内部流场

摘要： 以某水电站弯肘形尾水管为研究对象,应用ANSYS软件建立从尾水管进口到尾水管出口过流部件的流道模型,划分网格后导入Fluent进行模拟计算。分析结果表明,在入口速度垂直进入时,尾水管内部的流场比较稳定,随着入口速度夹角的增加,尾水管内部的流场相比于速度垂直进入时更加紊乱,即模拟的流场与理论上的流场规律基本相符,可用于预估水轮机弯肘形尾水管的性能和流场特性。

摘要： 为了研究叶轮翼型轴向积叠方式对轴流泵水力性能和内部流场的影响,以轴流泵模型ZM25为基础,设计了5种不同方式的翼型积叠方案.保持轮缘处的翼型断面不变,其他翼型断面中心沿斜向直线积叠,积叠角度分别为-8°,-4°,0°,+4°和+8°.基于CFX对5种方案在不同运行工况下的水力性能与内部流态进行预测模拟,并将计算结果与试验测量值进行对比验证.研究结果表明:翼型由负角度积叠时,可以提高泵的扬程,但泵的效率降低;翼型由正角度积叠时,泵的效率提高,但扬程减小;对于泵的内部流场,翼型由负角度积叠时,可以改善叶片背面的压力分布,同时改善泵的空化性能和泵内部沿轴线方向的轴向速度分布,减小泵内的径向流动;翼型由正角度积叠时,可以使轴流泵出口的轴向流动更加均匀.研究结果可为轴流泵的设计提供一定的参考.

摘要： 针对转子叶片数影响着翅板摆动泵流场及工作性能的问题,为研究不同叶片数下,翅板摆动泵内部流场的变化情况,利用动网格和UDF技术,对叶片数分别为2、3、4、5和6的翅板摆动泵的二维流场进行了研究,对其在运动过程中的工作性能进行了分析。首先,根据翅板摆动泵的工作原理及其转子的运动方式,分析了转子叶片数与泵排量、容积效率的关系;然后,利用Mesh软件进行了网格划分,并结合RNG k-ε湍流模型,编写了UDF文件,对不同叶片数下的翅板摆动泵进行了数值模拟;最后,根据仿真得到的压力及速度分布云图,对比分析了不同叶片数下翅板摆动泵的工作性能。研究结果表明:当转子叶片数为2时,摆动泵吸油腔和排油腔的压力分布都很均匀,流速变化较平缓;随着转子叶片数的增加,吸油腔出现不同程度的低压区域及局部流速增大的现象,而且当叶片数为4、5、6时,在排油腔的弧形壁面与直线壁面间的夹角区域会出现流速降低的现象;经过综合对比可知,当叶片数为2时,翅板摆动泵的工作性能最好。

摘要： 风分机是烟草行业生产中最重要的生产设备,它利用物料质量的不同,通过风力将物料分离,实现混合物料的区分。为研究不同导流板位置对风分机内部风场分布情况的影响,采用单因素水平设计,以不同的导流板位置为研究对象,通过计算流体动力学的方法对风分机内部流场进行仿真研究。得出导流板的最佳安装位置,大大改善了风分机内部风场分布,进而提高风分效果,为今后的研究提供参考。

摘要： 为研究集流圈圆弧半径对离心风机叶轮流动特性的影响规律,对后向式离心风机内部流场进行全流道数值模拟研究。首先针对原型离心风机,进行多工况数值模拟及试验测量研究,获取相应的流量-静压性能曲线并进行对比,两组数据吻合良好,误差均在5%以内,验证了本文数值模拟方法的准确性和可靠性。随后对集流圈圆弧半径R做改型处理,其值分别设置成33,34,35(原型),36,37 mm。当集流圈圆弧半径为36,37 mm时,静压分别提升了12.65,5.84 Pa,效率分别提升了4.28%,3.22%,设计工况下R=36 mm时相对于原模型叶轮效率提升了3.67%。进一步分析表明集流圈圆弧半径会影响流体在叶轮中产生的漩涡回流现象,从而改变离心风机的流动特性,这为风机运行效率的提升提供了一个参考方向。

