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高温高压核电闸阀流固热耦合分析
被引量:
21
1
作者
刘建瑞
李昌
+2 位作者
刘亮亮
向宏杰
何小可
《流体机械》
CSCD
北大核心
2012年第3期16-20,共5页
以高温高压核电闸阀为研究对象,分析了流固热三场耦合的原理。数值模拟后得到流体的压力、速度和温度分布,以及闸阀的变形和应力分布。通过对闸阀施加载荷,分析压力和温度对闸阀性能的影响。模拟结果显示,流体在阀座部位产生压力波动,...
以高温高压核电闸阀为研究对象,分析了流固热三场耦合的原理。数值模拟后得到流体的压力、速度和温度分布,以及闸阀的变形和应力分布。通过对闸阀施加载荷,分析压力和温度对闸阀性能的影响。模拟结果显示,流体在阀座部位产生压力波动,并在底部产生涡流,流体压力能转换成热能。在不限制闸阀整体自由变形的情况下,因热产生的变形较大,因流体压力产生的应力较大,热变形能减小闸阀因流体压力作用而产生的应力。
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关键词
闸阀
高温
高压
核电
流固热耦合
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职称材料
高压核电平板闸阀的设计与数值模拟
被引量:
4
2
作者
刘建瑞
李昌
+2 位作者
刘亮亮
何小可
向宏杰
《排灌机械工程学报》
EI
北大核心
2012年第5期573-577,共5页
针对核电工业的需要设计了公称压力为25 MPa、公称直径为150 mm的高压电动平板闸阀,介绍了其主要结构的设计及计算方法.分析了阀门开启状态下流动压力损失的产生原因及分布区域.对阀门进行了流固耦合计算,以研究介质载荷对其结构产生的...
针对核电工业的需要设计了公称压力为25 MPa、公称直径为150 mm的高压电动平板闸阀,介绍了其主要结构的设计及计算方法.分析了阀门开启状态下流动压力损失的产生原因及分布区域.对阀门进行了流固耦合计算,以研究介质载荷对其结构产生的影响.建立了闸阀及水体的三维模型,利用CFX软件对模型进行网格划分并定义边界条件,计算后得到了介质流动状态下的压力、速度分布,并指出了产生压力损失的主要部位.利用Ansys软件将介质载荷施加到闸阀上进行流固耦合分析.结果表明,介质在阀座区产生涡流损失,阀座区之后静压值明显下降,流道壁面处流速减小,闸阀中腔上部的压力降和速度都很小.闸阀的流阻系数为0.093,闸阀的最大变形为19.4μm,最大应力值为70.8 MPa,分别位于阀座出口端的顶部和侧面;开启状态下闸阀的变形及应力均在允许范围内.
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关键词
闸阀
高压
核电
流固耦合
流阻系数
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职称材料
SXB型消防用多级泵全流场CFD数值模拟
被引量:
5
3
作者
刘建瑞
张立胜
+1 位作者
向宏杰
刘亮亮
《排灌机械工程学报》
EI
2010年第5期394-397,共4页
基于Reynolds时均N-S方程,采用标准k-ε湍流模型,压力速度耦合使用SIMPLEC计算,对SXB型消防用多级泵进行三维定常全流场湍流数值模拟,得到该泵的速度矢量图、静压图、湍动能分布图等,并对其内部流动规律进行定性分析.分析结果表明首级叶...
基于Reynolds时均N-S方程,采用标准k-ε湍流模型,压力速度耦合使用SIMPLEC计算,对SXB型消防用多级泵进行三维定常全流场湍流数值模拟,得到该泵的速度矢量图、静压图、湍动能分布图等,并对其内部流动规律进行定性分析.分析结果表明首级叶轮-导叶、次级叶轮-蜗壳中间轴向截面的速度场分布均匀,导叶与蜗壳起到很好的整流作用;首级叶轮-导叶、次级叶轮-蜗壳中间轴向截面的压力场分布均匀,叶片上压力分布非常规则,仅在首级叶轮与导叶的间隙区存在具有对称性的局部高压区;首级叶轮-导叶区湍动能分布较为规则,而次级叶轮-蜗壳区域的湍动能在沿叶轮旋转方向靠近隔舌的区域分布紊乱,在远离隔舌区湍动能较小,隔舌区湍流损失大.模拟结果显示出了泵内能量损失严重的区域,可为改进泵设计提供参考.
