垂直轴螺旋形风力叶轮组合与干扰的数值研究

对多个螺旋形Savonius叶轮的组合性能与叶轮间的复杂流动特征进行数值研究,评估叶轮的力矩系数和做功能力,重点分析叶轮之间的相互干扰。对于沿主流方向排列的2个叶轮,当间距较小时,整体力矩系数较高但偏离叶轮的力矩特征;上游叶轮的尾流与下游叶轮旋转诱导的流动发生相互作用,两叶轮间距增大时这种作用减弱;三叶轮方案的整体做功能力和单个叶轮的力矩特性均较好;下游叶轮的来流流场中,轴频占主导地位,其他频率分布规则。

螺旋形Savonius水轮机的水动力性能研究

螺旋S型水轮机相较于传统水轮机具有升力.可有效提升自启性能﹐具有良好的应用价值。为了研究螺旋S型水轮机水动力性能﹐采用数值模拟和试验验证相结合的方法,分析了螺旋角、重叠率,高径比,流速对水轮机工作性能的影响。结果表明,螺旋角使水轮机受到正负交替变化的升力,且螺旋角为15°时水轮机的功率系数最高;水轮机无重叠率时,动转矩系数最大;水轮机高径比为1.4时﹐其性能最优;在研究参数范围内﹐流速为1.5 m/s时水轮机功率系数最高可达0.362。

一种垂直轴螺旋形风力叶轮附近的三维湍流特征

以FIN翼型作为基本翼型,设计了一种垂直轴螺旋形风力叶轮。运用商用CFD软件Fluent对叶轮附近的三维湍流场进行了非定常数值模拟,分析了基本截面在不同迎风角度下的受力特征,获得了在最大力矩系数工况下流场中的流速和压力系数分布,并对比分析了不同扭角时的力矩系数。研究结果表明:采用不同迎风角度基本截面上的合力方向有较大差别,整个叶片上的力构成了复杂的力系;在最大力矩条件下,随着叶轮高度的变化,叶轮内的气流扩散区逐渐增大,压力系数分布逐渐减小;在不同叶片扭角条件下,力矩系数在叶轮旋转过程中的波动特征不同,90°叶片扭角力矩波动幅度较小,运行相对稳定。

低比转速半螺旋吸水室双吸泵流场的数值分析

在CFD软件Fluent中采用考虑了旋转与曲率影响的RNG湍流模型,对具有半螺旋形吸水室的单级双吸离心泵进行了全流道(包括吸水室流道在内)数值模拟计算.结果发现,在叶轮流道内流速沿叶轮进口到出口逐渐增大;在叶轮流道前半部,靠近压力面处的流速明显大于吸力面,叶轮流道内压力分布基本和设计相符.通过对半螺旋形吸水室流道内部流场数值模拟结果进行分析后发现,在设计流量点,半螺旋流道出口隔舌及密封体处出现漩涡,并随着流量的增大漩涡逐渐明显,对叶轮进口产生影响.该结果对双吸泵及其进水流道进一步的性能优化设计提供了依据.

不同压出室下叶轮切割对离心泵性能的影响

为研究2种不同压出室下叶轮切割对离心泵性能的影响,以及单级单个叶轮切割与多级下单个叶轮切割的差异,基于N-S方程、标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法对MD-280-43×6型多级离心清水泵进行三维数值模拟.计算结果表明:以单级单个叶轮为切割目标时,随着切割量增大,螺旋形压出室的水力效率变化趋势比径向导叶式压出室的变化趋势更为明显,压水室水力损失每叶轮2%切割量,损失平均增长分别为0.360,0.193 m,2种压出室内部动压分布及对叶轮所产生径向力的变化趋势有明显差异;以多级下单个叶轮切割与单级单个叶轮切割的对比为目标时,对于径向导叶式压出室离心泵和螺旋形压出室离心泵,其水力效率、扬程、内部湍动能分布与各种单级单个模型平均偏差分别为1.644%,0.279%,2.090 m,1.573 m,1.302 J/kg,1.548 J/kg;不同压出室下叶轮切割特性的研究,应考虑压出室所带来的差异;多级泵叶轮切割特性研究时,应尽量回归多级环境进行研究.

污泥消化池搅拌用叶轮的设计与试验研究

介绍了用诱导轮改造后的圆柱形螺旋叶轮的设计参数和试验数据 ,改造后的叶轮不仅能达到正、反转性能要求 ,而且基本符合相似换算定律。

新型涡轮流量计的理论模型

基于动量力矩定理和流体边界层理论,建立了一新型涡轮流量计的理论模型.利用该理论模型可以分析叶轮几何参数对流量计计量性能的影响.以一DN50涡轮流量计为例,利用本文所建立的理论模型对该流量计的仪表系数进行了计算,并在一体积管标准装置对该流量计的仪表系数进行标定.结果表明,计算值和实验值较为吻合,误差在±3.5%以内,验证了模型的有效性,从而为仪表的结构优化设计提供了理论依据.