离心泵叶轮中固液两相流动的数值模拟

针对绿液输送过程中，析出的结盐颗粒物堵塞泵内部流道这一现象，从弄清离心泵叶轮中固液两相流的流态出发，分析叶轮内部流场对结盐的影响。通过商用软件fluent6．1．22，利用混合模型对叶轮内部不可压固液两相流动进行了数值模拟。根据计算结果，对叶轮中两相紊流的速度分布、压力分布进行了分析，初步了解泵在输送含结盐颗粒的固液两相流时，结盐颗粒对液相流场的影响。     

旋流泵内盐析两相流场的计算及试验研究

为研究流体机械内部伴有盐析的液固两相流动情况,自行设计了旋流式模型泵,采用双流体模型计算了该泵在最优工况下的氯化钠盐析两相流场,并采用先进的激光相位多普勒粒子测速仪测量了泵无叶腔及叶轮内部盐析两相流的三维速度场。将试验结果与计算结果进行对比,验证了计算模型的适用性,并给出了误差分析。通过对试验测得的周向、轴向、径向速度及其对应的脉动速度分布曲线讨论,初步揭示了该型泵内盐析两相流动特征。在整个流道内,盐析晶体颗粒大部分集中于无叶腔,且分布较均匀;进入叶轮后向叶片工作面靠拢;颗粒浓度最低处是在叶轮进口叶片背面靠近叶轮后盖板附近;液固两相在叶轮与无叶腔中的周向速度分布差异明显;两相间速度及脉动速度有滑移,但差异总体上并不显著。     

791翼型非定常空化流动数值计算研究

采用DES湍流模型对791翼型在2°攻角及雷诺数为2.1×105的来流条件下,空化初生以及片状空化阶段三维非定常流动的结构进行了数值模拟,初步揭示了其流动特征。在空化初生阶段,空化初生的起始位置位于翼型最大厚度处,且展向外缘处的小空泡脱落呈周期性变化。片状空化空穴U型结构演变阶段,其空穴长度演变呈现出回缩-生长-回缩的明显特征。片状空化空泡脱落时,在指向翼型前缘发展的回射流和指向翼型展向中间截面的侧向射流相互耦合下,U型结构的两侧中部部分空泡开始脱离主体,向中间截面流动。U型结构两侧上的回射流是导致U型空穴回缩的主要原因。     

液下泵内三维湍流流动的数值模拟

为研究泵内三维湍流场,以FY型液下泵为研究对象,基于Reynolds时均化的方程和标准的两方程湍流模型,采用多重参考坐标系法,对单级液下泵包括进水室、叶轮及压水室的三维湍流场进行了耦合计算.得到液下泵叶轮内静压、相对速度沿叶片表面的变化规律以及压水室内静压、速度分布.计算结果表明,叶轮各叶片间流道内相对速度沿叶片工作面先减小后增大,沿叶片背面先增大后减小;叶轮内流速及压力等分布不对称;隔舌附近静压分布存在较大梯度;压水室出口段处速度分布不均匀以及压水室内的流体以涡旋的形式向出口推进.此数值计算结果对液下泵的水力设计或改型优化设计等研究具有指导意义.     

旋流泵内液固两相流场的CFD-PBM耦合计算

为获得旋流泵内更为符合物理真实的液固两相流动特征,在传统欧拉(Euler)双流体模型基础上加载群体平衡模型(PBM),以考虑实际存在的颗粒聚并、破碎等动力学行为,与CFD耦合计算了不同流量、颗粒粒径及浓度下的液固两相流场,分析了颗粒存在对泵外特性的影响规律。计算结果表明:从进口到出口,叶片背面附近颗粒粒径明显增大;在叶轮出口位置,同一半径上,从叶片工作面到背面附近存在粒径梯度;在外缘部,沿轴向形成粒径梯度。与Euler模型计算结果对比发现:加载PBM模型后,颗粒总体浓度分布特征存在差异;同一轴截面上,颗粒浓度在中心部的分布基本相同,而在中间和外缘部位置出现差异。PBM模型计算得到的泵扬程、效率曲线更接近于实验值,证明基于CFD-PBM耦合计算的预测精度更符合实际。     

轴流式强制循环泵的研究现状

通过介绍盐碱蒸发工艺中轴流式强制循环泵的结构特点和存在的问题,总结了近年来在理论分析和实际应用中的研究现状,并提出了以后的研究方向。     

φ500mm轴流式强制循环泵的改进设计

根据500mm轴流式强制循环泵扬程太小导致使用流量太小的状况，提出了泵的选型设计参数的选择方法，还介绍了吸入室流道、叶轮安放位置的结构改进情况。     

计算机辅助一体化技术在卓越工程师培养中的作用

计算机技术是培养工科学生实践能力、提升工科学生专业理念的重要工具。结合卓越工程师教育培养计划和流体机械及工程专业课程的教学实践,提出将计算机辅助设计(CAD)、计算流体动力学(CFD)和计算机辅助工程(CAE)技术有机结合的思路。通过合理安排教学内容,深入发掘计算机技术的潜在作用,达到提高工程实践能力、激发学生创新思维的目的。     

固液搅拌槽内轴向流动特性的实验研究

在直径为300 mm的平底圆筒搅拌槽内,对固相体积分数为0.05%的固液两相体系轴向流动特性进行研究。采用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对ZHX搅拌器进行流场测试,详细分析了挡板前和挡板中部的流场速度以及滑移速度的分布情况。     

管内盐析两相流动的PDPA试验研究

管内伴有盐析两相流动的研究是了解盐析机理的重要途径。运用相位多普勒粒子分析仪(Phase-Doppler particle analyzer, PDPA)对层流状态下管内Na2SO4溶液的盐析流动规律进行了测量,并详细分析盐析粒子成核速度和溶液流动参数之间的相互关系。试验采用激光单点测量方法对管内充分发展的层流溶液不同截面进行非接触式两相流测量,测量结果表明,随着溶液过饱和度、流动速度及降温速度的变化,管内Na2SO4晶体的盐析速率均会发生不同的变化;盐析粒子的出现对管内层流场产生一定的扰动,扰动引起的湍流脉动提高传热效率从而又加快盐析粒子的形成;所运用的试验手段及分析方法将为研究盐析两相流、掌握动态盐析机理及输送盐溶液装置的优化设计提供一定的参考。