摘要： 为了解决单一工艺方法难以实现乳化油高效破乳脱水的问题,通过在旋流离心装置内嵌入高压电场,得到双场耦合分离装置,实现乳化油脱水净化处理。双场耦合装置的锥段结构对其分离性能产生重要影响,考察了4种不同锥段结构对乳化油油-水分离的影响。结果表明:复合曲锥型耦合装置相对于直面双锥型耦合装置、双球面相切型耦合装置和双椭圆相切型耦合装置,静压力分布更大,能耗更低;油中液滴受到离心力更大且滞留时间长,分离更彻底;在轴心区域涡度较大,流场更稳定,装置的油-水分离效率可达97.0%,展现出良好的油-水分离性能,为双场耦合分离装置结构的选型设计提供了指导。

摘要： 基于D30 TCI柴油机耦合氧化催化器(DOC)和柴油机颗粒捕集器(DPF)的试验台架,对3种不同结构DPF开展压降特性试验.并构建了DPF一维仿真模型及三维1/4孔道模型,研究了载体配比、载体孔密度对DPF压降及捕集特性的影响及载体配比及灰分沉积对DPF孔道内部气流运动及颗粒沉积特性的影响.结果表明:同一DPF配比下,提高载体孔密度能降低压降,且灰分增加能提升此效果;增大DPF配比有利于降低DPF压降并提高其捕集效率,结合成本与性能考虑,载体配比的最佳范围(1.2~1.5)使DPF压降及捕集特性达到最优,灰分加载不会影响配比对DPF压降的影响规律;无灰分时,DPF出口孔道压力沿DPF轴向方向逐渐均匀下降;有灰分沉积时,增大灰分分布系数可提高捕集效率,进口孔道颗粒浓度增大,且DPF配比增大能提升此效果.

摘要： 在科学钻探中,利用自动垂直钻井技术能够有效控制井斜。但是,现有机械式自动垂直钻具的执行机构需要较大排量的泵机来提供动力。若要降低排量,则要求执行机构的内部结构有良好的保压效果。为解决上述问题,提出一种内部带有泄流缝隙的新型执行机构,以提升其保压性能,并利用CFD(computational fluid dynamics,计算流体动力学)方法对其内部流体区域的流线分布进行模拟,分析泄流缝隙对流体区域压强产生的影响,以验证利用缝隙泄流实现保压的可行性;同时,通过对泄流缝隙宽度、长度等参数的敏感性分析,得到不同参数对新型执行机构保压效果的影响。结果表明,在泵机排量较小的条件下,新型执行机构仍具有良好的保压效果,对保压效果影响最明显的因素为泄流缝隙宽度;当泄流缝隙宽度小于0.2 mm时,该执行机构内部流体区域的整体压强较大,即其保压效果良好。由此可知,开设泄流缝隙可实现执行机构的性能优化,这对进一步提升机械式自动垂直钻具的纠斜能力具有重要意义。

摘要： 导叶是离心泵重要的过流部件,其性能的优劣,影响其水力性能与稳定运行。本文采用ANSYS-CFX商业软件,基于SST湍流模型,研究导叶几何参数对离心泵水力性能的影响规律,结果表明:离心泵扬程、功率、效率随着导叶出口直径的增加而逐渐减小,效率高效区逐渐偏离设计流量,其内部速度场与压力场呈现出剧烈波动、分布不均匀;离心泵中扬程、功率、效率随着导叶进口直径增加而逐渐增加,且其内部流场呈现不均匀现象;导叶出口直径几何参数对离心泵水力性能的影响比导叶进口直径几何参数对其性能的影响更敏感,分析结果为离心泵导叶优化设计提供一定理论参考。

