水下航行器高压涡轮内特性数值计算方法

开展高压涡轮机内特性研究对提高大功率水下航行器热动力技术能力具有重要意义。根据一维气动理论,开展高压涡轮机三维几何构型设计及热力计算,基于Fluent软件建立三维数值仿真计算方法,对高压涡轮机的内特性及流动特征进行计算。结果表明,涡轮机内特性结果与热力计算结果相吻合,基于标准模型和标准避免函数的数值仿真计算方法满足工程计算精度要求。此外,根据数值计算结果,分析涡轮机动叶片做功情况,为涡轮机设计优化提供思路。

变幅频载荷下不同结构液阻衬套内特性的实测与计算分析

采用试验的方法,对不同结构式液阻衬套在不同振幅及不同频率下的静、动特性及内特性进行了测试。推导得到一个统一的可表征多惯性通道-多节流孔式液阻衬套的集总参数模型,对液阻衬套的动特性进行了描述。建立了统一的多惯性通道-多节流孔式液阻衬套液体通道内流量响应及液室内压力波动的响应方程。采用直接流固耦合及不变特征点相结合的方法得到液阻衬套实物模型的计算参数,计算与测试结果对比验证了模型的正确性。对不同结构式液阻衬套在不同振幅及频率激振下的内特性进行了计算研究,并与理论推导结论及测试结果进行了对比分析,验证了计算分析的正确性。该计算方法可为液阻衬套的初期选型及设计开发提供直接参考。

灯泡贯流式水轮机装置甩负荷过渡过程基于内特性解析理论的数值计算方法

针对工程实际中具有双调节元件的水轮机装置缺少全特性曲线时无法进行过渡过程计算的问题,采用基于内特性解析理论的数值计算方法对灯泡贯流式水轮机装置甩负荷过渡过程进行研究和计算;采用自行开发的计算软件对广东省封开县白垢水电站灯泡贯流式水轮机装置进行甩负荷过渡过程理论计算。结果表明:计算得到的最大转速相对额定转速上升了71.6%,实测最大转速上升率为67.4%,计算值与实测值的相对误差为6.2%;计算得到的最大压力相对初始压力上升了27.5%,实测最大压力上升率为28.75%,计算值与实测值的相对误差为4.3%。转速和压力上升率的相对误差均小于10%,满足工程需要。基于内特性解析理论的数值计算方法可供工程实际中计算过渡过程。

综合式液力变矩器内特性的计算与分析

根据综合式液力变矩器外特性的试验结果,应用比例分配法对其内特性进行了计算。在确定了循环流量的基础上,计算了典型工况下各工作轮上的损失能头及静压力分布。以4L60ED245型综合式液力变矩器为实例,对内特性的计算结果与束流理论的计算结果进行了比较。结果表明:按比例分配法计算出的结果精度较高,且两种计算方法计算出的进、出口压力变化趋势相似。

单边膨胀喷管几何参数对内特性和流场的影响

采用三维数值模拟方法研究了单边膨胀喷管(SERN)主要几何参数对其内特性和流场的影响,计算结果表明:侧壁的延伸对SERN的轴向推力系数Cfa是有益的,但过大的侧壁浸湿面积会产生大的摩擦损失从而使推力性能下降;其中部分封闭侧壁的性能要略微高于全封闭式侧壁,而相比于短侧壁,其Cfa的优势在2%左右;此外,侧壁的延伸可以有效降低设计点的推力矢量角δp;长的曲壁模型拥有高Cfa的同时其δp处于较低的水平,在设计点条件下,最高Cfa可达0.983,这与传统的轴对称喷管和二元收扩喷管相差不大;在高落压比条件下,大的喷管喉道宽高比可以有效降低气流展向膨胀损失从而具有高的Cfa和低的δp,而且其优势随NPR的增大而增加。

含导叶不同步装置的水泵水轮机全特性的内特性解析

利用叶片式水力机械内特性解析理论,建立了含导叶不同步装置的水泵水轮机的水轮机区和反水泵区的全特性曲线的数学表达式,得出了求解这两种工况下当量开度的方法。结合水泵水轮机生产厂家所提供的原始模型全特性曲线,对水轮机飞逸工况特征点和水轮机零流量工况特征点给出经验计算公式。含导叶不同步装置机组的理论全特性曲线与实测全特性曲线的对比验证了该理论的工程实用性。

