3级旋流器各级气量变化对燃烧性能的影响

为了探究中心分级燃烧室各级旋流器叶片数量与相应旋流气量变化对燃烧室性能的影响,基于高推重比和高温升的技术需求,对设计模型进行了除旋流器外分块结构化网格划分,并在ICEM软件中实现混合网格周期性边界条件设置,进行3维数值模拟。结果表明:确定最优方案的3级旋流器叶片数量分别为8、10和15。中心分级燃烧室每级旋流器流通气量随其相应旋流器叶片数量改变呈负相关变化关系;设计油气比为0.045时,中心分级燃烧室最优方案即基准型方案的温升可达1300 K,出口温度分布系数OTDF达到0.13,在性能所要求的0.10~0.15之间,出口径向温度分布系数RTDF达到0.081,在性能所要求的0.08~0.12之间;中心分级燃烧室出口截面OTDF值随火焰筒头部每级旋流器的叶片数量或旋流气量的变化关系是“V”形,RTDF值随头部每级旋流器的叶片数量或旋流气量的变化关系是类“V”形。

导叶叶片数对LNG四级潜液泵轴向力及首级叶轮流场的影响研究

应用CFD技术研究了导叶叶片数对LNG潜液泵首级叶轮压力和轴向力分布的影响,对一、三级导叶同时设计7、8、9三种叶片数,采用K-epsilon湍流模型进行了多工况数值模拟,并采用液氮工质进行了相关外特性试验验证,得到LNG泵内部首级叶轮压力分布以及轴向力特性。结果表明:潜液泵所受总轴向力在导叶数为8时最小,泵的整体效率最优。作用在首级叶轮上后盖板的轴向力大于前盖板。其中,导叶数为8时首级叶轮前后盖板轴向力最小,压力分布最均匀;而导叶数为9时,与叶轮叶片数9相同,运转时会有共同的倍频出现,在相同的倍频上振动累加,并诱发共振,导致前后盖板的轴向受力最大,叶轮前盖板所受轴向力相对于其他方案平均增加了3.45%;后盖板轴向受力绝对值平均增加1.88%。综上,导叶数为8时潜液泵的水力效率最优。

冷气流量比对三维涡轮导叶全气膜冷却效率的影响

为了研究不同主流湍流度下冷气质量流量比对三维涡轮导叶全气膜冷却特性的影响,使用热色液晶测量了在主流湍流度为1%和15%,流量比为5.5%、8.4%和12.5%下三维涡轮导叶的全气膜冷却效率分布。结果表明:在不同的叶片区域和主流湍流度下,流量比对气膜冷却特性的影响规律也有所不同;在低主流湍流度下,冷却效率整体上随着流量比的增大而升高,但是在叶片的叶尖和吸力面中截面区域冷却效率在大流量比下降低,且叶片吸力面中弦区域的冷气呈波纹状分布;高主流湍流度使冷气射流与主流之间的掺混更加剧烈,可以抑制吸力面的冷气脱离壁面且使其分布更加均匀,冷却效率随流量比增大而升高。

基于正交试验的潜水泵结构参数优化

合理的结构参数优化设计是保证潜水泵高扬程和高效率运行的关键。基于Fluent数值仿真数据样本,采用极差和方差分析的方法探究了不同导流条安放角(J)、进口宽度(K)、轴向长度(L)、叶片数(N)对水泵扬程(H_(Y))、效率(E_(Y))和能耗(E_(N))的影响,并基于熵值法明确了潜水泵最优结构参数组合。结果表明:J及N增加对H_(Y)、J及K增加对E_(Y)影响表现为先促后抑,而J和K增加对E_(N)影响表现为先抑后促;K增加对H_(Y)、叶片数增加对E_(Y)及E_(N)影响均表现为锯齿状波动;L与H_(Y)和E_(Y)呈正相关,与E_(N)呈负相关;J对H_(Y)、E_(Y)和E_(N)均存在极显著(p<0.01)影响,L对H_(Y)和E_(Y)存在显著(p<0.05)影响;各因素对E_(N)和H_(Y)影响大小均表现为:J>L>N>K。

