介质黏度对旋涡泵内流场及外特性的影响机理分析

为分析介质黏度对旋涡泵不同工况下的内流场及外特性的影响，由数值模拟方法分别对不同介质黏度和不同流量工况下的旋涡泵内流场结构及其外特性进行对比分析。分析结果表明：叶轮及侧流道内流动沿叶轮旋转方向从泵的进口至出口逐渐趋于稳定，各纵向截面上存在明显的纵向旋涡和径向旋涡，随着流量的增大，叶轮及侧流道内的纵向旋涡及径向旋涡强度逐渐减弱，叶轮做功能力逐渐降低，泵的扬程逐渐下降，叶轮内湍动能耗散及叶轮内的涡量分布均随着流量的增大而减小。随着介质黏度的增大，各纵向截面上的纵向旋涡和径向旋涡强度均逐渐减弱，旋涡泵内湍动能耗散随粘性的变化更为显著，其随着介质黏度的增加而显著增大。在各流量工况下，旋涡泵的扬程及效率均随着介质黏度的增加呈下降趋势；在小流量时，扬程及效率随黏度的增大而下降的趋势较为平缓，但在大流量工况时，扬程及效率随着黏度的增大而急剧下降。     

小流量高扬程离心旋涡泵的设计与试验研究

采用加大流量法对小流量高扬程离心旋涡泵进行了水力设计,并对自行研制的HTB-5/60型离心旋涡泵进行了与开式旋涡叶轮、复合离心叶轮及诱导轮有关的性能试验及汽蚀试验.试验研究表明:设计的诱导轮大大提高了泵的汽蚀性能,样泵的各项性能均可达到设计要求,复合离心叶轮与开式旋涡叶轮串联离心旋涡泵的理论设计是可行的.     

旋涡泵内纵向旋涡影响机理分析

为进一步研究旋涡泵内部流场特点,阐述旋涡内纵向旋涡对旋涡泵外特性的影响机理,本文通过试验测得某旋涡泵的流量-扬程特性曲线,并与数值计算结果相对比,验证SST k-ω湍流模型应用于旋涡泵数值计算中的准确性;通过分析6个轴向截面和15个周向截面的流场特征,研究纵向旋涡的形成和消失与压力速度变化的联系。结果表明:旋涡泵内可分为进口区、加速区、线性区、减速区、出口区和隔舌区;旋涡泵叶轮与流道的动量交换不仅仅发生在叶根和叶尖区域;线性区内纵向旋涡周期性的产生与消失使流体压力升高了总压升的85.7%;出口区和隔舌区内纵向旋涡的消失使进口区压力突降了35%,隔舌区速度突降了60%。     

旋涡风机内部流动的边界元解法

在旋涡风机内部流动分析的基础上，建立了计算叶轮内部流场的数学模型，并用边界元素法对模型进行了数值模拟，计算结果与理论分析基本一致。这表明该模型可以满意地描述旋涡风机内部流动。     

旋涡气流场的形成与分析

旋涡气流光整加工是以旋涡气流为载体，带动磨粒紧贴工件内孔表面作高速、强劲的“龙卷风”式的螺旋运动，实现内孔表面的光整加工。这种新工艺的关键技术是如何形成旋涡气流及研究气流速度和压力对加工效果的影响关系。为此，应用流体力学理论分析形成旋涡气流场的条件，研制了模拟实验用的旋涡头，研究气流速度和压力沿径向的分布规律，建立了相关的数学模型，为进一步研究和应用提供了理论依据。     

旋进旋涡流量计旋涡进动效应的数值模拟研究

使用数值计算的方法建立了旋进旋涡流量计旋涡进动效应数值模拟数学模型，应用FLUENT软件分析了旋涡进动效应流场演变情况，并通过与实验结果的对比分析了数值模拟结果，讨论了仿真误差产生的原因。     

基于ANSYS CFX旋涡泵的数值模拟

旋涡泵内部流动比较复杂,为了更好的约束旋涡泵内部流体的运动,提高旋涡泵的效率,文中设计了5种不同形状的叶轮,通过ANSYSCFX对流动区域进行网格划分,采用基于雷诺时均方程的RNG k-ε湍流模型对不同叶片形状的旋涡泵内部流场进行了数值模拟。研究分析了旋涡泵内部压力场和速度场的分布情况,提出了采用全圆弧转弯叶轮的旋涡泵效率比较高的观点,对优化旋涡泵结构有一定的参考价值。     

叶轮参数对旋涡鼓风机性能的影响

结合新产品开发，应用计算流体动力学有关理论对旋涡鼓风机的三维内部流场进行模拟，探讨了鼓风机叶轮参数对其性能的影响，并研究了这些影响的机理性问题。     

旋涡泵密封结构改造

本文分析了旋涡泵机械密封泄漏的原因。并进行了密封结构改造，论述了改为磁力旋涡的优点，提出了使用时应注意的问题。     

旋涡风机壳体在内流场作用下的动力响应

数值模拟了旋涡风机壳体在内流场作用下的动力响应。通过对燃料电池车上旋涡风机声振测试试验,数值模拟风机内部三维非定常流场,并对旋涡风机壳体进行动力响应计算。分析结果表明,旋涡风机在内流场作用下振动的激振频率与固有频率发生共振,造成风机结构振动向外辐射噪声,同时此方法能够较为准确地模拟壳体在内部流场激励下的动力响应。     