基于给水泵内特性的给水管路系统建模方法研究

针对给水控制系统的建模应用,介绍了一种基于给水泵内特性的给水管路系统建模方法。传统的基于给水泵特性曲线的建模方法只能模拟静态特性,而基于给水泵内特性的建模方法能够同时模拟给水管路系统的静态和动态特性,为给水控制系统的设计提供了仿真验证对象。根据动量矩定理以及翼栅分析理论建立了基于给水泵内特性的给水管路系统数学模型,采用VC++6.0编制了仿真程序,利用龙格库塔法对数学模型进行解算。通过对给水管路系统典型工况的仿真试验对该数学模型以及建模方法进行了验证。仿真试验结果表明,该建模方法能够正确模拟给水管路系统的静态与动态特性,具有一定的应用价值。

汽车筒式液压减振器内特性的试验方法

从汽车筒式液压减振器的工作原理出发,利用流体力学原理,提出了数值模拟筒式液压减振器内特性的非线性计算方法,并以此为基础,提出筒式液压减振器内特性的试验方法.

固液两相流下离心泵内特性和颗粒分布的数值模拟研究

基于计算流体动力学(CFD)和数值模拟的方法,研究固液两相流下的离心泵内特性变化规律、颗粒分布和速度,从而进一步探索离心泵的磨损规律。计算结果表明,颗粒的浓度和密度对离心泵内特性存在一定的影响,总压和湍动能系数k(液相)随着θ角度增大呈现出周期性波动的现象,并且总压和湍动能系数k(液相)在不同的工作条件下的波动的规律比较相似。在不同的颗粒浓度下,蜗壳中固相颗粒浓度沿着蜗壳半径方向向外逐渐增大,其中隔舌出口附近的蜗壳内边缘处的浓度最高,且在隔舌出口附近颗粒分布较为不均匀。此外,颗粒密度对颗粒在离心泵内分布的影响较为明显。相比于大密度颗粒工况,当颗粒密度较小时,离心泵流道内颗粒分布较为均匀。颗粒速度大小和浓度的分布在叶片的工作面和背面有着明显的不同,在叶片工作面上,颗粒在叶轮进口附近易集中,在叶片背面上,颗粒在叶轮进口附近和叶片末端易集中,从而推断在叶片工作面入口上边缘处和在叶片背面的末端磨损更有可能被磨损。

轴对称双喉道气动矢量喷管内特性数值模拟

采用数值模拟方法,就轴对称双喉道气动矢量喷管主要几何参数对喷管内特性(气动矢量角、气动矢量效率、推力系数、流量系数)的影响进行了分析,并得到了一组内特性较优的喷管几何参数。结果表明,次流注入角、空腔收敛角、空腔长度等几何因素对喷管矢量特性影响较大,次流注入角、空腔扩张角等对喷管推力特性有较大影响。优选后的喷管矢量角可达15.5°,矢量效率达5.70°/1%,喷管推力系数为0.92。

基于泵内特性的离心式给水泵建模仿真及可视化研究

通过对离心式给水泵的内特性的分析与建模,完成在VC++/MATLAB程序下对离心式给水泵的启动过程的内特性曲线模拟系统,通过MATLAB完成对离心式给水泵内特性的数学建模,并计算出初始参数,再用VC++程序计算出模拟曲线所需要的参数,并采用了VC++设计MFC显示界面,完成离心式给水泵在启动过程中的稳态运行下内特性的过渡过程模拟。

基于水轮机内特性的过渡过程计算

本文从基于水轮机内特性的过渡过程计算理论出发,根据具体情况选用不同的刚性计算理论或弹性计算理论,选用VC++计算机编程语言,实现了在Windows界面下的参数输入,具有良好的人机交互形式,使复杂的参数输入和计算过程变得简单易行。