摘要： 为探究双蜗壳气液旋流分离器内部流场分布规律及液膜的形成,采用EWF模型,通过CFD数值模拟得到双蜗壳气液旋流分离器内速度分布和压力分布,并结合流场分析液膜的形成及运动特性。研究结果表明:柱段上半部分受排气心管底部的影响,排气管近壁面处的切向速度骤降;柱段下半部分切向速度呈“M”形的轴对称分布;轴向速度呈外围下行流,中心上行流的分布趋势;渐缩段三相速度均较稳定,数值相对较小且呈现良好的规律性;压力最低处位于排气心管底部中心处;柱段和渐缩段压力呈轴对称分布,外旋流压力高,内旋流压力低;柱段和渐缩段流场分布较稳定,是两相分离的关键部位,液膜也在此段形成。所得结论可为天然气水合物排水采气装置的研发和应用提供理论依据。

摘要： 由于上游来气压力和输量的变化,管道极易出现流致振动,为探明振动机理和来源,避免设备的损坏,本文以某阀室管道结构为研究对象,基于Fluent软件模拟了阀室地下T型三通和地上弯管两处流向发生突变位置的内部流场,确定了管内压力和流速波动最大位置,并对其波动值进行了定量描述.经模拟分析可知,流体流经T型三通分输处、地上弯头时,流速增大、压力降低;比较同种工况下两处位置的结果可知,T型三通上游来气与出土管段交接处的压力和流速值波动最大;比较不同工况下同一位置的速度和压力波动值可知,在模拟的所有工况中,相对安全的运行工况是流量580×104m3/d,压力3218kPa,最危险的运行工况是流量610×104m3/d,2554kPa,因此,为防止管道振动,应避免大流量与低压力匹配的运行工况.

摘要： 本文采用PIV测试系统来测量水泵模型内部流场的速度分布情况,同时采用NUMECA软件对试验工况进行数值计算.在试验前,对泵壳改造的可行性进行了性能计算验证,对可视化试验部件的强度进行了应力分析.在试验中共选取了四个转速,在每个转速下分别选取三个流量工况,每个工况测量三个流场截面.通过试验测得的整泵性能和泵内流场速度分布特性均与数值计算结果良好吻合,为数值计算方法的准确性提供了有说服力的验证,为计算方法和优化设计方法的改进方向提供了参考.

摘要： 本文采用流场可视化的试验方法来研究水泵模型内过流部件的流动状况,选用PIV测试系统来测量水泵模型内部流场的速度分布情况.本文在试验前对泵体改造的可行性进行了数值计算验证,对有机玻璃叶轮的强度进行了应力分析.在试验中选取了四个转速,在每个转速下分别选取三个流量工况,得到的试验结果与经真机验证过的数值计算结果以及理论分析相符,具有较高的准确性.本文研究的水泵模型内部流场PIV测试方法可对水泵数值计算方法优化和水力模型设计提供有价值的指导意见,并为今后在各类泵内部流场的可视化研究方面积累经验.

摘要： 通过高速摄影试验测量和CFD仿真两方面的研究,获得了额定工况下发动机缸盖水套的内部流场.数据表明该水套结果设计合理,但仍有优化空间.此外,将两方面结果进行定性和定量分析,结果表明两者整体流场分布上达到较好的一致性,在流场流动细节方面也能够相互印证.将高速摄影试验测量和CFD仿真计算相结合,能够为研究发动机冷却水套内部流动规律和结构优化提供有力的技术手段.

摘要： 通过三维数值模拟研究了实际运行工况下汽水分离再热器(MSR)内部流场细节,并对比了2种不同孔板开孔方式对波形板前气流均匀性的影响.采用标准k-ε湍流模型结合标准壁面函数对MSR内部进行了FD气相流场三维模拟,其中孔板、波形板和管束采用多孔介质模型,通过uDF调整孔板开孔率,防冲板简化为多孔跃升边界.结果表明:分析计算结果与空气动力学试验结果数据绝对值或数据增减幅度较好符合;在保持平均开孔率与均匀开孔相同的基础上,非均匀开孔的波形板前气流速度更为均匀;蒸汽通过孔板和分离器的总压降不大于14kPa,满足分离装置的压损设计要求,其中蒸汽的再热器管束的压降占整个流线压降的比例较大.

