基于CFD的传感器体积对旋进旋涡流量计的影响

针对旋进旋涡流量计的精确测量,使用CFD数值模拟软件,以DN20口径的旋进旋涡流量计作为研究对象,得到了类似于钝体涡街旋涡脱落的现象,并对仿真的可行性进行了深入分析,验证了仿真工作的可靠性.分析比较低流量下不同取压点的压差,得到内流场压差变化规律,确定了DN20流体域的最佳取压点.将压电传感器置于最佳取压点后,使用音速喷嘴装置进行试验.将试验数据与仿真数据进行对比,发现两者之间存在一定的误差.分析其中原因,以小口径壳体内压电传感器自身体积较大为切入点,去除流体域内压电传感器体积,将去除压电传感器体积前后的流体域进行仿真,对结果比较分析,发现去除压电传感器体积后的流体域仿真得到的K值系数与试验值误差较小,说明压电传感器体积对内流场有一定影响,并且压电传感器的探针放置于流量计中会一定程度地增加旋进旋涡流量计的压力损失.

汽轮机调节阀-调节级段三维流动与压力损失数值研究

部分进汽是喷嘴调节汽轮机变工况运行时的主要状态,调节级部分进汽通常效率较低,流动情况复杂。该文采用ANSYS-CFX软件数值研究了亚临界600MW汽轮机调节阀-调节级段在不同阀门开度组合情况下的三维流动与压力损失特性。结果表明:调节阀-调节级段的流动是复杂而强烈的有旋流动;调节阀喉部的节流作用和阀碟下方"空穴"区以及调节阀下游部分区域的漩涡会引起较大的压力损失;当4个调节阀全部开启时,调节阀-调节级段的流动性能良好,当某调节阀门处于关闭状态时,部分进汽调节级的动叶栅在从进汽弧段转到非进汽弧段过程中,动叶通道中的流体被抽吸到非进汽腔室以及对应的喷嘴叶栅中,形成大量的漩涡,造成较大的压力损失。

涡轮流量计前导流器的结构与性能

对DN100气体涡轮流量计的关键部件之一前导流器引起的流量计压力损失进行试验测量和数值计算。对比分析两种不同结构前导流器对压力损失的影响,发现前导流器的结构变化不仅影响该部位的气流速度分布,使当地压力损失发生变化,更重要的是对后面各部件内的气体流动速度梯度和压力恢复也有明显影响,使总压损失进一步放大或减小。数值计算通过分析流动参数的变化从流动机理上解释了结构与压损间的关系。

基于二维优化方法的涡轮过渡流道设计

为优化涡轮过渡流道的气动性能,以期提高发动机的整体经济性能,采用二维通流法与单纯性优化算法相结合的方法,对某型发动机涡轮过渡流道进行了二维优化。优化后过渡流道出口的总压损失系数降低了8.4%,流道扩压能力增加了40.4%,同时过渡流道出口气流均匀性也得到很大幅度的改善。使用CFD技术对初始流道和优化后流道性能进行了三维数值模拟,并分析比较了过渡流道与整流支板的三维流场分布,从而验证了二维计算与优化算法的可行性。

多孔均流式流量计的结构设计与特性仿真

文中采用CFD数值模拟的方法对多孔均流式流量计进行仿真研究。首先利用正交试验法确定了其最优结构参数,然后分析了流场的特点,进而比较了管道雷诺数、等效直径比、孔板厚度和不同流体类型对多孔均流式流量计与标准孔板流量计的性能的影响。结果表明,多孔均流式流量计孔板产生的涡流的尺寸更小,也更加均匀,且压损系数小,流出系数更大、更稳定;在湍流状态下,多孔均流式孔板的流出系数与雷诺数和流体基本无关。

600MW亚临界机组主调阀蒸汽流动损失数值分析

数值模拟了某600MW亚临界汽轮机主调阀系统内的全三维复杂蒸汽流场,并对其压损过大的原因进行了细致的数值分析。计算中,根据实际运行中的阀门结构和开度等建立了流道模型,并采用多孔介质模型模拟了主汽阀滤网对流场的影响。计算结果表明:主调阀总压损约为8.75%,与实测值8.89%接近;调节阀压损约占总压损的81%。此外,调节阀喉部最高蒸汽流速超过200m/s,所形成的节流现象是该主调阀压损较大的主要原因。

