孔板型空化装置处理油田污水的初步试验研究

针对油田开采后期,污水成分复杂且各种常规水处理方法都有其局限性的问题,提出了水力空化技术用于污水处理的设想。利用空化的化学效应,采用4种不同结构的孔板,建立了水力空化污水处理系统,对油田现场污水水样进行了尝试性的试验研究。分析了相同作用时间下,各孔板结构的空化数以及入口压力对水样COD去除率的影响,结果表明,空化数为0.65～0.85时,污水COD的去除率较佳;当有效过流面积与管截面积的比值拉近0.12时,可以在较低的入口压力下得到相对较高的COD去除率;孔板装置对降低油田污水COD含量具有一定的促进作用,但去除率并不高。研究结果对分析水力空化技术作为油田污水辅助处理技术的可行性,具有一定的参考价值。     

混流式水轮机转轮内三元空化流场的预测

本文提出了混流式水轮机转轮内三元空化流场的数值分析方法和一种新的空穴模型，实现了水轮机转轮内三元空化流场和叶片上三元空化区域的预测.通过比较岩滩水电站模型转轮的空化试验结果及其三元空化流场的数值分析结果，可以证明：基于此种准三元空化流动理论的转轮内空化流场分析结果具有定量上的准确性，具有工程实用价值。     

凹槽中的旋涡及初生空化数的估算

本文阐述了凹槽中旋涡形成的力学机制；利用文献［1］中的结果建立了凹槽中旋涡的涡量平衡、能量平衡近似关系式；给出了旋涡初生空化数的表达式，它不仅和凹槽的宽深比有关，还和参数K1有关(K1为流道宽和槽深之比)；对不同的深宽比和K1值计算了凹槽中的旋涡参数和初生空化数，把计算的初生空化数和已有的实测凹槽旋涡初生空化数进行了对比，两者的值和变化趋势基本一致。     

节流孔板非线性空化特征实验研究

工艺系统热工水力管路中的各类阀门、文丘里管、孔板等节流件,随系统工作压力和前后压差的增大,会出现汽液两相流引起空化。本文针对不同规格孔板为代表的节流件,采用流体力学仿真、结合台架实验产生的空化汽泡图像对比分析,提出阻塞流发展变化的斜梯三角形特性曲线。该曲线描述了流体通过节流件时,在不同工况下处于空化初生、临界、阻塞流、闪蒸4个不同流动状态。并给出了利用压力恢复系数或振动加速度信号作为空化初生点的判断依据。     

高压共轨柴油机喷嘴内空化流动仿真分析

应用AVL FIRE软件对某高压共轨柴油机喷嘴内流动进行了仿真计算,获得了不同喷孔入口圆角和倾斜角下喷嘴内空化流动情况。计算结果显示:喷孔入口圆角的增大对喷孔流量系数和出口平均流速影响较小,但会显著降低出口气相体积分数。减小喷孔倾斜角会使流量系数和出口平均速度有小幅增加,出口气相体积分数降低明显,且使出口速度分布趋于均匀。     

混流式水轮机模型空化状态与声发射信号特征关系试验

为了获取水轮机空化状态下声发射信号的特征参数及其变化规律,在混流式水轮机模型空化试验基础上,采集了不同空化状态时典型测点的声发射信号,基于传统分析方法提取了声发射信号的事件计数、振铃计数、频率中心和电压有效值等特征参数,分析了这些参数随水轮机空化系数的变化关系.结果表明:随着水轮机空化系数的逐渐减小,从无空化、空化初生到完全空化状态,声发射信号的各特征参数发生了较为明显的规律性变化,整体上,事件计数不断减小,振铃计数、频率中心和电压有效值等不断增大,变化幅度随空化状态所处阶段有所不同.     

锥阀空化现象研究及结构优化

为研究锥阀空化现象,运用ANSYS Fluent流体力学有限元计算软件,分析锥阀在内流和外流两种情形下的流场,得到锥阀在内流和外流两种流动方式下空化区域0~3s内气体的体积分数。计算对比发现,在液体流速和压力的突变区域空化现象明显,外流较内流空化区域大,空化程度比内流严重。为降低空化现象对锥阀型腔造成的损伤,优化锥阀型腔阀芯结构,优化模型1可避免内流时空化的发生,优化模型2在内流和外流情况下均能有效避免空化的发生,优化模型2的结构形式更为合理。研究成果可为锥阀设计提供参考。     

垂直轴潮流能水轮机不同翼型叶片空化规律

为研究垂直轴水轮机叶片翼型形状对叶片空化的影响,采用数值模拟方法,对相同条件下相同相对厚度不同相对弯度的翼型,以及相同相对弯度不同相对厚度的翼型做了空化仿真。仿真结果表明,相同相对厚度不同相对弯度的薄、厚两种翼型,随着相对弯度增大,空化现象越易出现。相同相对弯度不同相对厚度的对称、相对弯度不为零的两种翼型,随着相对厚度增大,空化现象越易出现。同时监测了不同情况下翼型的升力系数和阻力系数,考虑到空泡的出现对翼型升力和阻力有所影响,将能量转化参数中的升力系数、阻力系数和升阻比与空化性能结合起来讨论。并将翼型按照相对弯度与相对厚度分组,分别探讨了相对弯度和相对厚度对翼型空化的影响规律,翼形相对厚度相同时,相对弯度越大,或者翼形相对弯度相同,相对厚度越大,则更容易空化。     

文丘里管空化限流现象数值模拟和实验研究

压水堆核电厂中发生超流量工况时,要求补水泵下游的文丘里流量计形成空化限流,以保护管道流量不超过限值。采用FLUENT数值模拟和高速摄像实验结合的方法,使用3种不同空化模型,对文丘里管的空化限流现象、空化发展规律和流动特性进行了研究。结果表明:采用Zwart-Gerber-Belamri（ZGB）空化模型和剪切应力输运（SST）k-ω湍流模型可对文丘里管空化限流现象进行较为准确的模拟;空化限流时文丘里管内部将发生周期性空化现象,同时将在壁面回射流的作用下发生小气泡脱落、尾部气泡脱落和空化云整体断裂式脱落等微观流动行为。