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关键词
多级消防泵
数值模拟
内流场
湍动能
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职称材料
叶轮几何参数对自吸泵自吸性能影响的数值分析
被引量:
6
4
作者
刘建瑞
向宏杰
+2 位作者
刘亮亮
李昌
何小可
《中国农村水利水电》
北大核心
2012年第2期90-93,共4页
为研究叶轮几何参数对自吸离心泵自吸性能的影响,引用正交实验的方法,选取叶片出口角、叶片数及叶片包角3个因素设计了叶轮的9种方案。采用FLUENT软件预测各方案的外特性,并对自吸过程进行定常数值模拟以比较自吸性能的优劣,分析了所选...
为研究叶轮几何参数对自吸离心泵自吸性能的影响,引用正交实验的方法,选取叶片出口角、叶片数及叶片包角3个因素设计了叶轮的9种方案。采用FLUENT软件预测各方案的外特性,并对自吸过程进行定常数值模拟以比较自吸性能的优劣,分析了所选取几何参数对自吸泵自吸性能的影响顺序,为自吸离心泵的设计提供参考。
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关键词
自吸泵
气液两相流
自吸性能
叶轮几何参数
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职称材料
导流器对射流式自吸离心泵自吸性能的影响
被引量:
2
5
作者
刘建瑞
文海罡
+2 位作者
向宏杰
郭晨旭
高振军
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第1期43-47,共5页
在射流式自吸离心泵的叶轮出口处增设新型导流器,该导流器具有两个不对称出口及隔流板,隔流板与叶轮间隙为1.0 mm。基于Fluent软件提供的Mixture多相流模型、标准k-ε湍流模型及SIMPLE算法,对该泵的自吸过程进行了非定常数值模拟,得到...
在射流式自吸离心泵的叶轮出口处增设新型导流器,该导流器具有两个不对称出口及隔流板,隔流板与叶轮间隙为1.0 mm。基于Fluent软件提供的Mixture多相流模型、标准k-ε湍流模型及SIMPLE算法,对该泵的自吸过程进行了非定常数值模拟,得到了泵内压力、速度和气液两相分布及导流器两个出口的压力、气相体积流率和液相质量流率随时间步长的变化规律。结果表明:导流器内压力沿流体流动方向逐渐增大,并出现较大的变化梯度,叶轮各流道内的压力近似对称分布;导流器两个不对称出口气液混合物的各个流动参数呈规律的周期性变化;导流器上的隔流板与叶轮的间隙在泵自吸过程中不仅能阻止液体环流,减少水力损失,而且使泵加速气液的混合及分离,从而缩短泵的自吸时间。
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关键词
自吸离心泵
导流器
隔流板
自吸性能
数值模拟
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职称材料
火电机组脱硫泵的设计及其磨损
6
作者
刘建瑞
何小可
+2 位作者
刘亮亮
李昌
向宏杰
《排灌机械工程学报》
EI
2011年第5期374-378,417,共6页
根据两相流的理论设计方法对火电机组所用脱硫泵的叶轮直径、叶轮出口宽度、叶片进出口安放角和压水室等几何参数进行优化设计,适当增大叶片出口宽度和涡室排出口直径、并减小叶片出口安放角以减小磨损,提高泵的效率和水力性能.基于Pro/...
根据两相流的理论设计方法对火电机组所用脱硫泵的叶轮直径、叶轮出口宽度、叶片进出口安放角和压水室等几何参数进行优化设计,适当增大叶片出口宽度和涡室排出口直径、并减小叶片出口安放角以减小磨损,提高泵的效率和水力性能.基于Pro/E软件建立泵的三维全流场模型,结合计算流体动力学软件Fluent 6.3,采用欧拉多相流模型对泵内两相流场进行了数值模拟.对两相流场的磨损机理进行了阐述,根据泵的设计工况对流道内固相体积分数分布进行数值计算及分析,同时对过流部件的基本磨损情况和主要磨损部位进行了预测.结果表明:叶轮的主要磨损部位在叶轮进出口处、叶片工作面、叶片前流线和前盖板处;设计的压水室耐磨衬板间隙自动补偿装置的可更换的结构形式能够保证泵的高效运行并延长泵的使用寿命;泵的性能试验结果表明该泵设计合理,额定点效率提高了3.8%.