气体涡轮流量计流道压力损失的数值模拟

采用计算流体力学(CFD)的方法对一口径为80mm的气体涡轮流量计进行工况条件的数值模拟研究.通过计算,分析了流量计在不同流量下,各部件包括前整流器、前导流器、机芯壳体、叶轮支座、叶轮和后导流器对压力损失的影响,给出了各部件的流量与压力损失的关系曲线及其压力损失比例.数值模拟结果与实验结果相符,进而从流道内的压力分布和流场分析压力损失原因并提出减少压力损失的改进思路.

1+1/2对转涡轮可调高压导叶流场及损失的数值研究

调节高压导叶开度可以有效控制1+1/2对转涡轮流量,同时导叶的调节也伴随着一些附加损失的产生,为了使采用可调导叶获得的效益不被涡轮效率的下降抵消过多,有必要对可调导叶的流场及间隙流动进行详细的分析。通过数值研究表明,当采用可调导叶端部加入间隙后,在上下两端壁附近会出现高损失区。间隙泄漏流除了进口端壁的来流之外,还有一部分来自于叶片压力面的附面层,使得压力面出现明显的展向二次流。泄漏流的流量越大越容易形成泄漏涡,压力面和吸力面之间的压差是泄漏涡形成的主要动力。

不同压力下内锥流量传感器压力损失系数的数值模拟研究

利用数值模拟软件,通过改变管道内气体的压力,对内锥流量传感器的压力损失系数进行模拟研究。对大量模拟实验数据进行处理后可以发现,内锥流量传感器的压力损失系数会随着管道内气体压力的变化而发生改变。当管道内气体压力在0.1-0.3 MPa的范围内变化时,压力损失系数会随着气体压力的增大而减小。

雷诺数对低压涡轮附面层转捩影响的数值研究

使用CFX软件对超高负荷低压涡轮叶型吸力面的非定常转捩过程进行数值模拟,并利用试验数据对其结果进行了验证。考察了不同雷诺数(Re=80 000、100 000)对附面层流动发展的影响,并通过附面层流场细节分析,得出了雷诺数对分离、转捩的作用,证实高雷诺数下转捩的发生更靠近上游,使得分离减弱、损失减小。同时,借助频谱分析方法,证明雷诺数不同不会改变Kelvin-Helmholtz和Tollmien-Schlichting不稳定性对转捩的影响。

几何结构对叶片供气通道气体流动和压力损失影响的数值研究

采用数值方法对某发动机预旋系统展开三维模拟,研究了叶片供气通道转角处不同几何结构对供气通道气体流动和压力损失的影响。结果表明:预旋系统腔内叶片供气通道转角处结构对压力损失的影响非常大。其中转角处结构为倒圆时压力损失最小,倒角时压力损失次之,直角时压力损失最大。可见改善供气通道结构可增大有效流通面积,使气流更容易流过叶片供气通道。

新型插入式双V型流量计优化设计及数值模拟

基于插入式流量计差压原理与安装方式,设计了一种新型插入式双V型流量计。在不同的流速条件下,对400mm口径管道新型流量计进行数值模拟。引用k-ε湍流模型及SIMPLIC算法进行计算,得到了流量系数随速度的变化规律。以威力巴流量计作为参照对象进行同等条件下的数值模拟,将二者特性进行对比分析。结果表明:新型插入式双V型流量计集合了威力巴流量计与文丘里管的优势,大幅度提升了输出压差,压损比较威力巴降低了7.7%,扩大了低速稳定范围,其性能更优。

涡轮流量计内部流动的数值模拟

为了深入研究涡轮流量计的工作原理,以改善其精度,通过计算流体力学的方法对100 mm口径的气体涡轮流量计进行了数值模拟,给出了气体涡轮流量计的速度场、压力场、速度矢量场及其压损。研究了不同流量下的压损值,并通过实验进行了比较,结果表明数值仿真与实验结果基本吻合。

气体涡轮流量传感器叶轮压力的数值模拟

在严格按照实际涡轮流量传感器几何结构的基础上,运用Solidworks三维建模,通过运用计算流体动力学的方法对内径为80mm的气体涡轮流量传感器进行了数值模拟,给出了流量计在不同流量下内部的压力场并特别给出叶轮表面的压力分布.从压力分布分析叶轮部分的受力情况,以此来讨论叶轮动受力.

