空化现象对水导激光微水束稳定性的影响研究

为了探寻空化现象对水导激光微水束稳定性影响,利用计算流体动力学的方法,分别在不考虑空化和考虑空化的情况下,对从典型喷嘴出射的水射流进行了数值模拟分析,研究了空化现象的产生机理及对微水束稳定性的影响。结果表明,在入口直径为0.1 mm、圆柱段长径比为1、上边缘锐利的喷嘴结构下,随着入口压力从0.2 MPa增大到16 MPa,水射流与喷嘴壁面分离后再次附着的长度逐渐增大,并且空化会导致该长度延长;在入口压力小于6 MPa的情况下,不考虑空化的水射流在稳定后会贴着喷嘴壁面流下,而添加空化模型使得水束形成翻转流。该研究对设计满足水导激光工艺的喷嘴结构有着重要的参考价值。

文丘里管内NaOH溶液的空化现象及其诱发的压力脉动特征分析

借助文丘里管空化可视化实验台,采用高速相机捕捉空化区的瞬态几何形态,借助高频压力脉动测试系统获取流场中的压力脉动特征.以清水和质量分数为0.5%和1.0%的NaOH溶液为液体介质,并考虑介质体积流量对空化现象的影响,对空化区的形态、压力脉动功率谱密度及均方根能量值进行综合分析.研究结果表明:NaOH溶液中空化强度比清水高,且NaOH溶液质量分数的增加会导致空化加剧;清水中空化区尾部存在空化泡回流特征;空化现象的发生激发NaOH溶液中的高频压力脉动,而压力脉动功率谱密度与空化强度不存在正相关关系;清水和NaOH溶液中的压力脉动均方根能量峰值出现的位置均随介质体积流量的增加而向下游推移,1.0%NaOH溶液中的均方根能量值最大.

水轮机空化现象智能识别的分类模型训练方法

目前国内暂无相关成熟的分类模型训练方法以支持机器自动识别水轮机初生空化现象,针对于此,提出了一种支持向量分类算法(SVCC)用于水轮机空化现象智能识别的分类模型训练,以解决现有技术中分类算法对非线性可分样本数据分类效果不佳的问题。对该分类模型的核函数和超参数选取等环节进行了优化,以更好地适应水轮机空化试验数据的特点。训练好后的分类模型已应用于东方电机有限公司水轮机模型试验台进行水轮机初生空化的识别。实际应用表明,该分类模型能够提高机器对水轮机初生空化现象的识别效率且其最终判别准确率可达80%。

高压喷射喷孔结构参数对空化现象的影响

空化现象产生的空穴具有不稳定性,空穴的产生和溃灭会对高压喷孔内的流体流动产生扰动.柴油机喷油器喷孔是高压喷射喷孔的典型形式.采用ANSYS软件中的Fluent模块,模拟了柴油机喷油器在不同喷油压力条件下,喷孔不同入口圆角半径、中径比对喷孔内燃油空穴形态的影响,并分析了空化现象存在时,喷孔结构参数对燃油质量流量的影响.结果表明,在喷油压力一定的情况下,增大喷孔入口圆角半径、改变中径比为d/D<1.0或d/D>1.1均对空化现象有抑制作用,随着压力增大,抑制作用增强;中径比1.0<d/D<1.1对空化现象有促进作用,随着压力增大,促进作用增强.增大喷孔入口圆角半径、中径比,可以提高喷孔内燃油的质量流量,在较高喷油压力时提升效果更为明显.

转套式配流系统内部流场空化现象研究与分析

针对转套式配流系统工作时流场内部局部压力降低,产生低压区以及出现低于绝对零压的现象,本文利用空化模型模拟流体的压力分布,并分析了空化对系统的影响。同时,对空化产生的机理与模型进行分析,根据转套式配流系统的结构特征建立流体模型,根据仿真要求对配流系统流体域进行参数设置,并在仿真过程加入空化模型,设置流体饱和蒸汽压。仿真结果表明,配流系统工作过程中在高压区向低压区的过渡位置出现了空化现象,气泡被带入低压区,对配流系统元件的气蚀现象不明显,但会降低容积效率,说明空化对配流系统造成一定影响。该研究对进一步研究容积效率指明了方向。

