混输泵动静叶间距对混输泵性能的影响

以自主研制的第3代YQH-100气液混输泵为研究对象,利用FLUENT软件中的多体坐标系、标准κ-ε模型、Mixture模型及SIMPLE算法,对混输泵动静叶间距分别为0.05D,0.075D,0.1D,气体体积含气率(％)分别为0,10,20,30,40,50,60,70,80,90的工况下进行三维流场数值模拟,并绘...     

基于CFD的轴流式油气混输泵动叶优化设计

为研究翼型前缘半径对轴流式油气混输泵动叶性能的影响机制,基于RNG k-ε湍流模型及SIMPLEC算法对不同翼型前缘半径的动叶模型进行数值分析,分析不同模型流场中的压力、速度、气相分布规律。数值计算结果表明:增大翼型前缘半径有助于提高动叶增压能力,同时能有效减小动叶出口附近的二次流损失并抑制轮毂侧气体滞留和流道内的气液分离现象;当含气率(GVF)为0.2时,在设计工况(Q=100 m3/h)下,优化后的模型M4较原模型压缩级效率提高了3.45%;在小流量工况(Q=60 m3/h)下,优化后的模型M4较原模型压缩级效率提高了1.47%,说明将翼型前缘半径增大到最大厚度的40%时,能够有效降低能量损失,提高压缩级性能。     

离心泵气液混输瞬态过渡过程水力特性研究

为研究离心泵进口管路因漏气而出现气液混输瞬态过渡过程的水力特性,采用Pro/E软件完成离心泵内部流道三维造型,利用雷诺时均N-S方程和RNG k-ε两方程及SIMPLEC算法,应用计算流体力学软件CFX对离心泵叶轮流道内的气液混输过渡过程的汽液两相湍流进行值模拟计算,并与试验结果进行对比.结果表明:离心泵发生含气量连续增大的气液混输过渡过程时,在离心力和惯性力共同作用下,叶轮进口的气泡相偏向叶片压力面的运动;叶轮流道内的气泡相的气体体积分数Cvol从零逐渐增加到一定值后急剧增加到最大值,缓慢下降到一定值保持不变;叶轮内部和出口处压力变化规律是先逐渐下降一定值后开始出现大幅度压力波动,而速度变化规律是逐渐变大到一定值后开始剧烈震荡.     

径向间隙结构对油气混输泵性能的影响

以自主研发的YQH-100油气混输泵为研究对象, 采用Mixture混合模型和k-ε标准湍流模型, 通过在动叶片叶顶处加不同“裙边”形成的3种结构形式, 分别在含气率为0、0.1、0.3、0.5、0.7工况下进行数值模拟, 得出3种不同“裙边”结构下油气混输泵的性能曲线。从曲线中可以得知:第2种方案(“裙边”加在叶片背面)下油气混输泵的性能优于其他2种方案, 且该方案下油气混输泵的扬程和效率较原模型分别提高了1.92 m和0.34百分点, 也使得气体分布更加均匀, 因此该研究可为油气混输泵径向间隙结构的设计提供一定的参考。     

考虑叶顶间隙的螺旋轴流式混输泵主流道内空化特性

为揭示叶顶间隙对螺旋轴流式混输泵主流道内空化特性的影响,基于Rayleigh-Plesset方程的Zwart-Gerber-Belamri空化模型,采用SST k-ω湍流模型在不同空化阶段下对螺旋轴流式混输泵主流道内的空化特性进行研究,通过考虑叶顶间隙更为精准地揭示螺旋轴流式混输泵主流道的空化情况。结果表明:在叶顶处,除了流道内出现低压区和空泡外,在叶片吸力面表面也出现低压区和空泡分布;在临界空化阶段,叶轮进口以及叶片进口叶顶间隙处存在微弱的空泡分布;随着空化的发展,到断裂空化阶段,空泡分布区域由叶片压力面移动到叶片吸力面,说明叶顶间隙对混输泵主流道内的空化性能产生较大的影响。本文的研究结果可为螺旋轴流式混输泵空化性能的改善提供工程参考。     