孔板流量计内空化现象的数值模拟

以计算流体动力学CFD软件为工具,通过引入Schnerr-Sauer空化模型,并结合多相流Mixture模型与RNG k-ε湍流模型,对两通道非标准孔板流量计在空化发生条件下的内部流场进行数值模拟。考查等效直径比β=0.7时,流场中蒸汽体积分数和压力分布的变化规律,入口压力对空化数的影响以及雷诺数对流出系数和压力损失的影响。结果表明:入口压力增加到一定值时,在环隙边缘处首先发生空化现象,并且随着压力的增大,空化发生的区域增大,空化程度加剧;空化数随入口压力的增大而减小;空化效应对流量计的流出系数的影响较大,而对压力损失的影响较小。研究结果对孔板流量计的测量误差原因分析和提高测量精度有参考价值。

舰用燃气轮机排气蜗壳流场数值模拟

基于N -S方程和k -ε湍流模型 ,进行了两种排气蜗壳的流场数值模拟 。

气体涡轮流量计后导流体结构优化设计

通过数值模拟和实验测试相结合的方法,研究了LWQ80气体涡轮流量计后导流体的结构优化及其计量性能的变化规律。基于流量计内部流场特征及其流动机理的探究,分析得出造成后导流体压损的主要原因是后导流体区域的壁面边界层分离和流体流向偏转。由此提出了缩小分离区和提升导流片导流效果的优化思路,通过延长后导流体的长度和延后导流片的位置,设计了一种改进型的后导流体结构。研究结果表明:后导流体结构经过改进后,气体涡轮流量计的计量性能得到了明显提升。在流量为250 m^(3)/h时流量计的压损降低了20.5%左右,仪表系数的恒定性显著提高,最大示值误差降低了近2.5倍,且能有效延长流量计的使用寿命。研究结果有助于为气体涡轮流量计的结构与性能优化提供理论指导和技术支持。

超超临界汽轮机中压缸抽汽管路的数值模拟

采用ANSYS CFX软件对某超超临界汽轮机中压缸的抽汽管道系统进行了数值模拟,获得抽汽管道系统内部的速度场与压力场并进行了相应的分析.给出不同位置抽汽小管的流量和总压变化情况,分析了抽汽管道系统各段的流动损失.采用工程流动损失手册的计算方法对总压损失进行了计算,并将其结果与CFD的模拟结果进行了比较.结果表明:两者基本吻合,说明流动模型的选取与计算结果可信,可以指导实际流动损失的工程计算.

燃气轮机进气系统过滤结构数值模拟

针对某型燃气轮机陆上试验的进气系统,布置不同过滤结构模型,采用CFD数值模拟计算方法,分析3种过滤结构对进气系统流场、燃气轮机进口空气速度均匀性、总压损失等参数的影响。结果表明:在低进气流量下,过滤结构产生的总压损失占主导,随着进气流量的增加,进气室中的稳压室对燃气轮机进口直管收缩产生的压损更为明显。两侧分布式过滤结构降低了燃气轮机进口空气速度的不均匀度,有效减少总压损失。

AP1000核电汽轮机中调门内两相流动特性数值模拟

利用FLUENT对某AP1000核电汽轮机中压阀内的两相流动进行数值模拟。分别对调节阀在90°、40°、10°3种开度下的两相流与单相流流场比较分析,并对阀门压损以及影响压损的因素进行研究。结果表明:两相流在阀内的最大流速低于同等开度下单相流的最大流速,湿蒸汽两相流随开度的压损变化规律与单相流相似,但两相流的压损将近为单相流的两倍;蒸汽中水滴粒径大小对压力损失的影响较小,而蒸汽含水率对阀门压损影响非常大。