叶轮与导叶宽度匹配参数对LNG泵压力脉动特性的影响研究

应用CFD技术研究了叶轮和导叶宽度匹配设计对LNG潜液泵压力脉动特性影响,进行了宽度匹配设计,采用K-epsilon湍流模型进行了多工况数值模拟,引入无量纲参数R(导叶进口宽度/叶轮出口宽度)进行结果分析,分析验证了泵的外特性,得到了LNG泵的时、频域压力脉动特性等。结果表明:压力脉动主频为叶轮的叶频,次频为其倍频。时域峰值与监测点处的相对位置有关,相对于交界面越近,时域峰值越大。压力脉动幅值随R增加先减小后增大,存在最佳宽度匹配方案使得泵压力脉动峰值降低。

流体滑环压损理论计算与仿真分析

为研究流体滑环旋转传输过程中的流道压损,对流体滑环旋转传输局部压损进行简化分析,提出流体滑环压损理论估算方法,并基于Comsol软件对流体滑环进行数值分析,研究不同流体出入口夹角及环形流道宽度对流道压损的影响规律。结果表明:流体压损理论计算相对数值仿真、试验测试结果误差在20%以内,所提出的理论计算方法可指导流体滑环压损快速评估;流体滑环压损随流体出入口夹角增加呈现先增大、后逐步减小的趋势,当流体出入口夹角为30°时,流体滑环压损最大;流体滑环压损随流道宽度系数的增加逐渐减小,当宽度系数增加至一定值时,流道压损减损效果减弱,最佳流道宽度为等截面设计宽度的0.8~1.2倍。

反应堆压力容器一体化进出口接管结构优化

为适应核反应堆小型化发展需求,提出四种一体化进、出口接管方案,采用数值模拟方法,分析流场特征,从降低流体压降角度出发,优化一体化进、出口接管结构。

进出油阀参数对高压供油泵流量的影响分析

基于共轨燃油喷射系统高压供油泵模型,研究了进出油阀参数对高压供油泵流量的影响,结果表明:进油阀弹簧预紧力的大小对高压供油泵流量影响很大,过大或过小都会使高压供油泵流量减小;进油阀阀孔直径、升程过小会造成进油节流,使高压供油泵流量减小;进油阀阀芯质量过大会使高压供油泵高转速流量减小;出油阀阀芯质量过大会造成高压供油泵流量波动。

旁路结构对亚临界喷射器引射效率的影响

针对传统喷射器引射率偏低的问题,通过设置旁路来改善其内部流场。采用数值模拟方法研究了旁路进口角度、宽度和介质压力对喷射器内流体压力、速度、流场以及引射效率的影响规律,探寻研究范围内的最佳参数匹配,并与传统喷射器效率进行对比。结果表明:喷射器结构尺寸、工作流体和引射流体工况固定时,引射系数随旁路进口角度增加先增加后减小;引射系数随旁路进口角度、旁路进口宽度、旁路进口压力的增加先增加后减小,存在最佳旁路进口宽度、进口角度和最优旁路进口压力使两相旁路喷射器引射系数最大。在所研究范围内,最佳旁路进口角度为15°,进口宽度为3 mm,最佳旁路进口压力为618.5 kPa;与传统喷射器相比,相同工况时,最佳结构尺寸和旁路进口压力下的两相旁路喷射器引射系数提高了25.7%~56.8%。

往复压缩机出入口压力变化对级间压力的影响分析与模拟

文章通过一个实例介绍了压缩机的热力性复算过程,定性分析了压缩机出、入口压力变化时级间压比的分配,得到了末级压比变化最大的结论。同时通过HYSYS的模拟,精确计算了压缩机出、入口压力变化时级间压力的分配情况,以及各级压比的再平衡过程。上述结论可为压缩机的操作、选型计算及校核计算提供参考。