控制阀内特性的选择

介绍了掌握控制阀的内特性 ,可以利用其在不同的压力温度下对管路系统的不同作用 ,而达到与管路系统运行相匹配的目的。

根据液力变矩器试验外特性反算内特性的计算方法

采用一种新的内特性反算方法，对离心涡轮变矩器ＪＱＢ２和ＥＱＱ３进行了计算。计算结果表明，本计算方法简单、可靠，反算结果可供同类型变矩器设计时参考。

内特性模拟法在山口水电站防抬机中的应用

水轮机组甩负荷时,经历制动工况及水泵工况,并在导叶开度为0时,出现最大的反向水推力。此外对吸出高度为负且Hs较大的水电站,反向水锤也会引起较大的冲击力,两者都形成机组的抬机力。由水泵工况引起的抬机力计算,目前尚无精确算法。该文以山口水电站为例,求解过渡过程的内特性法进行动态模拟,发现可以选择合适的关闭规律,有效抑制抬机力。

制粉系统运行方式对炉内特性的影响

油改煤锅炉因受原设计的影响，后建粉仓容积偏小，选择不同方式的制粉系统运行对锅炉的安全经济运行影响很大，对一油改煤炉进行试验研究，在定量分析后选取了几种合理的运行方式，对锅炉安全及经济运行可得到兼顾。

带转轮泵的顶盖取水装置流动特性研究

为研究带转轮泵的顶盖取水装置取水装置的内部流动特性,以渔子溪电站水轮发电机组的顶盖取水装置为例,针对其额定运行工况,采用基于有限元的有限体积法,结合CFD软件平台,对取水装置内部的流场分布和主轴密封真空度进行了数值计算,并将部分计算结果与现场测量数据进行对比,验证了数值计算方法的可靠性。在此基础上,针对变转速和变流量工况,分析了该取水装置的主轴密封真空度,转轮泵的扬程、轴功率和效率等的变化规律。结果表明,如果要保证主轴密封内全域无水运行,对于渔子溪电站,水轮机转轮上止漏环密封出口处的压力要小于推荐值(约为0.55 MPa);计算同时发现,转轮泵扬程随转速变大而变大,而随流量变大而变小,其流动损失较大,水力效率较低。

筒式液阻减振器工作特性的实验研究

作者制备了一种单筒式减振器实验样品,利用专用振动实验台对其外特性和内特性进行了测试和分析。比较了低速工作条件下油液阻尼力、补偿阻力和摩擦阻力等之间的关系。考察了不同激振频率和幅值条件下减振器工作特性的不同特征及原因,探讨了油液工作温度以及橡胶衬套等的影响。建立了简化的减振器力学模型,据此分析了等效阻尼系数、等效刚度、激振频率、振幅等参数对减振器阻力幅值和滞后角的影响,解释了实验测试中的现象。

用于确定双吸离心泵Suter曲线的三维内特性法研究

水泵Suter曲线是泵站水锤分析的必备条件之一。现有用于获取双吸离心泵Suter曲线的实测法具有难度大、成本高的特点,而间接插值估算法的精度又比较低,本文提出了一种通过水泵流场三维数值计算确定双吸离心泵Suter曲线的新方法,简称三维内特性法。该方法采用计算流体力学(CFD)技术,对双吸离心泵的水力模型进行三维造型、工况离散、流场计算及结果转化,以快速、准确地获取双吸离心泵Suter曲线,在正水泵工况、正水轮机工况、反水轮机工况、反水泵工况等工况下,计算出相应流量、转速、扬程和转矩关系。定量分析表明,相比于间接插值估算法,采用三维内特性法获得的Suter曲线中,Wh(x)的计算精度平均提高了39.2%,Wb(x)的计算精度平均提高了26.3%;在将采用该方法获得的双吸离心泵Suter曲线用于事故停泵工况水锤分析时,计算得到的系统最大压力降低了15.0%,管线发生汽化压力的范围缩减了81.4%,双吸离心泵的最大倒流量增大了11.9%,最大倒转速降低了6.1%,与实际测试结果更为接近。该方法为提高双吸离心泵站水锤分析精度提供了一种新技术途径。

超临界水堆控制条件下扰动特性分析

超临界水堆的一次通过循环设计不同于现有轻水堆,因此研究其扰动特性十分重要。在发生扰动后欲保持电站运行稳定,就要依靠控制系统调节达到稳定的状态。本文通过FORTRAN编制程序,研究以控制棒、汽轮机控制阀与反应堆冷却剂泵为控制方式的电站系统中,发生压力、温度等扰动时,反应堆内参数的变化。结果表明:给水流量的扰动不会对系统行为有很大影响,给水温度下降的扰动需较长时间才能达到稳定,压力设定值变化扰动时稳定所需的时间较短。