叶片倾斜角对油气混输泵性能的影响

以自主研发的YQH-100型三级轴流式油气混输泵为研究对象,基于Mixture模型的两相流理论,改变叶片倾斜角,在含气率(GVF)分别为0、10%、30%、50%和70%情况下,通过计算流体力学的分析方法对油气混输泵内部流动进行数值模拟,研究叶轮内部气相及压力分布情况,并对其外特性曲线进行分析。研究结果显示:在纯水工况下,叶片倾斜对扬程的影响较大,原模型M4的扬程较最差方案M1(叶片倾斜-10°)高8m;方案M3(叶片倾斜-4°)的扬程较原模型低1.4m,效率较原模型高0.14个百分点;在小流量工况下,原模型的效率较高;在不同含气率工况下,方案M3(叶片倾斜-4°)的增压比原模型低14kPa,效率较原模型高0.22个百分点;叶片适当倾斜一定的角度,可有效减小气团在叶片工作面轮毂侧的聚集面积,使混输泵内部气液两相均匀混合,提高混输泵效率;轴流式油气混输泵的最佳叶片倾斜角范围为-4°~0°。本研究可为油气混输泵的设计及水力优化提供参考依据。     

油气混输泵叶片参数匹配的优化

在现代石油开采领域多相混输技术已经成为一种新的趋势.多相泵是此技术中的主要设备,其设计方法主要结合轴流泵及压缩机的设计理论.本文在原YQH-100型油气混输泵的叶轮基础上,改变叶片数优化叶轮,并在Fluent中对流场进行模拟,结果证明:叶片数为4时,动叶轮性能较佳,为以后设计提供有益的参考.     

半锥角与螺旋轴流式混输泵性能间关联性研究

以自主研发的YQH-100螺旋轴流式油气混输泵的单一压缩级为研究对象,采用Mixture混合模型和标准k-ε湍流模型,对混输泵动、静叶轮毂半锥角为4.08°至12°的9种方案,在含气率为0、10%、30%、50%、70%的5种工况下进行数值模拟,因模拟结果相近,本文选取混输泵轮毂半锥角为4.08°、6°、8°、10°、12°的5种方案下的模拟结果进行阐述。结果表明:随着轮毂半锥角的增加,动叶扬程先降低后升高,静叶水力损失不断增大,混输泵扬程呈现先下降后升高再下降的过程,轴功率逐渐下降,效率逐渐升高; 不同轮毂半锥角的混输泵在各含气率下,扬程最大差值平均为3.04 m,效率最大差值平均为7.24%;半锥角增大动叶出口回流量减少,动叶内气相分布更加均匀,静叶流道内旋涡增多。     

小流量高扬程离心旋涡泵气液混输扬程的分析

根据一维控制体模型，在合理假设的基础上，应用欧拉公式建立了小流量高扬程离心旋涡泵气液混输扬程的计算方法，将计算扬程与气液混输试验的实际扬程进行了对比分析。结果表明：随着含气量的增大，泵的计算扬程值与试验值总体变化趋势均减小，且两者符合情况较好；含气量越大，气液混输的水力效率越低。该分析为建立较完善的计算气液混输旋涡泵扬程的方法提供了理论基础。     

油气混输多项泵进口流动计算

作为多项混输技术广泛应用于陆上油田和近海油田的开采和储运。多向混输系统与目前广泛采用的气液两相独立输送系统相比,其显著的优点在于排量大,增压快、结构简单、维护方便等优点。本工作重点将集中在多相泵的进口流量计算这一既富有实际工程应用价值的课题,主要研究多相泵进口流动计算。     

基于正交试验方法的相邻电容传感器优化设计

基于正交试验方法,针对极板面积固定与极板面积不固定的双极板相邻电容传感器分别进行了参数设计实验,并分析各参数对传感器信号强度的影响.引入正交试验设计方法提高实验效率达33%,并能有效分析各设计参数对传感器信号强度影响的主次性.实验结果表明:相邻电容传感器设计参数对极板面积固定的传感器性能影响权重由高到低为间距宽度比、极板长宽比、激励频率;极板面积不固定的传感器影响权重依次为极板间距、极板长度、极板宽度、激励频率.利用COMSOL进行数值仿真,与实验测量结果吻合.     