冲击波聚焦粉碎人体结石过程中的空化现象的数值模拟

利用数值方法对粉碎人体结石时冲击波会聚过程进行了模拟 ,其中关于水下的负压聚焦演化过程数值结果与实验相准确地吻合。数值模拟证明 ,在碎石冲击波聚焦过程中出现空化是不可避免的 。

低温流体经过弯管时的空化现象分析

采用完全空化模型,对液氧流经弯管中时的空化现象进行了数值模拟。研究表明:由于弯管内侧流体压力低于外侧,当最低压力降低到空化核不稳定的临界压力时,空化首先在弯管内侧产生;入口速度增加、出口压力降低或流体温度升高,均会导致空化区域增大、强度增加。当空化区域扩展到一定范围时,管内大部分区域的流动状态达到基本稳定,空化现象对入口速度、出口压力等操作参数的变化不再敏感。此外,弯管的几何结构如曲率变化对空化现象也有相当大的影响。

热力学理论与空化现象

有关空化现象的理论研究大多建立在1917年由Rayleigh开始的,后由Plesset等人发展起来的单个空泡运动理论的基础上.该理论仅从流体动力学的某些观点出发,考虑了力的作用,对诸如水下爆炸等问题的讨论,无疑是合适的.由于忽视了空泡生长或消失过程中气、液两相间的物质交换及能量转化,因此对空化现象的讨论则认为是不完备的. 本文主要从热力学观点.分析高速水流中的空化现象、空泡形成条件、空化数以及讨论空化模型实验的相似性问题.

柴油机孔式喷嘴内部空化现象的数值模拟

采用Fluent软件的混合多相流模型和空化模型,对柴油机孔式喷油嘴稳定喷射时喷嘴内部的空化流动现象进行了数值模拟,得到了空穴在喷油嘴内的分布情况,进一步分析了喷孔直径和喷孔长径比等几何结构参数对喷孔内空穴分布的影响。结果表明,增加喷孔直径和提高喷孔长径比可以使空穴在喷孔出口截面上分布更为均匀。

高强度聚焦超声治疗兔胫骨移植性鳞状细胞癌中的空化现象

目的:研究高强度聚焦超声(highintensityfocusedultrasound,HIFU)治疗兔移植性骨肿瘤过程中是否有空化现象产生。方法:以纯种荷瘤新西兰兔为实验对象,将1mm3VX2肿瘤组织块移植于兔胫骨组织内制作出VX2兔骨肿瘤模型。分别用水浴加热法和HIFU照射法治疗该骨肿瘤,观察治疗后其形态学变化。对HIFU组中观察到有空泡出现的标本作特殊染色(黏液、脂肪)。结果:HIFU治疗后的肿瘤组织在光镜、电镜下观察到大量大小不等的空泡,脂肪、黏液染色均为阴性。结论:HIFU治疗肿瘤过程中有空化机制的参与,它与以往的热疗法有本质上的区别。

基于FLUENT轧机油膜轴承空化现象的仿真与分析

基于RANS方程和两相流模型以及自然空化模型,采用有限体积法建立了气、液混合数值模拟方法,并对计算域进行分块网格划分,模拟了轧机油膜轴承的空化现象以及空穴区的迁移情况,得到油膜的压力场和不同转速下空穴区气相体积分数分布。研究发现:影响油膜发生空化现象的主要因素是流场的局部绝对压强,转速对空穴区的迁移有明显的影响,而流场的边界状态是仿真成功的关键。本次研究内容对优化油膜轴承的结构以及提高油膜的工作稳定性提供了有效的参考。

空化现象在新型超声波治癌中的作用

西方国家的临床试验表明:高强度聚焦超声(HIFU)能够杀死癌细胞,但很少有HIFU被应用于临床.

流体的空化现象造成的危害和预防

简述了流体在节流减压过程中的空化现象所造成的危害以及预防措施 ,同时提出工艺设计中需要注意的问题。

流体的空化现象所造成的危害及其预防措施

该文简述了因流体在节流减压过程中的空化现象而造成的危害和预防，以及工艺设计中的要求。

控制阀空化现象的分析

本文主要分析了空化现象的形成机理,空化现象对阀门和管路的破坏作用,以及空化现象所带来的噪音问题,同时也探究了在实际应用条件下,对于空化现象产生破坏的预估和防治方法。