天然气净化厂差压发电装置的应用

目的天然气在运输过程中,为满足下游压力条件,需进一步调压,若能将这部分压力进行有效回收利用,对提高经济效益与减少环境污染具有重要意义。方法基于中国石油西南油气田公司差压发电项目,详细介绍引进分厂差压发电工艺流程,在此基础上优化设备选型,并通过数据对比,分析差压发电系统的性能变化。结果判定得到产品气进口温度、进出口压力比以及透平膨胀机内损失为主要影响参数;通过增设预热器以适当提高产品气进口温度和进出口压力比、及时更换关键零部件等操作,可有效提高发电效率。结论不仅为天然气差压发电性能优化及关键设备选型提供了方向,在开创天然气净化行业差压发电新领域的同时,也为后续研究提供理论和实践基础。

可变角度新鲜风流下煤巷掘进长压短抽除尘效果数值模拟

传统的长压短抽除尘系统会在迎头处形成涡流,增加了粉尘的进一步积聚和循环。针对这一难题,提出了一种可改变压风筒出口风流角度的长压短抽除尘系统;结合王家岭12307掘进面实际,采用Fluent软件模拟压风筒出口风流角度和压抽比作用下巷道内粉尘的运移特征,得出压风筒出口风流角度及压抽比在不同耦合方式下的影响效果;研究采用非稳态DPM模拟,实现粉尘运移规律的可视化。结果表明:当压风筒出口风流角度不变时,除尘效率随压抽比增大而提高;当压抽比不变时,迎头处涡流随着压风筒出口风流角度的增加逐渐减弱;当压风筒出口风流角度为60°,压抽比为0.67时,除尘效果最佳。

CO_(2)热泵最优排气压力理论分析与试验

目的:优化热泵系统性能,探讨二氧化碳系统在不同工况下的最优排气压力。方法:通过建立CO_(2)跨临界热泵模型,分析了排气压力和制热量、吸气过热度、制冷剂质量流量及系统能效的关系,深入研究了进出水温度和环境温度对最优排气压力的影响,再利用搭建的CO_(2)热泵试验台验证模型的可靠性。结果:3种出水温度下,制热量随排压的升高而增大,质量流量随排压的升高而减小,循环性能系数和过热度随排压的升高呈先增大后减小趋势,最优排气压力随着进出水温度和环境温度升高而升高,但进出水温度的升高会降低系统循环性能系数,据此拟合了出水温度60℃下的最优排气压力关联式,并设计了5组试验证明了其具有可靠性。结论:通过大量的仿真数据确定了系统的最优排气压力,并与试验值对比发现,误差值均小于5%,满足试验及设计需求。

放气槽布局形式及开槽角度对二元高超声速进气道性能的影响

通过对典型二元高超声速进气道进行数值仿真,研究了放气槽的布局形式以及放气槽的开槽角度θ对进气道总体性能的影响规律。研究结果表明:在放气总有效流通面积不变的前提下,多个放气槽的布局形式能够以更少的流量损失换取总压恢复系数的显著提升,且槽的数量越多,单个槽的有效流通面积越小,σ提升得越多,但当单个槽的有效流通面积d小于0.4 H_(th)(按喉道高度无量纲化)时,这种变化趋势趋于平缓。当开槽角θ介于30°~120°时,放气量流量比随角度的增加而降低;当120°≤θ≤150°时,放气流量比随θ的增加而增加;30°≤θ≤150°时,喉道总压恢复系数σ随θ的增加而降低,而喉道压比Π随θ的增加而单调增加。因此采用多个0.2 H_(th)~0.4 H_(th)有效流通面积的放气槽为较理想的放气布局形式,而开槽角度可根据实际需要来选取。