不同导叶张数对双向竖井贯流泵装置影响的受力分析

【目的】研究竖井贯流泵装置在不同导叶片数影响下的受力情况。【方法】本文采用CFD方法,以某工程双向竖井贯流泵装置为研究对象,利用TurboGrid和Icem进行网格划分,基于RNG k-ε湍流模型,对4、5、6、8片导叶片数的双向泵装置在-2°安装角度下分别取0.85Q、Q、1.15Q的流量工况进行数值计算和试验研究。【结果】正反向运行情况下,导叶片数为4、5、6、8片的情况下泵装置轴向受力平均值接近,当导叶片数与叶片数成倍数关系时,轴向力脉动峰值显著增大,影响装置安全运行;叶轮径向受力均较小,可以忽略对工程的影响。将导叶片数设置为偶数时,可降低导叶受到的径向合力。【结论】在实际设计生产过程中,应当避免使导叶片数与叶片数成倍数关系。

导叶叶片数对多级离心泵压力脉动的影响

为了研究叶轮叶片数与导叶叶片数有无最大公约数对多级离心泵内部压力脉动的影响,在保证设计点外特性基本不变的前提下设计了4种不同叶片数的导叶,基于标准k-ε方程,应用CFX软件对M120多级离心泵的设计点工况进行定常和非定常计算,得到次级泵体叶轮和导叶内各监测点的压力脉动时域图和频域图.结果表明:数值模拟结果与外特性试验结果相吻合,证实了数值模拟的可行性.叶轮与导叶叶片数存在最大公约数的匹配方式对多级离心泵内部静压分布有影响,主要表现为正导叶进口边周向压力分布呈现周期性分布规律.导叶内部压力脉动主要受叶轮叶片数的影响,叶频在流动诱导振动中起主导作用.导叶叶片数对多级离心泵内部压力脉动影响较大,导叶内部压力脉动幅值随导叶叶片数的增加而增大.

油气混输泵叶片参数匹配的优化

在现代石油开采领域多相混输技术已经成为一种新的趋势。多相泵是此技术中的主要设备,其设计方法主要结合轴流泵及压缩机的设计理论。本文在原YQH-100型油气混输泵的叶轮基础上,改变叶片数优化叶轮,并在F luent中对流场进行模拟,结果证明:叶片数为4时,动叶轮性能较佳,为以后设计提供有益的参考。

叶片数变化对油气混输泵性能影响的研究

应用油气混输泵作为油气集输的核心部件具有降低井口回压、增加油气产量、降低工程投资及运行费用、方便生产管理等优点。本文运用计算流体动力学(CFD)软件——基于k-ε紊流模型、MIXTURE两相流模型及SIMPLE算法对YQH—100型轴流式油气混输泵在不同含气率下的内部流场进行了三维数值模拟,研究了叶片数变化对轴流泵性能的影响。结果表明:叶片数的变化对油气混输泵的效率影响并不大,适当增加叶片数可以降低叶轮比转速,提高扬程。研究结果对设计人员具有一定参考价值。

不同导叶数对立式斜流泵水力特性影响的研究

为探索立式斜流泵导叶片数对水泵水力性能的影响,选择比转数ns=542.3的模型泵为研究对象,分别对双向FSI模型和单一流体域不同模型进行了比较研究。结果表明,双向FSI模型更加适合模拟斜流泵,能反映泵内水体真实流动规律;随着导叶片数的增加,泵内水力损失逐渐增大,当导叶数增加到7片时,泵内水力损失最大,占总扬程的15.20%;当导叶为3片时,泵内水力损失最小,只占总扬程的3.34%,且导叶出口速度分布以及导叶表面静压分布都较为合理。研究结果可为立式斜流泵导叶数的选择提供参考。

新型旋叶式汽车空调压缩机受力分析

本文针对为汽车空调系统而开发的新型旋叶式压缩机的结构特点，建立了受力分析的数学模型。并且在此基础上开发出了新型旋叶式汽车空调压缩机分析软件。应用这一软件，详细分析了新型旋叶式汽车空调压缩机中各种作用力的变化规律及其对压缩机性能的影响。同时详细分析了旋叶式压缩机中叶片数这一重要参数对压缩机受力的影响。