摘要： 圆盘式止回阀用于防止介质倒流,适用于农业、电力、冶金、石化等多领域.本文针对圆盘式止回阀开启过程中出现阀瓣震荡且未达到预期全开状态以及阀瓣转轴腐蚀严重等问题,对圆盘式止回阀结构进行优化,采用CFD软件FLUENT的动网格技术,对改进前后阀门的开启过程进行动态模拟,并选取了它们在10°,45°,90°三个特征开度,分析对比了改进前后阀内的压力场与速度矢量,结果表明优化后的阀门全开时的流道压力场分布更均匀,内部流场更加平稳,阀座周围的旋涡区也明显减少,阀门微开状态下介质对阀瓣转轴的冲刷腐蚀的情况也得到改善.进一步分析阀门开度随时间变化的情况,发现阀门优化后的开启时间随着入口流速的增大而缩小,开启过程的不会出现震荡的问题,并能达到全开状态.

摘要： 吸油烟机是常用的家电,但目前很多吸油烟机都存在油烟抽吸不尽,能耗偏高且有一定噪声等问题.针对此不足,本文首先对某厂家提供的现有的家用吸油烟机多叶离心风机进行几何建模,然后对离心风机内部流场进行计算分析,从而得到影响风机性能的最主要因素.最后以增大风机压力,减少能耗及降低噪声为目标对影响参数进行优化设计.结果表明,优化后的离心风机内部流场得到了明显的改善,风机效率从56.6％提高到63.2％,全压由253.6Pa增加到266.1Pa.

摘要： 水泵水轮机在开停机过程中,其内部流动复杂多变,严重时会导致机组开停机失败.为了探究在开机过程中的内部流动机理,本文分别在考虑和不考虑水的弱可压缩性情况下,对某高水头水泵水轮机进行了全流道定常流场数值模拟,并对三种水轮机工况的内部流场进行分析,根据分析结果,本文选取无叶区流态不良的导叶小开度工况的压力脉动进行非定常分析.结果表明:水轮机工况导叶小开度区时,在无叶区出现了——“封水区”,即在导叶后转轮前有数个环状流动区,阻塞流道;在水轮机工况导叶小开度区时无叶区产生主频为叶倍频的压力脉动,考虑可压缩性时脉动幅值比不考虑时幅值稍高;不虑可压缩性时尾水管内有主频为转频的压力脉动,并且有涡结构的出现.考虑可压缩性时尾水管内有主频为10fn的压力脉动,此时螺旋涡带加重.

摘要： 研究超空泡航行体非定常运动引起的空泡流非定常特征.通过采用雷诺平均N-S方程结合动网格技术开展了系统的三维数值实验,实现了通气超空化航行体回转运动过程.分析了通气超空化航行体非定常回转运动空泡形态及内部流场.结果显示,圆盘回转运动会形成单管泄气模式,空泡附近并没有明显的涡结构生成,空泡本身保持筒状结构并略有弯曲;航行体回转运动受内部涡结构影响较大并会形成分叉的双管泄气模式:一只泄气管沿着航行体轴向,另一只则偏向圆心,即双涡管所在平面与向心加速度所在平面相同;对不同回转半径模型结果显示,向心加速度越大涡结构强度和速度幅值越大,泄气管越早分叉.本文还讨论了基于非惯性坐标系模拟带空泡航行体数值模拟结果与绝对坐标系中计算结果差异,指出了前者模拟方法可能存在的局限性.

摘要： 泵站进水池内水泵吸水口下方以及进水池侧壁和后壁附近的流动,由于受到水泵吸力以及喇叭管的影响,水流具有三维、强湍流、非稳态的特性.本文针对课题组设计的进水池模型,应用PIV(Particle Image Velocimetry)系统对进水池内流场开展了试验研究,然后基于Open FOAM平台,利用隐式大涡模拟湍流模型(ILES,Implicit Large-Eddy Simulation)模拟了进水池内流场,将计算结果与试验结果进行对比分析.结果表明,ILES模型预测到的较大漩涡与试验中各测量断面上出现的漩涡在大小和形状上具有较好的相似性,漩涡的位置稍有偏差,但总体来说吻合较好;同时,ILES模型还预测到了一些PIV试验没有拍摄到的较小的漩涡,ILES模型能够精确地、有效地预测进水池内出现的漩涡.