旋转爆震涡喷组合发动机设计点计算模型研究

提出了一种旋转爆震涡喷组合发动机构型,并基于GSP计算平台针对该组合发动机搭建了总体性能分析模型,针对爆震燃烧模块建立了气动热力学等效计算模型,重点进行了发动机设计点循环参数选择和性能敏感度分析计算。根据建立的模型,研究并分析了不同设计点的选择对组合发动机循环参数选择的影响,获得了爆震燃烧室出口温度的变化以及从涡轮机引气给爆震燃烧室的最佳引气比例(文中定义为分流比)对组合发动机性能的影响规律。结果表明:可满足该组合发动机性能需求的最优设计点涡轮前温度和压气机压比分别为1173 K和6.5;组合发动机推力性能随爆震燃烧室出口温度升高而提高,燃油经济性随爆震燃烧室出口温度升高而降低;控制其他变量不变,发动机推力随分流比增大而增大,耗油率随分流比增大而升高;在H=15 km、Ma=2的巡航状态点,组合发动机推力最大时对应的分流比为0.45。

粗糙交叉裂隙渗流行为模拟研究

以分形维数与交叉角度一定的复杂交叉裂隙体模型为核心研究对象,采用MATLAB与CAD平台建立了分形维数D=1.1、交叉角度θ=90°的交叉裂隙体模型,基于COMSOL软件模拟了不同水头比工况下交叉裂隙的渗流行为规律并对其进行定量表征,探讨了不同水头比对交叉裂隙流量、雷诺数、欧拉数、流线等定量指标的影响规律。结果表明:随着水头比增大,两侧分支裂隙渗流能力同步增加,总渗流量增大。水头增大侧分支裂隙的出流量始终比另一侧分支裂隙出流量略大,且随水头比增大二者出流量差值增大;随着水头比的增大,两分支裂隙的雷诺数一同增大,水头增大侧的雷诺数略大于另一侧,更快进入湍流阶段;水头增大侧分支裂隙欧拉数始终较高,而另一侧的欧拉数随着水头比增大而减小,说明水头比的增大会强化水头较大一侧对另一侧的动量补充;随着水头比的增大,水头较大一侧对另一侧的分流量增大,不会发生明显的混流。

氢气流量和系统进出气流量比对钨粉性能及压坯强度的影响研究

以黄钨为原料,采用分步还原工艺制备钨粉,系统研究了氢气流量和系统进出气流量比对钨粉性能及压坯强度的影响。结果表明:随着氢气流量增加,钨粉粒度细化,但其压坯强度变化较小;当氢气流量为250 L/min时,钨粉粒度为3.3μm,压坯强度为4.1 MPa;当氢气流量增加到800 L/min时,钨粉粒度为2.72μm,压坯强度为4.2 MPa。同时,系统进出气流量比对钨粉压坯强度影响显著,当系统进出气流量比为1∶1时,钨粉粒度为2.76μm,压坯强度为1.6 MPa;提高系统进出气流量比至1∶0.9时,钨粉粒度上升到3.06μm,压坯强度提高到4.4 MPa。

旋转冲压发动机进气道压比特性分析

对旋转冲压发动机进气道进行了数值模拟,得到不同转速下、不同出口背压条件下的流场分布,转速越大,进气道内激波系向后移动;背压越大,将导致附面层和激波增强,分离流迅速发展,进气道内激波系向前移动。利用量纲分析的方法和手段获得了进气道比较通用的变工况特性,分析了旋转冲压进气道的压比特性,压比流量特性主要受旋转冲压发动机进气道进口相对来流马赫数的影响,为后面旋转冲压发动机进气道保护控制打下了基础。

反坡段对侧式进/出水口水力特性影响研究

对于抽水蓄能电站侧式进/出水口,因进/出水口底高程低于库底高程,进/出水口与库区设反坡明渠连接,反坡坡比的大小将影响进出水口水力特性。目前缺乏反坡坡比建议值指导进/出水口设计,本文通过数值模拟研究了6种不同坡比1:1~1:6对进出水口水力特性的影响。结果表明,对于进/出水口水头损失系数、拦污栅断面流速分布只有在进流工况下坡比对两者存在一定影响。对于进/出水口流态,进流工况,各坡比在进/出水口内部调整段上方均形成了一定高度的回流区,坡比越小,回流区面积比也越小,当坡比小于1:3时,明渠反坡段未出现回流。出流工况,各坡比中、边孔均在反坡段上方出现回流现象,边孔回流区长度模数大于中孔,并且坡比越小,回流区长度模数越大。同时随着坡比由1:1到1:6逐渐减小,平台段水流向库区扩散更加均匀。反坡坡比范围在1:3~1:4时,进/出水口可以获得较好的水力特性。