血泵叶轮的流线型设计及其对溶血性能的影响

根据三元解析设计方法设计加工的血泵叶轮叶片 ,具有对数螺旋线形状。为研究不同的叶片数和螺旋角对溶血的影响 ,制作了两组共 5个叶轮。第一组叶轮具有不同叶片数 ,第二组叶轮具有不同叶片角 ,分别进行溶血比较试验。研究结果表明 ,叶片数为 6 ,对数螺旋角为 30°的叶轮溶血指数最低。

筒袋泵首级叶轮结构参数对水力性能影响

为进一步提高立式筒袋泵性能,基于RNG k—ε湍流模型,对立式筒袋泵首级叶轮进行数值模拟.通过分析改型前后各个流量状况下的外特性曲线和离心泵内压力云图,研究了不同叶片数和不同叶片包角角度情况下离心泵扬程和效率的变化情况,为筒袋泵进一步改良提供了依据.结果表明:随着叶片数的增加,离心泵各个流量情况下的最大效率值呈现先增大后减小的现象;随着叶片包角的增大,离心泵效率先上升后下降,存在着一个对于离心泵性能最佳的包角角度;相较叶片数改变对性能的影响而言,叶片包角改变对性能的影响较小.

导叶叶片数对轴流式油气混输泵内部非定常流场的影响

为了阐明导叶叶片数对轴流式油气混输泵内部非定常流场的影响,基于Mixture模型的两相流理论,湍流模型采用SST模型,以自主研制的YQH-100油气混输泵为研究对象,对油气混输泵不同导叶叶片数及不同含气率时的内部非定常流场进行了数值计算。结果表明:随着导叶叶片数的增加,油气混输泵的扬程下降趋势逐渐变缓,其最大差值为7.9%;油气混输泵的效率在含气率为0时先升高后降低,在含气率为0.5时逐渐升高,其最大差值为3.7%。对监测点压力脉动的变化分析表明,含气率为0.5时,监测点压力脉动的幅值更大。随着导叶叶片数的增加,导叶流道内压力脉动的变化更明显,压力脉动幅值的衰减变缓,叶频压力脉动的幅值逐渐减小。研究结果为导叶叶片数为9时,油气混输泵内非定常流动特性更好,由二级叶轮气相分布也能反映出混输泵的运行更稳定。

核主泵叶轮与导叶叶片数匹配规律的数值优化

为了阐明核主泵叶轮和导叶叶片数匹配特性对水力性能的影响。以缩比系数为0.5的模型泵为研究对象,基于核主泵几何参数,建立叶轮叶片数Z1和导叶叶片数Z2的多种匹配方案,通过数值方法预测多种匹配方案下核主泵设计工况下的水力性能。结果分析表明:只改变叶轮叶片数时,随着叶轮叶片数的增加,叶轮与泵扬程的增加趋势逐渐变缓;只改变导叶叶片数时,导叶叶片数的选取对核主泵效率影响的最大差值为8.48%。导叶和压水室内漩涡区和水力损失主要集中在以泵出口为起点沿叶轮旋转方向的半球形区域,且环形压水室的水力损失在总损失中所占比重最小为36.4%,表明环形压水室是核主泵水力损失最大的过流部件。根据多种叶片数匹配方案的结果分析,表明设计工况下核主泵叶轮与导叶叶片数的最佳匹配值为(Z_1=4,Z_2=9)、(Z_1=5,Z_2=12)、(Z_1=6,Z_2=11)和(Z_1=3,Z_2=7),即导叶叶片数在叶轮叶片数的2倍附近且两者互质时,泵的水力性能达到最佳值。研究结果为核主泵叶轮和导叶叶片数的选取提供了理论依据。

不同导叶结构对旋风管分离性能的影响

为了系统评价导向叶片结构对输气站场用旋风管分离性能的影响,计算模拟了叶片数量为3~15、叶片厚度为2~12 mm的弧形、梭形、楔形3种不同叶片形状下旋风管的分离效率和压降。结果表明:旋风管的压力和切向速度均沿轴线对称分布,中心涡核处的压力最低,而叶片出口处的切向速度最大为18 m/s;随叶片数量的增加,旋风管的分离效率和压降增大,当叶片数量大于4时分离效率的增长较缓慢,但均能除尽粒径大于4μm的颗粒,而增加一个叶片导致压降增加2 000 Pa;叶片厚度增加,分离效率和压降增大,尤其是对粒径为1.5μm的颗粒,旋风管的分离效率从2 mm的44.18%增加到12 mm的96.17%;楔形叶片旋风管的分离效率最大,可除尽粒径大于3μm的颗粒,压降也最大,比弧形叶片约增加4 500 Pa。