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关键词
脱硫泵
几何参数
数值模拟
设计
磨损
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职称材料
导叶喉部面积对低比转速多级离心泵多工况设计的影响研究
被引量:
1
7
作者
卢新全
蒋敦军
+1 位作者
向宏杰
朱广智
《中国农村水利水电》
北大核心
2018年第11期195-198,共4页
为研究导叶喉部面积对低比转速多级离心泵水力性能的影响规律,在保持叶轮不变的前提下,以导叶喉部面积为变参数,设计了3个不同喉部面积的导叶,通过导叶3D打印安排试验测试。对其测试结果进行分析发现,导叶喉部面积对多级离心泵额定点效...
为研究导叶喉部面积对低比转速多级离心泵水力性能的影响规律,在保持叶轮不变的前提下,以导叶喉部面积为变参数,设计了3个不同喉部面积的导叶,通过导叶3D打印安排试验测试。对其测试结果进行分析发现,导叶喉部面积对多级离心泵额定点效率影响显著,且其效率随喉部面积的增大而增大,最高效率点随喉部面积的增大而向大流量方向偏移;最大流量随喉部面积的增大而增大;关死点扬程随喉部面积的增大而增大。研究分析认为导叶喉部面积对水泵性能影响显著,导叶喉部面积的合理取值能够兼顾多级离心泵多工况运行的设计要求。
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关键词
低比转速多级离心泵
多工况
导叶喉部面积
水力性能
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职称材料
题名
高温高压核电闸阀流固热耦合分析
被引量:
21
1
作者
刘建瑞
李昌
刘亮亮
向宏杰
何小可
机构
江苏大学
出处
《流体机械》
CSCD
北大核心
2012年第3期16-20,共5页
基金
江苏省科技支撑计划项目(BE2010116)
江苏高校优势学科建设工程资助项目
文摘
以高温高压核电闸阀为研究对象,分析了流固热三场耦合的原理。数值模拟后得到流体的压力、速度和温度分布,以及闸阀的变形和应力分布。通过对闸阀施加载荷,分析压力和温度对闸阀性能的影响。模拟结果显示,流体在阀座部位产生压力波动,并在底部产生涡流,流体压力能转换成热能。在不限制闸阀整体自由变形的情况下,因热产生的变形较大,因流体压力产生的应力较大,热变形能减小闸阀因流体压力作用而产生的应力。
关键词
闸阀
高温
高压
核电
流固热耦合
Keywords
gate valve
high-temperature
high-pressure
nuclear power
fluid-solid-heat coupling
分类号
TH134 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
高压核电平板闸阀的设计与数值模拟
被引量:
4
2
作者
刘建瑞
李昌
刘亮亮
何小可
向宏杰
机构
江苏大学流体机械工程技术研究中心
出处
《排灌机械工程学报》
EI
北大核心
2012年第5期573-577,共5页
基金
江苏省科技支撑计划项目(BE2010116)
文摘
针对核电工业的需要设计了公称压力为25 MPa、公称直径为150 mm的高压电动平板闸阀,介绍了其主要结构的设计及计算方法.分析了阀门开启状态下流动压力损失的产生原因及分布区域.对阀门进行了流固耦合计算,以研究介质载荷对其结构产生的影响.建立了闸阀及水体的三维模型,利用CFX软件对模型进行网格划分并定义边界条件,计算后得到了介质流动状态下的压力、速度分布,并指出了产生压力损失的主要部位.利用Ansys软件将介质载荷施加到闸阀上进行流固耦合分析.结果表明,介质在阀座区产生涡流损失,阀座区之后静压值明显下降,流道壁面处流速减小,闸阀中腔上部的压力降和速度都很小.闸阀的流阻系数为0.093,闸阀的最大变形为19.4μm,最大应力值为70.8 MPa,分别位于阀座出口端的顶部和侧面;开启状态下闸阀的变形及应力均在允许范围内.
