轻量化车载牵引变压器风道局部损失系数及冷却风分布计算

基于高速动车组轻量化车载牵引变压器的风道结构及其内部冷却风分布,采用计算流体力学软件Ansys Fluent,确定风道入口雷诺数、质量流量比以及风道水力直径比为影响局部损失系数的主要参数,忽略风道入口距离的影响;采用多级最小二乘法,构建轻量化车载牵引变压器风道结构尺寸和物性参数变化下普适的局部损失系数关联式;基于该关联式,结合质量流量守恒原理和多目标优化的遗传算法,建立轻量化车载牵引变压器冷却风分布模型,并进行验证。结果表明:建立的局部损失系数关联式能够实现风道内局部损失系数的准确计算,平均相对误差在0.3%~0.5%之间,相关系数高于0.9931;模型计算所得冷却风质量流量分布的结果与数值仿真结果基本一致,平均绝对误差在0.005~0.020 kg·s^(-1)之间,平均相对误差均小于2%,验证了冷却风分布模型的有效性。

局部损失系数数值仿真研究

局部损失系数是管道内压力损失的重要系数,课题组首先应用计算流体动力学(CFD)数值仿真方法,研究了不同方管直径、曲率半径比和弯管角度下共168种不同情况下的局部损失系数,利用最小二乘法制成曲线,并获得局部损失系数的计算公式;其次,利用数值模拟获得冷板的压力损失;最后,利用流体力学理论和局部损失系数计算公式,计算冷板的压力损失。结果表明:局部损失系数随着管径的增大而减小,而管径相同情况下随着曲率半径比增大,局部损失系数先减小后增大,并且通过数值仿真与理论计算对比,验证计算公式的准确性。

保水堰局部水头损失系数的数值模拟

保水堰是分段低压输水管道中一种新型的衔接水工建筑物。文中采用VOF方法与标准k-ε紊流模型相耦合,对保水堰的流场进行了数值模拟,计算出了保水堰的局部水头损失系数。为南水北调工程天津干线的设计提供了依据。

闸孔出流局部水头损失系数研究

为了填补现有水力计算手册中关于确定闸孔出流局部水头损失系数的空白,在当前闸孔出流水力计算理论与实践的基础上,根据能量方程导出了平板闸门闸孔出流局部水头损失系数ζ的定量计算公式。即ζ=0.610 3（e/H）^3-0.290 8（e/H）^2＋0.117 5e/H＋0.040 6,ζ随闸孔相对开度e/H的增大而增大,其变化范围为0.04-0.16。

圆管突然扩大与突然缩小的局部水头损失系数的研究

采用RNG k-ε紊流模型,对Re>4 400时圆管中突然扩大和突然缩小的局部水头损失进行数值模拟;并与实验值进行比较。结果表明:模拟得到的测压管水头差与实测值吻合较好,局部水头损失系数的相对误差较经验值的相对误差小;圆管突扩与突缩的局部水头损失系数与雷诺数的对数呈良好的线性关系。随雷诺数的增大,局部水头损失和突扩局部水头损失系数逐渐增大;而突缩局部水头损失系数呈减小的趋势。对工程实践中水利工程的设计有重要的指导意义。

大口径玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数探究

针对大口径玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数取值问题,以新疆小洼槽倒虹吸工程为例,结合工程实际选取合理的观测段,并依据多年实测资料,采用伯努利方程原理,初步确定倒虹吸管承插式接头局部水头损失系数。在此基础上,将倒虹吸全段水头损失（包含承插口接头局部水头损失）水力计算结果与上下游水位实测数据进行对比分析,验证该系数取值范围的准确性。最终建议大口径玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数ζ取值范围为0.0035～0.005。

基于CFD的管道流动局部水头损失系数的数值计算

本文利用FLUENT软件对几种常见模型管道在k-ε湍流情况下的流场、压力场进行了数值模拟,并根据数值模拟结果对突扩管的局部水头损失系数进行了修正。结果表明:对于突扩管在同一雷诺数下,随着管径比值(前程管径与后程管径之比D1/D2)的不断增大,局部水头损失及损失系数均减小;而随雷诺数的增大,突扩管流场中的局部水头损失系数逐渐增大。

人工植被分布变化对坡面流阻力及局部水头损失系数的影响研究

基于室内坡面流实验,研究了人工植被分布变化对坡面流水动力学特性的影响。试验包括"细管整齐排列"、"细管1/2错开排列"、"细管1/4错开排列"、"粗管1/2错开排列"等植被分布方式。研究结果表明植被分布变化对坡面流扰动程度的影响显著,从而使得不同植被分布方式下的坡面流达西阻力系数、局部水头损失系数差异性很大。而随流量增大达西阻力系数、局部水头损失系数都呈现先减小后增大的趋势。

阀门局部水头损失系数计算机方法

在一定的假设条件下,提出了阀门假设离散性计算模型,然后根据圆管突然扩大或缩小局部水头损失系数的处理方法,对阀门开启或关闭时水头损失系数作了初步分析,得到了计算阀门局部水头损失系数的简单计算公式。为便于计算机编程,对阀门开度随时间的变化关系方式进行了相应的处理。

控制棒定位隔板局部水力损失系数的数值计算

在反应堆驱动线落棒的分析计算中,导向筒隔板处的局部水力损失系数对流体力来说至关重要。采用CFX软件对一种结构复杂的导向筒隔板模型进行数值模拟,可得到流体通过隔板时的局部水力损失系数。同时考虑控制棒的影响,运用修正系数对局部水力损失系数进行修正,从而建立了一套适用于复杂结构局部水力损失系数计算的方法,可用于反应堆驱动线落棒过程中流体局部水力损失的计算。