摘要： 本发明公开固着液滴的内部全流场可视化方法，通过在液滴中加入跟随性良好的荧光粒子，借助激光片光源来照亮拟测量的液滴纵截面区域，应用相机从液滴斜下方拍摄，借助Scheimpflug principle调整镜头平面与相机传感器平面的夹角，直至二平面与液滴纵截面交于一条直线，从而将拟测量区域清晰成像于相机传感器上。该方法获得的液滴内部粒子图像在经过处理后，得到不同时刻的流动速度场，再通过借助坐标和速度变换方法来解决拍摄中的透视问题，最终得到准确的流场信息。相较于国内外现有的液滴内部流动观测方法而言，此方法避免了从液滴侧面横向拍摄时曲面折射带来的图像畸变和图像修正后液滴界面处流场信息缺失的问题，得到了更全面真实的流场。

摘要： 本发明公开了一种平行流场与蛇形流场自动切换的燃料电池自适应流场板，流场板的结构包括：反应物进口和出口，进口总管和出口总管，流场板上设有若干条脊、流道和四周的流场板壁，总管两侧壁面上的凹槽以及布置的自适应结构。当总管中有积存的液态水时，流场中的自适应结构吸水膨胀，总管局部横截面积逐渐变小，甚至堵住总管，使流场板局部或全部从平行状流场变为蛇形流场；当总管中不再有积存的液态水时，在电池运行温度下受到气流吹扫，内部水分蒸发，自适应结构脱水收缩，变为平行流场。本发明能够根据总管中液态水含量发生自适应变化，适应不同的工况，加快液态水的移出，避免水淹现象，并减小泵功消耗，提升电池净功率的效果。

摘要： 本发明公开泥石流示踪粒、内部流速实验系统、内部流场测算方法。泥石流示踪粒用于投放入泥石流体中捕捉泥石流运动信息，产品包括进行密封防水封装为一体的支撑件组、电子组件、配重组件，电子组件包括电路板及其上集成的电池、六轴传感器、数据存储通信组件。示踪粒能够有效模拟泥石流不同的颗粒级配特征，构成对泥石流组成颗粒在不同空间位置中的全方位模拟，提供研究泥石流内部流速特征的基础数据。泥石流内部流速实验系统，包括实验水槽与其上方的示踪粒投放装置。实验系统能够模拟泥石流不同运动状态，采集丰富的颗粒运动参数。泥石流内部流场测算方法，能够获得泥石流内部流场动态模拟模型，测算泥石流内部流场，描述颗粒分布特征。

摘要： 本发明公开了一种基于Fluent软件的粗糙微通道内部流场仿真方法，包含以下步骤：根据需求选择表面粗糙度模型，利用Matlab软件计算微通道表面的粗糙度高度；利用APDL语言在Ansys中建立微通道的几何模型；在Gambit软件中划分高质量的六面体结构网格；在Fluent软件中设置边界条件，其中，对于液体流动，在壁面处设置无滑移边界条件，对于气体流动，利用用户自定义函数设置滑移边界条件；采用离散格式和数值算法，计算通道内的流场参数；对结果进行后处理。本发明有效降低了建模工作量；此外，通过设置合适的用户自定义函数，既能够处理液体流动，也能够处理稀薄气体流动。

摘要： 本发明提供一种基于降阶模型的泵类设备内部流场的预测方法，包括：构建泵类设备流动及运行特性的数值数据库；基于数值数据库，根据泵类设备内部流动及结构特征，对泵类设备进行分区，并对每个区域进行降阶分解，建立第一降阶模型；对每个区域进行降阶分解，并获取相应第一降阶模型的基向量和基系数；对相邻区域的交界处进行光顺化处理；对比第一降阶模型的预测结果的精度和计算效率，并修正数值数据库，得到第二降阶模型。本发明提供的基于降阶模型的泵类设备内部流场的预测方法，利用相同的内存工作站进行模拟，采用CFD方法耗时约3小时，采用本方法仅需要15s，极大地提高了计算效率，降低了内存以及运行时间的消耗。