关键词
闸阀
高压
核电
流固耦合
流阻系数
Keywords
gate valve
high-pressure
nuclear power
FSI
flow resistance coefficient
分类号
S277.9 [农业科学—农业水土工程]
TH134 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
SXB型消防用多级泵全流场CFD数值模拟
被引量:
5
3
作者
刘建瑞
张立胜
向宏杰
刘亮亮
机构
江苏大学流体机械工程技术研究中心
出处
《排灌机械工程学报》
EI
2010年第5期394-397,共4页
基金
'十一五'国家科技支撑计划项目(2008BAF34B10)
文摘
基于Reynolds时均N-S方程,采用标准k-ε湍流模型,压力速度耦合使用SIMPLEC计算,对SXB型消防用多级泵进行三维定常全流场湍流数值模拟,得到该泵的速度矢量图、静压图、湍动能分布图等,并对其内部流动规律进行定性分析.分析结果表明首级叶轮-导叶、次级叶轮-蜗壳中间轴向截面的速度场分布均匀,导叶与蜗壳起到很好的整流作用;首级叶轮-导叶、次级叶轮-蜗壳中间轴向截面的压力场分布均匀,叶片上压力分布非常规则,仅在首级叶轮与导叶的间隙区存在具有对称性的局部高压区;首级叶轮-导叶区湍动能分布较为规则,而次级叶轮-蜗壳区域的湍动能在沿叶轮旋转方向靠近隔舌的区域分布紊乱,在远离隔舌区湍动能较小,隔舌区湍流损失大.模拟结果显示出了泵内能量损失严重的区域,可为改进泵设计提供参考.
关键词
多级消防泵
数值模拟
内流场
湍动能
Keywords
multi-stage fire pump
numerical simulation
internal flow field
turbulent kinetic energy
分类号
S277.9 [农业科学—农业水土工程]
TH313 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
叶轮几何参数对自吸泵自吸性能影响的数值分析
被引量:
6
4
作者
刘建瑞
向宏杰
刘亮亮
李昌
何小可
机构
江苏大学流体机械工程技术研究中心
出处
《中国农村水利水电》
北大核心
2012年第2期90-93,共4页
文摘
为研究叶轮几何参数对自吸离心泵自吸性能的影响,引用正交实验的方法,选取叶片出口角、叶片数及叶片包角3个因素设计了叶轮的9种方案。采用FLUENT软件预测各方案的外特性,并对自吸过程进行定常数值模拟以比较自吸性能的优劣,分析了所选取几何参数对自吸泵自吸性能的影响顺序,为自吸离心泵的设计提供参考。
关键词
自吸泵
气液两相流
自吸性能
叶轮几何参数
Keywords
self-priming pump
gas-liquid two-phase flow
self-suction performance
impeller geometric parameters
分类号
TH311 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
导流器对射流式自吸离心泵自吸性能的影响
被引量:
2
5
作者
刘建瑞
文海罡
向宏杰
郭晨旭
高振军
机构
江苏大学流体机械工程技术研究中心
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第1期43-47,共5页
基金
国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2011AA100506)
文摘
在射流式自吸离心泵的叶轮出口处增设新型导流器,该导流器具有两个不对称出口及隔流板,隔流板与叶轮间隙为1.0 mm。基于Fluent软件提供的Mixture多相流模型、标准k-ε湍流模型及SIMPLE算法,对该泵的自吸过程进行了非定常数值模拟,得到了泵内压力、速度和气液两相分布及导流器两个出口的压力、气相体积流率和液相质量流率随时间步长的变化规律。结果表明:导流器内压力沿流体流动方向逐渐增大,并出现较大的变化梯度,叶轮各流道内的压力近似对称分布;导流器两个不对称出口气液混合物的各个流动参数呈规律的周期性变化;导流器上的隔流板与叶轮的间隙在泵自吸过程中不仅能阻止液体环流,减少水力损失,而且使泵加速气液的混合及分离,从而缩短泵的自吸时间。
关键词
自吸离心泵
导流器
隔流板
自吸性能
数值模拟
Keywords
Self-priming centrifugal pump
Diffuser
