形进水流道的型线进行了数学建模,并采用高级程序设计语言Visual Basic对工程图形处理软件AutoCAD进行二次开发,形成基于流道设计参数的优化设计软件,能够快速进行流道型线的绘制,并能使流道的型线自动符合流速渐变的原则.同时结合三维紊流数值模拟技术和流道的模型试验对流道的水力性能进行检验.通过工程实例说明,该流道设计方法快速、可靠,所设计的肘形进水流道具有出口流态较好、水力损失较小的优点.     

负压条件下管件的阻力系数

本文介绍了在负压条件下,以某些多原子重气体如六氟化铀（UF{sub]6）为介质测定管件阻力系数的原理。扼要分析了所采用实验装置的合理性和可靠性。用UF{sub]6、C{sub]7F{sub]14、N{sub]2三种介质作过数百次实验,得到了十七种管件的阻力系数。列举出各种管件的阻力系数值,直管摩擦系数、局部阻力系数与雷诺数的关系曲线和几个经验公式,这些皆可供工程实用。实验结果表明：在本文所述条件下要准确地测定阻力系数,应该考气体的可压缩性;组合管件的阻力系数可视为组成组合管件的各个管件阻力系数之和;介质不同,阻力系数值也不同。有趣的是这些结论与国内外一些作者的论述相比是不同的。     

水纵向流过有限棒束流道的湍流流速分布

我们在一低压卧式水力回路上进行了正方形外壳（65×65毫米）的有限棒束流道（流态已达稳定时）的湍流流速分布试验。测量了S/d＝1.63的有限棒束中心的中央单元流道的局部流速分布线。流道有正方形和正三角形排列的二种。试验结果与笛斯勒－泰勒方法的计算进行了比较。还测量了三种正方形排列的有限棒束流道（S/d＝1.28,1.33,1.63;S'＝3.1,1.6,3.6毫米）各中央单元流道中心处的速度以及最边棒壁和盒壁间的速度。测量局部流速都采用了不锈钢注射制成的外径等于0.5毫米（内径为0.25毫米）的毕托管。     

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。     

大型水泵出水流道优化水力设计

研究大型水泵出水流道扩散角、断面形状和中心线走向对水力损失的影响,提出当量扩散角概念,以包括沿程摩阻水力损失、扩散水力损失和出口水力损失在内的总水力损失最小为目标,对出水流道扩散角和断面形状进行优化,提出流道中心线走向优化的原则。研究结果表明,在进、出口断面位置一定的情况下,出水流道存在最优扩散角,使总水力损失最小。试验证明,由于水泵出水弯管的作用,出水流道实际开始脱流的扩散角小于理论计算的最优扩散角;采用优化渐变扩散角,可使水力损失进一步减小;矩形流道断面以正方形为最优,且存在最优角圆,使单位长流道沿程水力损失最小。成果对减小出水流道水力损失,实现泵装置优化设计,提高泵装置效率有重大意义。     

差压式流量测试在大型贯流泵装置上的应用研究

大型贯流泵的瞬态流量测试是泵系统状态参数测试中最困难的问题之一.贯流泵的进水流道具有良好的流态,为了实现对大型贯流泵的流量进行监控,利用差压测量理论,并用计算流体动力学(CFD)软件对贯流泵的进水流道进行数值模拟,对差压式流量测试在贯流泵的进水流道进行了探讨,找出了合理的用于布置差压传感器的可行位置点.同时利用对贯流泵...     