生态沟渠淹没刚性植被局部水头损失系数研究

在生态沟渠的过流能力和断面尺寸设计中,断面阻水特性以及平均流速是非常重要的因素。以往的研究多基于力学平衡方程,但往往仅考虑了植被的阻水作用而忽略了沟渠边壁及底板的阻水作用。从能量方程角度,将植被引起的水头损失看作局部水头损失,把边壁和底板引起的水头损失看作沿程水头损失,对含刚性植被矩形水槽试验资料进行多元回归分析,得到了刚性植被局部水头损失系数ε的经验公式和断面平均流速v的计算公式,经试验资料验证,并与通过植被阻力系数Cd推求的流速相关公式对比,得出本文提出的刚性植被局部水头损失系数经验公式和含刚性植被矩形生态沟渠断面平均流速计算公式计算的精确度较高,可为生态沟渠的设计提供参考。

长距离大口径输水管线摩阻系数及局部水头损失系数研究

针对长距离、大口径PCCP输水管摩阻系数n值及局部水头损失系数ξ值经验数据较少的情况,根据对已经实际运行四年的珠海市平岗泵站咸期供水配套工程中的输水管(长21km,管径DN2 400)进行监测和数据分析,推算出较为合理的n值、ξ值和局部水头损失比例,以供今后类似工程参考。

R型水跃局部水头损失系数与跃后水深的计算

通过能量方程研究R型突扩水跃局部水头损失系数,完善水跃跃后水深计算的理论方法,为消力池跃后水深的计算提供新的思路。通过建立消力池出口扩散断面和跃后断面的能量方程,分析R型突扩水跃局部水头损失系数和水跃水深比的变化规律。结果发现:R型水跃相对局部水头损失系数是突然扩散断面弗劳德数和消力池突扩比的函数;相对局部水头损失系数既服从线性分布,又服从乘幂分布;水跃水深比是跃前断面弗劳德数和消力池突扩比的函数。提出了局部水头损失系数和水跃水深比的计算公式,并分别对其进行了验证。

S型水跃局部水头损失系数与跃后水深计算方法

鉴于水跃跃后水深作为消力池体形设计的重要参数,通过建立水跃区跃前和跃后断面的能量方程,分析了突扩式消力池S型水跃局部水头损失系数和共轭水深比的变化规律。研究发现,S型水跃相对局部水头损失系数是跃前断面弗劳德数函数,并随着弗劳德数的增大而增大;相对局部水头损失系数随跃前断面弗劳德数的变化规律既可用线性公式表示又可用乘幂公式表示;水跃共轭水深比是跃前断面弗劳德数和消力池突扩比的函数。通过能量方程求解的S型水跃跃后水深公式具有较高的计算精度和较好的通用性,且能作为矩形明渠水跃共轭水深的求解公式。

突扩圆管局部水头损失实验教学的改进

突扩圆管局部水头损失量测实验是水力学实验教学的重要内容之一,对其实验内容进行深化,进而推进水力学实验教学的创新。从突扩圆管水流流动的能量方程出发,导出了流动雷诺数影响下的局部水头损失系数的计算公式,并依据圆管紊流指数律的流速分布假设,分析了在低雷诺数情况下局部水头损失系数随雷诺数的变化规律,实验数据验证了局部损失系数计算公式的合理性和可靠性。

轴向导流器局部损失实验及数值模拟研究

为确定风沙模拟系统的管路特性,利用本校闭式风洞实验系统得到了不同开度下风机前置轴向导流器的局部损失。利用FLUENT软件模拟出了不同边界条件设置方案下轴向导流器的局部损失,并将模拟结果与实验结果进行了对比分析,确定了较为合理的边界条件设置方案,获得了运用数值模拟预测风沙模拟系统管路特性的可行性方法。

渐变河道水流结构及局部水头损失特性研究

河宽渐变是天然河道的普遍形态特征。运用声学多普勒流速仪(ADV)测量了渐变河道模型的水流结构。试验结果表明:渐变河道形态对水流结构影响明显,在渐缩段和渐扩段产生二次环流,前者影响效应大于后者,且方向相反。基于SMS水动力学模型对渐变河道水流特性进行了二维数值模拟,与实测值吻合较好,并计算分析了局部水头损失系数沿程的变化规律。

内镶贴片式滴灌带局部水头损失试验研究

通过试验研究了标准管径16 mm的5种内镶贴片式滴灌带的局部水头损失,分析了滴灌带局部水头损失占沿程水头损失的比值hjt/hf和局部水头损失系数α的变化规律.结果表明:相同工作压力下,滴灌带当量直径随壁厚的增大而减小,造成沿程水头损失和局部水头损失的增大,局部水头损失与壁厚、滴头断面面积和雷诺数有关.随着雷诺数的增大,滴灌带局部水头损失占沿程水头损失的比值hjt/hf减小,最小值可达到0. 67,但仍超过中国制定的微灌工程技术规范设计标准(0. 1~0. 2).通过对试验数据进行多元回归分析,提出了滴灌带局部水头损失系数与过水断面收缩比和雷诺数的关系式,相关系数为0. 96.

热通道幕墙进出风口局部阻力系数实测与分析

阐述了热通道幕墙内部通道气流流动的规律。采用一维流动计算模型,建立各有限段剖面气流的贝努里能量方程、质量连续性方程,运用有限分析法寻求数值解,并设计专用的计算程序。通过热通道幕墙的多种工程模型试验,观察进出风口流场结构,实测局部阻力损失系数。最后给出了计算实例。

大孔径限流装置损失特性分析

对大孔径限流装置的损失特性进行了分析 ,对比分析了大孔径限流装置与小孔节流的压力损失机理 ,用试验的方法 ,找出了大孔径限流装置的局部损失系数随限流孔径的变化规律 。