Separating flow board
Self-priming performance
Numerical simulation
分类号
TH311 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
火电机组脱硫泵的设计及其磨损
6
作者
刘建瑞
何小可
刘亮亮
李昌
向宏杰
机构
江苏大学流体机械工程技术研究中心
出处
《排灌机械工程学报》
EI
2011年第5期374-378,417,共6页
基金
'十一五'国家科技支撑计划项目(2008BAF34B10)
文摘
根据两相流的理论设计方法对火电机组所用脱硫泵的叶轮直径、叶轮出口宽度、叶片进出口安放角和压水室等几何参数进行优化设计,适当增大叶片出口宽度和涡室排出口直径、并减小叶片出口安放角以减小磨损,提高泵的效率和水力性能.基于Pro/E软件建立泵的三维全流场模型,结合计算流体动力学软件Fluent 6.3,采用欧拉多相流模型对泵内两相流场进行了数值模拟.对两相流场的磨损机理进行了阐述,根据泵的设计工况对流道内固相体积分数分布进行数值计算及分析,同时对过流部件的基本磨损情况和主要磨损部位进行了预测.结果表明:叶轮的主要磨损部位在叶轮进出口处、叶片工作面、叶片前流线和前盖板处;设计的压水室耐磨衬板间隙自动补偿装置的可更换的结构形式能够保证泵的高效运行并延长泵的使用寿命;泵的性能试验结果表明该泵设计合理,额定点效率提高了3.8%.
关键词
脱硫泵
几何参数
数值模拟
设计
磨损
Keywords
desulphurization pump
geometric parameters
numerical simulation
design
abrasion
分类号
S277.9 [农业科学—农业水土工程]
TH311 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
导叶喉部面积对低比转速多级离心泵多工况设计的影响研究
被引量:
1
7
作者
卢新全
蒋敦军
向宏杰
朱广智
机构
新界泵业技术研发中心
出处
《中国农村水利水电》
北大核心
2018年第11期195-198,共4页
文摘
为研究导叶喉部面积对低比转速多级离心泵水力性能的影响规律,在保持叶轮不变的前提下,以导叶喉部面积为变参数,设计了3个不同喉部面积的导叶,通过导叶3D打印安排试验测试。对其测试结果进行分析发现,导叶喉部面积对多级离心泵额定点效率影响显著,且其效率随喉部面积的增大而增大,最高效率点随喉部面积的增大而向大流量方向偏移;最大流量随喉部面积的增大而增大;关死点扬程随喉部面积的增大而增大。研究分析认为导叶喉部面积对水泵性能影响显著,导叶喉部面积的合理取值能够兼顾多级离心泵多工况运行的设计要求。
关键词
低比转速多级离心泵
多工况
导叶喉部面积
水力性能
分类号
TV136 [水利工程—水力学及河流动力学]
TH311 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高温高压核电闸阀流固热耦合分析
刘建瑞
李昌
刘亮亮
向宏杰
何小可
《流体机械》
CSCD
北大核心
2012
21
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职称材料
2
高压核电平板闸阀的设计与数值模拟
刘建瑞
李昌
刘亮亮
何小可
向宏杰
《排灌机械工程学报》
EI
北大核心
2012
4
下载PDF
职称材料
3
SXB型消防用多级泵全流场CFD数值模拟
刘建瑞
张立胜
向宏杰
刘亮亮
《排灌机械工程学报》
EI
2010
5
下载PDF
职称材料
4
叶轮几何参数对自吸泵自吸性能影响的数值分析
刘建瑞
向宏杰
刘亮亮
李昌
何小可
《中国农村水利水电》
北大核心
2012
6
下载PDF
职称材料
5
导流器对射流式自吸离心泵自吸性能的影响
刘建瑞
文海罡
向宏杰
郭晨旭
高振军
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
2
下载PDF
职称材料
6
火电机组脱硫泵的设计及其磨损
刘建瑞
何小可
刘亮亮
李昌
向宏杰
《排灌机械工程学报》
EI
2011
0
下载PDF
职称材料
7
导叶喉部面积对低比转速多级离心泵多工况设计的影响研究
卢新全
蒋敦军
向宏杰
朱广智
《中国农村水利水电》
北大核心
2018
1
下载PDF
职称材料
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