300MW发电机组凝汽器内空化现象的研究

凝汽器内的空化现象将会导致冷却管内水流流态的改变和流量减少。从而影响凝汽器的正常功能。文中介绍了汉川电厂300MW机组凝汽器内的空化情况，对影响空化的诸多因素进行了分析，最后提出了防止空化现象发生的措施。

连杆轴承润滑空化过程动态仿真与抑制

以某重型柴油机的连杆轴承为研究对象,引入运动边界和动网格smoothing网格光顺方法来探究不同入口条件对油膜空化现象的影响,研究了用于抑制轴承润滑空化现象的轴瓦开槽方法,对比开槽数量、深度及开槽形式对抑制油膜空化现象的影响.研究发现,润滑空化的范围和程度是一个动态变化的过程,引起空蚀的并非在空化形成阶段,而在空化溃灭的过程中.因而如果空化现象频繁发生和溃灭,相比持续存在的稳定空化状态,将更易破坏轴瓦表面,引发明显空蚀现象.由于重型柴油机的连杆轴承润滑油来自于主轴承,连杆轴承润滑油入口压力存在显著波动,导致空化程度波动剧烈,进一步恶化空蚀现象,这也解释了重型柴油机连杆轴承穴蚀损伤往往更甚于主轴承.通过轴瓦开槽可以有效缓解空化,从而达到抑制空蚀的效果;增加开槽数目和深度都可以强化抑制效果,但提升的程度有限.相比全槽模型,半槽模型可以强化油膜的轴向流动,对空化的抑制效果更好,可将油膜的气相体积分数最高值从0.94(未开槽)降至0.39.考虑到轴瓦的厚度与强度需求,选择适当槽深的半环单槽即可有效地抑制轴承运动过程中油膜的空化现象.

球形泵变转速下空化特性及性能分析

球形泵是机电产品中的一种新型结构泵,空化现象仍然是影响水泵性能的重要因素。针对球形泵在工作时因转速所导致的空化问题,对变转速下的球形泵的空化特性及性能进行了研究。首先,采用计算流体动力学方法,并运用动网格技术,模拟了球形水泵的内部流场;然后,根据模拟仿真结果分析了转速对工作腔内空化过程的影响,获得了水泵容积效率的变化规律;最后,根据模拟结果对球形泵吸液口进行了改进。研究结果表明:球形泵工作时产生的空化现象主要发生在吸液阶段;在吸液初期与末期,较小的吸液口面积会造成工作腔内的液体压力迅速下降,吸液孔口附近和工作腔中部区域发生较明显空化;高转速时,较大的工作腔容积变化率导致空化加剧,容积效率先增大后减小;当转速为500 r/min~3000 r/min时,吸液末期腔内空化体积分数为1.01%~8.08%,球形泵容积效率为91.16%~85.51%;改善吸液口可以增大进液通道的有效工作面积,容积效率由85.51%提高至90.15%。该研究可为新型球形泵的优化设计提供参考。

带诱导轮的多级水泵非稳态空化现象CFD分析研究

本文介绍了高转速多级离心泵吸力部分流体空化流动现象的数值模拟。该泵装有一个诱导轮。除了常规重点研究的空化初生和水泵总扬程下降外，本文的CFD分析也研究了空化波动的可能性，并尝试对不同流动条件下空蚀破坏的风险进行量化。本文使用商业CFD软件包ANSYS CFX进行URANS方程与Rayleigh-Plesset模型的耦合求解。采用SST-SAS湍流模型捕捉水泵内部的非稳态现象。本文对模型空蚀风险预测是基于将3D湍流的CFD分析和使用全Rayleigh-Plesset方程对沿选定迹线运动气泡的动态分析的耦合。该模型假定水泵进口的水含有已知数量及已知尺寸分布的汽核。通过气泡溃灭时的耗散能量来评估空蚀潜势（或攻击性）。其中的CFD分析提供了空蚀濒危区域图。在最优流量系数的60％时，当接近于NSPHr值时，可监测到回流涡流中空化的不稳定性。

空化现象及应用

液体流经局部地区，压强若低于某临界值时，液体会发生空化。液体携带的空泡在流经压强较大的区域时，空泡将会发生渍灭。空泡渍灭时产生很大的瞬时压强和高温。空化现象可为人们所利用进行清洗等工作，也会破坏水利工程和设备，甚至对海豚、鲸鱼等生物产生影响。