基于CFD技术的高压泵液力端优化设计

为提高反渗透海水淡化高压泵的效率,降低反渗透海水淡化系统的能耗,对往复式高压泵的液力端进行了优化设计.设计两种过流性能较好的组合阀方案,采用数值分析的方法,用三维造型软件Solidworks 2007分别对两个方案的流道进行数学建模,然后导入Fluent 6.2的前处理软件Gambit 2.2.30进行网格划分,再应用流场计算软件Fluent 6.2对流场进行数值分析.结果表明:方案二具有过流性能好、水力损失小、水力效率高等优点.根据方案二的漩涡分布情况,对方案二做了进一步的优化设计,从而得到了适合反渗透海水淡化工况的高压泵液力端.经优化设计后,泵效率高达93.36%,机组效率高于88%.

基于CFD的压裂施工中定压节流器结构优化

为了减轻压裂过程中流体对定压节流器和外面套管的损坏,利用流体动力学分析软件FLUENT中的标准k-ε模型,对节流器附近流场和压力分布进行数值模拟分析,进而对套管内封隔器分段压裂工艺中定压节流器的入口形状和出口形状进行优化。计算结果表明,该模型中的节流器空腔内壁存在冲蚀破坏,这主要是由于节流器入口附近有旋流场存在;节流器入口采用流线形过渡形状,可以减弱入口处的旋流场;近似流线形的节流器出口形状能保证在较高的节流器底部压力的条件下,降低工具内壁的动压力,在射流处起到整流作用的同时,降低湍流强度,有利于减弱工具内壁所受冲蚀;组合使用入口过渡形状和流线形出口结构能有效减弱压裂过程中流体对压裂工具的冲蚀破坏。

基于航空技术的轴流风机CFD智能仿真优化

利用航空技术对空调用轴流风机进行CFD仿真,建立了可灵活快速变形的轴流风机参数化模型,通过研究不同转速、风量、压力等工况条件下不同风机设计参数对轴流风机性能的影响,形成了一套适用于实际生产设计场景中的轴流风机智能优化平台,并对某型号风机在22000m3/h流量的工况下的性能进行优化设计。优化后模型效率提升明显,其静压效率由35.3%提高至40.8%,全压效率由59.6%提高至65.7%。

不同结构参数对高速开关阀液压力的影响研究

因其具有价格低廉、抗污染性强等优点,高速开关阀已被广泛运用到各种车辆的制动系统中,其动态性能直接影响到车辆的制动效果,而阀芯所受的液压力是决定高速开关阀动态特性优劣的关键参数。针对不同参数对高速开关阀液压力的影响,以及实际工程中阀芯液压力难以测量的问题,采用计算流体动力学(CFD)对高速开关阀进行了数值模拟。首先,基于有限体积法(FVM),建立了不同开度、压差、温度、以及结构参数(阀座节流孔直径和锥角)的三维仿真模型;然后,对比不同网格数量的仿真结果,排除了网格数量对于仿真结果的影响,并详细分析了各参数对液压力的影响,得出了高速开关阀液压力与各参数之间的变化规律;最后,采用响应面分析结合遗传算法对开关阀的结构参数进行了优化。研究结果表明:随着阀芯开度的增加,节流区域发生了转变;较大的压差会导致液压力产生较大幅度的变化;相较于高温,低温对液压力有着更加显著的影响;对结构参数进行优化后,最小开度的液压力提高了49.2%,提高了阀控制稳定性,为高速开关阀线性控制设计提供了理论基础。

基于STAR-CCM+的歧管式催化转换器流场分析

利用计算流体动力学(CFD)软件STAR—CCM+,建立了某4缸汽油发动机的歧管式催化转换器的三维数值计算模型。运用多孔介质模型模拟催化转化器载体的内部流动,对催化转化器的稳态流动进行了数值模拟,对发动机不同气缸工作时气体流动分布、流动不均匀性和排气背压进行数值计算。从CAE的角度分析了催化转化器进口端面破损及进出气端颜色不均的原因,为歧管式催化转化器结构设计和性能改进提供理论依据。

裂解炉五合一掌型管件结构优化设计

针对裂解炉辐射盘管用的五合一掌型管件,具有结构尺寸较大、结构型式较为复杂、入口流道不完全对称结构易产生裂解气偏流、铸造质量不易控制等特点,为使其达到5个入口流量分配均匀、减少流动区域的涡流面积、具有铸造的可行性并获取良好的成品质量等目的,采用CFX软件对其进行反复模拟,并对具体结构进行优化设计,最终得到一个相对理想的设计方案;采用专用铸造软件对优化后的设计方案进行铸造可行性和铸造质量的模拟分析;并对其在制造、检验和组装等环节提出严格要求。

圆筒状褶式机油滤清器的模拟与优化设计

为降低机油滤清器过滤压力损失,通过压力损失试验,确定了压力损失模拟的边界条件,建立了压力损失的二维CFD模拟模型,分析了压力损失特性与影响因素,推导了压力损失与影响因素的多元回归关系式。模拟结果表明:对滤芯压降影响的主次顺序为过滤速度、滤芯折高、流道宽度、折数、滤纸厚度与含尘浓度;滤芯初始压力损失与其结构及运行参数呈非线性关系,并与滤芯褶数存在最佳值;回归关系式的相关系数为0.998,因此,可靠性高。

混凝土泵高低压切换阀典型管网液流特性

针对混凝土泵泵送过程中高低压切换阀压力损失的严重问题,采用计算流体动力学(CFD)方法,结合油液流动特性对阀块管网结构进行优化设计。以混凝土泵高低压切换阀内典型的"∏"型孔道为研究对象,在Fluent中对流道结构进行建模和仿真,通过数值模拟得到了流道内压力、速度等参数的分布和变化规律,分析了刀尖角方向和工艺孔属性对管道压力损失的影响。同时在HBT80S1813型拖泵上用改进前后的2种阀块做了对比试验。仿真结果表明:液流方向正对刀尖角时管道压力损失较小;管网阻力随工艺孔通径的增大而减小,超过最大工艺孔通径后压力损失不再明显变化;工艺孔有效长度大于1.5倍工艺孔通径时,管网压力损失随工艺孔有效长度的增大而增加;工艺孔冗余腔的长短对管网压力损失没有明显影响;按仿真结果优化后的阀块压力损失明显减少,系统发热得到改善,证实了理论分析和仿真结果的正确性,研究结果可为阀块流道的结构设计及优化提供理论依据。