摘要： 本发明公开泥石流示踪粒、内部流速实验系统、内部流场测算方法。泥石流示踪粒用于投放入泥石流体中捕捉泥石流运动信息，产品包括进行密封防水封装为一体的支撑件组、电子组件、配重组件，电子组件包括电路板及其上集成的电池、六轴传感器、数据存储通信组件。示踪粒能够有效模拟泥石流不同的颗粒级配特征，构成对泥石流组成颗粒在不同空间位置中的全方位模拟，提供研究泥石流内部流速特征的基础数据。泥石流内部流速实验系统，包括实验水槽与其上方的示踪粒投放装置。实验系统能够模拟泥石流不同运动状态，采集丰富的颗粒运动参数。泥石流内部流场测算方法，能够获得泥石流内部流场动态模拟模型，测算泥石流内部流场，描述颗粒分布特征。

摘要： 本发明公开一种增强内部流场的基板容器，包含盒体、至少一个偏位充气机构及至少一个气体扩散机构，偏位充气机构设置于盒体的内部容置空间之外，偏位充气机构具有平行底板的气室，气体扩散机构包括底座、隔离墙及至少一个扩散构件，底座罩覆于气室的出气口而形成副气室，隔离墙垂直底板延伸而形成垂直的第一气体通道，第一气体通道连通副气室，扩散构件与隔离墙夹合形成第二气体通道，隔离墙具有至少一个孔隙以连通第一气体通道及第二气体通道。本发明改善了基板容器的流场仅限于底部的问题，增强了基板容器的内部流场，维护基板质量。

摘要： 本发明提供一种青瓷窑炉内部流场模拟可视化装置。一种青瓷窑炉内部流场模拟可视化装置，包括：缩比模型主体，包括模型壳体和底板；烟气模拟组件，包括用于产生空气气流的风机、用于产生示踪粒子的示踪粒子发生器，以及用于输送及混合所述空气气流和所述示踪粒子而形成模拟烟气的气流管路；激光示踪组件，包括用于产生激光的激光发生器和用于至少部分改变激光光路的棱镜。本发明以缩比模型主体对青瓷窑炉原型进行拟真化程度较高的模拟，利用示踪粒子与空气对激光反射率的差异，将模拟烟气在缩比模型主体内的流动轨迹通过激光照射以可视化的形式展示，以方便对于青瓷窑炉原型的实际窑内流场进行模拟分析。

摘要： 本公开提供的复杂结构内部流场测量的光学匹配校准方法及设备，包括：制作复杂结构的透明模型；向透明模型一侧提供面光源，并向其内腔体通入折射率匹配液，所述折射率匹配液的折射率与制作所述透明模型所用材料的折射率相近，获取被所述面光源照亮的所述透明模型的内部图像；对获取的内部图像使用图像像素值的标准差作为透明模型与折射率匹配液的折射率匹配度，若折射率匹配度未达到折射率匹配度设定值，则调节折射率匹配液的折射率，直至折射率匹配度达到折射率匹配度设定值，校准结束。本公开可使流体与透明材料加工的复杂结构折射率完全匹配，以消除光学方法测量复杂结构内部流场时的图像失真，为复杂结构内部流场的光学测量提供了基础。

摘要： 本实用新型公开了一种磨煤机内部流场优化系统，属于磨煤机技术领域。本实用新型包括与热一次风母管相连通的进风管道，进风管道延伸插入磨煤机内部，其中扰流风管进入磨煤机内部的端部与风筒相连通，风筒设置在磨煤机分离器的锥形底部并与磨煤机分离器腔室相连通，磨煤机底部中心处设置有磨盘，磨盘上安装有呈圆锥型结构的锥型导流罩，且锥型导流罩的横截面积沿远离磨盘的方向逐渐缩小。本实用新型的目的在于克服现有技术中辊式磨煤机内部由于平衡惰性区域的存在而造成磨煤机出力下降等问题，拟提供了一种磨煤机内部流场优化系统，能够有效激活该惰性区域的流场，提高磨煤机的输送力，减少过碾磨现象，提高磨煤机出力。