导片锥角和片数对悬锥装置水沙分离效率的影响研究

通过物理模型试验,将泥沙沉降过程中浑水含沙浓度作为量测指标,通过变量控制法就导片锥角和片数对悬锥装置的水沙分离效率影响情况进行了试验研究。研究结果表明:悬锥装置中导片片数的多少是影响该装置水沙分离效率的主要因素,而导片锥角的大小对装置的水沙分离效率影响不大。

导叶参数对混流泵水阻系数及效率的影响

以某混流泵为研究对象,基于Fluent软件,建立相对坐标系下的时均连续方程及N-S方程,并采用RNG k-ε湍流模型、非结构四面体网格和SIMPLEC算法对该混流泵内部三维流动进行数值模拟,在分析网格无关性的基础上,研究叶轮叶片和导叶叶片的静压及绝对速度分布规律,并对在不同的导叶数和不同导叶进口安放角下分别模拟了其在静态时的水阻系数和动态时的性能参数,发现在其他参数不变只改变导叶数时,导叶数为3时该混流泵水阻系数最低,导叶数为9时扬程和效率最高;在设计工况下其他参数保持不变只改变导叶进口安放角,冲角为0°时该混流泵的水阻系数最低,扬程和效率最高,但总体变化不明显.结果表明:在特殊应用环境下、为保证设计所要求效率的情况下,导叶数应尽量少;在设计混流泵的空间导叶时,导叶进口安放角在5°左右的范围内改变,混流泵的性能无明显变化.

导叶出口液流的速度环量对核主泵性能的影响

以核主泵为研究对象,对不同导叶叶片数、不同导叶厚度以及不同导叶圆周旋转角时的核主泵进行数值模拟.研究不同变量下导叶出口液流的速度环量变化,从而分析不同变量对核主泵内外特性的影响.研究结果表明:在设计工况下,在只改变导叶叶片数、导叶叶片厚度、导叶圆周旋转角中某一个参数,其他设计参数均不变时,导叶叶片数为18、导叶叶片厚度为原厚度、导叶圆周旋转角为8°时,泵的扬程、效率最高,导叶流道以及压水室内流场分布更加均匀;而导叶叶片数为16、导叶叶片厚度均匀增厚1.5倍、导叶圆周旋转角为16°时,导叶的消除液流速度环量的能力较强,导叶内的水力损失也较小.说明导叶出口液流的速度环量并不是越小越好,存在使得泵性能最佳的最优导叶出口液流速度环量.最优的导叶出口液流速度环量能够使液体在流动时更好地贴近壁面,防止形成脱流,从而使流场分布更加均匀,提高了泵的整体性能.

导流叶片数量及排布方式对涡流工具性能的影响

为了从导流叶片数量及排布方式两方面对涡流工具结构进行改进,采用数值模拟和理论分析相结合的方法,研究了不同导叶数量及排布方式下涡流工具下游流场速度分布、压降动态和旋流强度衰减特性。结果表明:环形排列方式下,涡流工具下游流体平均切向速度随导流叶片数量的增加而增大,流体压力梯度和旋流强度衰减速率随导叶数的增加而减小,连续排列方式则正好相反。12叶片环形排列式涡流工具下游流场压力梯度和旋流强度衰减速率均小于单叶片涡流工具,可尝试将目前常用的涡流工具改进为12叶片环形排列式涡流工具。

分离双箱高低雷诺数涡振的试验研究

为了给现代大跨度桥梁抗风设计提供准确的依据,有对其涡振性能和减振措施的有效性进行分析。在同济大学TJ-1和TJ-3进行的分离双箱高低雷诺数涡振试验,通过四十多个工况试验的详细比较,发现在低雷诺数条件下,涡振存在于较大的阻尼比区间范围内,振幅较大且相应的锁定风速区间较宽;而在高雷诺条件下,涡振仅在阻尼比较小时存在,且其振幅也较小。而导流板的减振效果在高低雷诺数试验中表现出差别,且与攻角有关。