非饱和含砂细粒土的气体渗透特性研究

为了探讨非饱和含砂细粒土的气体渗透规律,制备不同含水率和干密度试样进行气体渗透试验,并基于多孔介质渗流理论分析进气压力、孔隙比和饱和度等对气体渗透率的影响规律,总结了非饱和土中渗透率的经验公式。试验结果表明,随着进气压力的增加,土样气体渗透率测试值逐渐趋于稳定值;含水率较高时,进气压力对土样气体渗透率的影响程度较大;含水率较低时,土样气体渗透率随进气压力增加而变化幅值较小。气体渗透率随土样含水率的增加(或饱和度的增加)呈减小趋势;当含水率低于最优含水率时,气体渗透率变化较小,但当含水率大于最优含水率后,气体渗透率急剧降低;在最优含水率两侧,土样微观结构的差异(絮凝结构和分散结构)是导致气体渗透率发生突变的主要原因;气隙比可有效表征土体孔隙比与饱和度对气体渗透率的影响规律,气体渗透率与气隙比呈良好的幂函数关系,并采用已有文献中试验数据验证了经验公式的合理性。

结构参数对石膏旋流器分股比的影响分析

对石膏旋流器在不同溢流管插入深度、溢流管壁厚和溢流与底流管径比k等参数条件下进行了研究,并分析了分股比的变化规律.结果表明:溢流管壁厚和溢流管插入深度均存在一个最优值,使得石膏旋流器分股比最大;入口压力对分股比的影响随着k值的增大而减小,并且k值越小,变化趋势越明显;在保持旋流器柱段内径、锥角、入口管内径以及溢流管壁厚不变,当k值一致时,分离效率随着入口压力的升高而提高,提高的趋势较平缓.

进、排气背压对涡轮增压柴油机工作过程影响的研究

本研究在不同进、排气背压下,测定了柴油机示功图,进、排气管温度及压力,柴油机输出功率和排气烟度等参数,在此基础上计算了柴油机放热率,分析了进、排气背压变化对柴油机放热率的影响。结果表明,进气背压变小后,柴油机燃烧持续期变长,热量利用率低;排气背压增大后,柴油机燃烧不充分,排气烟度大;排气背压变大后,涡轮增压器工作环境差,柴油机进气压力也相应降低。

宽高比对二元高超声速进气道性能的影响

对相同迎风面积、不同宽高比的二元高超声速进气道在设计马赫数6.0和非设计马赫数下的三维流场进行了数值模拟,研究了宽高比对进气道流场特征及性能参数的影响。结果表明,随着宽高比的增加,由于进气道长度和气流浸润面积的变化,内压段进口总压恢复系数、进气道流量系数和内部阻力系数逐渐降低;由于侧壁附近三维流动区域占整个流场的比例不同,当宽高比较小时,侧壁附近三维流动效应对进气道性能影响显著,进气道的总压恢复系数相对降低、增压比升高、温升比升高、出口马赫数降低,小宽高比进气道的低马赫数起动性能趋于恶化;设计马赫数下,宽高比的增加使二元高超声速进气道的反压承受能力降低。

不同形式导流板对旋风器性能影响的试验研究

通过对加设不同形式导流板的旋风器进行试验研究,结果表明:不同形式导流板均不同程度地降低了旋风器阻力,同时也对分离效率产生了不同的影响。其中3#、4#导流板降阻幅度较大,但分离效率相对较低;2#的降阻效果强于1#,但弱于3#、4#,同时并没有降低分离效率;1#导流板只在一定限制条件内有减阻效果,其总体分离效率却比较高。