旋涡气流光整加工机理及受力的分析

从研究旋涡气流光整加工机理入手，分析了磨粒在气流场中的运动和受力情况，推导出磨粒对工件内表面正压力的公式，探讨了各种参数对正压力的影响关系。     

旋涡气泵

本文从原理，特性，设计计算等方面对旋涡气泵作实用性的探讨。     

平面涡轮叶栅内旋涡结构的试验研究

选择3种典型的平面涡轮叶栅,叶型折转角分别为68o、113o和160o,通过对其内部流场进行详细测量和流动分析,讨论叶型折转角对出口涡量分布、气流角分布以及流动损失的影响,并获得3种典型叶栅的旋涡模型。结果表明,在平面涡轮叶栅中存在着复杂的旋涡结构,而且对于不同的叶型折转角,旋涡模型也不同:随着叶型折转角的增加,流场中通道涡的强度不断增强,其位置也不断向叶片中部移动;受其影响,尾缘涡在整个流场中的地位则随着叶型折转角的增加而逐步降低。旋涡结构的变化会引起叶栅出口的气流角、密流和损失分布的明显差别,可以通过控制旋涡结构来重新组织流场。因此,认识叶栅内旋涡结构的基本特征可以为气动优化策略的选择提供依据。     

自吸式旋涡泵发展现状与分析

综述了旋涡泵的特点及应用情况;对旋涡泵国内外研究现状做了详尽、深入地分析,并进行了总结;在此基础上讨论了旋涡泵研究中急需要解决的问题,分析了旋涡泵设计及理论研究的方向,认为研制新型高性能旋涡泵,加强其设计方面的机理研究已成为我国液压泵领域亟待解决的重大问题。指出了在旋涡泵的内部流场分布、设计方法和测试技术等方面建立和完善现代设计理论方法的重要性。     

复合台阶绕流中旋涡与强化传热的关联性机理

研究了复合台阶绕流中典型旋涡和壁面传热之间的关联性机理。通过PIV实验对所用的数值模拟方法进行了验证。从瞬态和时均两方面分析了早期过渡流区域复合台阶绕流的传热特性。结果表明：从层流到早期过渡流壁面的时均传热随雷诺数呈现出非线性的增长趋势,同时台阶底面局部区域的流动传热出现了非相似性。为了理清上述传热特征的形成原因,对一个振动周期里典型旋涡的形态特征和演变规律进行了分析,发现旋涡再附着冲击角γ,近壁冲击流速Ω和旋涡流向长度Lv是影响传热的三个关键因素。一般情况下,壁面传热随着γ和Ω的增大而增大。     

离心通风机部分负荷旋涡的理论和试验研究

本文着重研究了离心式通风机内部分负荷旋涡现象。从理论和试验两个方面分析了风机部分负荷旋涡的危害、产生机理和影响因素。     

自吸式旋涡泵内流场数值模拟与试验研究

为了解自吸式旋涡泵的水力性能和内流场分布规律,利用计算流体力学数值模拟和试验方法对某自吸式旋涡泵的水力性能和内流场分布规律进行了对比研究。水力性能模拟结果显示,自吸式旋涡泵的扬程值随流量的增大近似呈线性降低,在设计工况点,其扬程的数值模拟与试验结果相对误差约为3%,在偏离设计工况点的小流量和大流量时,该相对误差值逐渐增大。通过内流场分析可知,自吸式旋涡泵的泵体流道内部流速分布较为均匀,其中隔舌流道进口处存在一个流速较大的区域。基于模拟结果,沿着泵体流道监测截面A、B、C、D、E进行了流道内部的流体静压分析,其结果显示,不同工况下,流体静压沿着泵体流道内部监测截面同样地近似呈线性增长,显示了流体在泵体内部的加压过程。该结果为自吸式旋涡泵的设计优化提供了有效参考。     

航空旋涡泵的研究现状及发展方向

介绍了航空旋涡泵的结构及工作原理,总结了该泵的优点和应用.从工作原理、结构参数对该泵性能的影响、设计理论、内部流动和实验研究等方面论述了国内航空旋涡泵的研究现状,并指出了当前国内航空旋涡泵所存在的问题及发展方向.     

光电智能旋涡流量计

本文通过光电智能旋涡流量计基本原理、主要技术特点及性能指标的简要介绍，使大家对该型流量计有一个基本的认识和了解，以便于大家选择使用。     

旋涡泵压力脉动特性的研究

旋涡泵作为低比转速泵越来越多地应用于船舶、航天航空和化工等领域。但是旋涡泵内部的流体压力脉动会引起泵和装置的振动噪声问题,成为高性能旋涡泵设计应用过程亟待解决的问题。本文通过数值模拟和试验分析相结合的方法分析一台旋涡泵的压力脉动特性,并探讨通过非等距叶片分布方式以降低压力脉动的方法。结果表明:叶片均布条件下,叶频是压力脉动的主要频率,且在阻隔面附近叶频的幅值最大。与均布叶片旋涡泵相比,非等距分布叶片旋涡泵在不影响其性能的同时能够显著降低在叶频处的脉动峰值,但在叶频两侧产生了附加的频率,而振动总级有明显的下降。该研究为减小旋涡泵的压力脉动和泵体振动提供了一个可行方案,对含旋涡泵系统的减振降噪具有参考意义。