基于性能预测的主油泵优化设计

主油泵是汽轮机组的供油系统中重要设备之一。对这类主油泵研制若采用传统以模型试验为主的研究开发过程,不仅成本高和周期长,而且对其流体动力性能的优化并不十分有效。本文介绍采用以全流道三维粘性流场数值模拟为基础进行性能预测的优化设计方法,通过数值试验取代传统模型试验来实现主油泵的优化设计技术。通过对引进的600MW汽轮机组配套的主油泵进行全流道三维流场数值模拟及性能预测,并与试验结果进行对比分析,验证了基于多工况流场数值模拟的性能预测技术的可靠性。结合国内大型汽轮机组配套的主油泵优化和自主创新工程需要,以某300MW汽轮机组配套的主油泵改造为具体对象进行优化设计,使其性能得到了很大的提高,进一步证明文中提出方法的可行性和可靠性。     

基于正交实验的壅塞空化器数值试验

影响空化强度的因素较多,如空化器结构形状与参数的不同组合,系统水力参数的不同组合,以及它们之间的相互匹配等。基于正交试验的方法,利用Fluent软件对不同结构参数和水力参数的壅塞空化器进行数值模拟试验,建立在不同参数组合下以壅塞空化器内空隙率和背压力为特征的正交试验评价指标,研究各因素对壅塞空化器空化强度的影响程度。结果表明:影响空化强度的因素从大到小依次是流量Q、背压Pb、入口锥角、壅塞管直径d和长度L,最优壅塞空化的参数组合是流量为2.0 m3/h、背压为70 k Pa、入口锥角为35°、壅塞管直径为10 mm和长度为50 mm。     

基于正交试验设计的节能灯自动化生产线车轨系统的优化设计与仿真

运用正交试验设计的方法,研究全螺旋型节能灯自动化生产线车轨系统的结构尺寸参数对其技术性能的影响．在试验范围内,确定车轨系统结构参数的最优化组合．在此基础上,根据实际工况设计车轨系统的结构参数并利用仿真分析软件ADAMS得到车轨系统的运动学和力学性能曲线,完成车轨系统虚拟样机的优化设计与仿真分析．     

基于试验设计近似模型优化方法及其在离心泵上的应用

针对许多已有的优化方法中存在着一些无法克服的缺陷,本文提出了基于试验设计的近似模型优化方法:该优化方法以实验设计为指导结合目标函数评估手段获得样本数据点集合,在此基础上运用近似模型拟合技术建立自变量与响应值之间的近似模型;然后利用数值优化方法求取该优化模型的最优解,即为所求问题的最优解。本文应用这一优化方法对一离心泵叶轮进行了优化设计,优化结果表明这种新的优化方法具有高效和精确的优点。     

结构参数对Z型管内油气水多相流影响计算研究

管道中的局部构件可以起到改变流体速度和方向的作用,但同时受到流体的巨大的压力和冲击。通过CFD软件模拟了介质为油气水多相流的组合,管道模型为2个改变流体方向的局部构件加立管的Z型组合管道,分析了局部构件在不同弯折角度下,不同的立管长度和流体以不同的初始速度进入Z型管管壁压力的变化以及不同立管长度下的流型图,结果表明,弯管角度增大,弯管外径壁面受到流体撞击的压力减小,作用面面积增大。增加立管长度后,经过弯头的外径壁面压力值降低。且在管中易形成不易被排出管道的断塞流;增大流体入口速度,一定程度会使弯管外壁压力增大明显,在较大速度时增大流体速度,外壁压力变化不明显。     

基于正交设计的FM法压实疏松结构的FEM模拟优化

以DEFORM．3D中多孔材料作为疏松材料模型,模拟了FM法拔长大锻件主变形阶段,通过四因素三水平的正交设计,分析了温度、压下率、砧宽比、摩擦因子四个因素对疏松结构的致密化过程的影响,确定了各因素对致密化影响的主次因素依次为：压下率、温度、摩擦因子、砧宽比。     

基于VB的正交试验设计的软件开发及应用

利用VB平台,开发了可以设计任意因素个数和水平个数下的正交试验设计软件。该软件同时还实现了对试验结果的数据分析。通过实例验证了该软件的准确性及优越性。该软件容量小,操作界面简单明了,使用方便,具有较高的应用价值。     

基于多相正交序列的完全互补码的综述

近年来，CDMA通信系统中地址码容量过小的问题愈发突出，而多相序列的提出为这个问题的解决开辟了一条新途径，这是因为由多相正交序列组成的完全互补码可以很好地满足最佳地址码的要求．本文在多相序列的基础上概述了完全互补码的发展与现状，给出了构造方法，并分析了目前在研究中存在的不足，最后指出了近几年的研究成果和未来研究的主要发展方向。