BTA深孔钻内流道排屑机理数值仿真研究

深孔加工在工件内壁与BTA深孔钻具形成内部封闭、流道狭窄的空间,排屑问题成为高效深孔加工的难点之一。深孔加工排屑问题关键在于研究BTA深孔钻具内流道的流体的压力损失情况。利用Fluent软件对BTA深孔钻复杂的内部流场进行了数值模拟仿真,得出了BTA深孔钻在压力损失、局部阻力、大漩涡与中小漩涡分布等的综合分布规律。创新性的提出了BTA深孔钻的局部阻力系数ξ值,为优化BTA深孔钻排屑结构、解决深孔钻有限空间内高效排屑问题难提供新方法。     

变位齿轮Смещенные передачи(九)

7变位齿轮的类型: 变位齿轮的特性是完全决定变位系数ξ1和ξ2的值。因此,根据ξ1和ξ2的不同与其和ξc的大小可分为以下四种类型。 (1)零一齿轮( 0一齿轮):ξ1= 0,ξ2= 0、ξc=0 普通标准齿轮就是零一齿轮。由(26)(27)式可知,u=a0且λ=0而齿数小於Zmin的齿轮都有腹切,只要Z2>Z1>Zmin,则这一对齿轮就能够正确地啮合。特别需要互换性时,使用零一齿轮,但是因受规格上指定的模数m0的限制,中心距离A0不能够是连续的。 为了明了这种齿轮的啮合性能,以 Z1= 18及 Z2= 18～∞的所有齿轮偶为例,画其Si、 ε、 ξ和η等曲线,如图(44)所示。转动比i…     

铸态耐热球墨铸铁排气歧管的研发

本文根据柴油发动机排气歧管工作温度提高到600～750℃的工作条件,论述了影响排气歧管耐热性、抗裂性的主要因素,在壳型背九铸造工艺生产条件下,研究开发出铸态耐热铁素体基体球墨铸铁排气歧管。生产试验表明：排气歧管铸件采用WSi=3．8％～4．2％、WMo=0．6％～0．8％的化学成分,生产出铸态铁素体≥90％的排气管铸件,能够满足600～750℃、1000h耐久试验工作条件。     

太阳轮热处理工艺探讨

太阳轮（见图1）,材料为8620RH,主要化学成分为：Wc=0．18％～0．23％、WM。=0．7％～0．9％、WNi=0．4％～0．7％、Wcr=0．4％～0．6％、     

圆角方形断面气动特性试验

通过刚性测压模型风洞试验,在均匀流场中测试了圆角率R/D=0.4的方形断面在0°～45°风向角、雷诺数Re=0.8×10~5～3.8×10~5时的气动特性。结果表明:试验雷诺数范围内,所有风向角下模型的阻力系数均值、升力系数均值、升力系数脉动值及斯特罗哈数基本上都受到雷诺数的影响。与其他风向角相比,0°～17.5°风向角时,阻力系数均值和升力系数均值受雷诺数的影响更大; 7.5°～45°风向角时,升力系数脉动值受雷诺数的影响更大; 0°～12.5°风向角时,斯特罗哈数受雷诺数的影响更大。     

基于正交试验的等弦波形管热工性能分析

基于模拟正交试验法并通过Fluent软件分析,开发出新型等弦波形强化换热管（D＝10 mm, L＝45 mm,R＝50 mm）,分析得出了较大的法向分速度冲刷壁面是影响其对流换热的主要因素;利用场协同理论分析了等弦波形管的强化换热原理,计算出协同角,通过与直管对比发现,协同角有明显减小,局部达10°以上;最后从泵功耗指标出发,计算得出与直管相比,换热效率提高47．6％,验证了新型等弦波形强化换热管具有较优越的热工性能。     

钟形进水流道吸水室的后壁距研究

基于标准的k-ε双方程紊流模型,采用SIMPLEC算法,在贴体坐标系下,通过求解三维雷诺平均的Navier-Stokes方程,对半圆形和蜗形两种钟形进水流道吸水室内部流动进行了大量数值模拟,并在流场数值模拟的基础上对这两种吸水室的后壁距进行了研究,给出了具有较好流场以及出口流速均匀度的后壁距范围和最优值:半圆形吸水室后壁距XT=(0.8～1.2)D0,蜗形吸水室后壁距XT≤1.3D0,最优值均为最大值.