一种轴流式叶轮的全三维优化设计

针对一种磁力驱动的循环冲沙装置,提出了轴流式叶轮优化方案以提高叶轮水力性能。通过 CFD数值模拟,对轴流式叶轮内流场进行了紊流数值分析,并研究了同一工况下不同叶片结构、叶片数、导流棒对内流场的影响。由内流场分布特点,选择了叶轮有关结构参数,改进了叶轮结构。试验表明,改进后的轴流式叶轮其水力性能得到提高,从而验证了 CFD 分析在优化设计轴流式叶轮中的可行性。     

偏置分流叶片离心泵内流动机理及仿真分析

偏置分流叶片离心泵内流动机理是水力机械研究的热点问题之一.通过对偏置分流叶片离心泵内流场的流动机理进行分析,并采用FLUENT软件,对IS65-40-250型偏置分流叶片离心泵进行流场的数值模拟计算,揭示了流体在离心泵内的速度和压力分布规律.研究表明,采用分流叶片偏置方法,有利于提高离心泵内流场速度和压力分布的均匀性,...     

农用潜水泵内部流场的三维湍流数值模拟

针对同一叶轮配不同导流器,通过试验分析,探索提高潜水泵效率的途径。以250QJ125型潜水泵配两种导流器为例,通过CFD数值计算,预测出潜水泵的性能,将解析法求得的潜水泵最佳工况点与模拟试验结果进行了比较,其结果较为吻合。经对两种导流器内部的速度场和压力场分析,提出了增加导流器长度、增大导叶片进口冲角和壁角等方法可提高潜水泵的效率。     

迷宫流道结构参数对水力性能影响的模拟研究

利用CFD数值模拟方法代替传统水力性能试验对不同结构参数尺寸的齿形迷宫滴头流道内流场进行模拟计算,充分发挥其快速、低成本的优势,选取流量系数、流态指数和水头损失系数3个指标来分析齿形迷宫滴头流道结构参数对滴头工作性能影响的规律.结果表明,齿角度α对流量系数的影响最大,其次是偏差量J,齿高h对其影响最小;齿角度α对流态指数的影响最大,其次是偏差量J,齿高h对其影响最小.     

农用离心泵内二维流场的CFD模拟

基于CFD模拟技术,采用滑动网格模型对离心泵内流场进行了2-D求解,得出了离心泵内的速度分布图、速度矢量图以及不同时刻的总压力图。结果表明：离心泵内部流动非常复杂,叶轮内各流道压力分布、流速和流量差异明显,呈现出高度的不对称性。Fluent软件对离心泵内流场的模拟,能真实反映出泵内流道状况,为农用离心泵内叶轮的设计、改良提供理论基础。     

叶尖间隙对小型高速离心风扇气动性能与流场的影响

针对小型高速离心风扇进行了数值与试验研究。离心风扇封闭叶轮与外机匣之间存在0．7mm的间隙，叶轮的转速为34000r／min。构造了有／无间隙的计算模型，使用κ-ω ST湍流模型和非结构网格进行了非定常数值模拟。在一个标准测试平台进行了总体性能的测试，利用CFD技术进行了全三维非定常流场的计算，获得了离心风扇的总体性能和各流动部件的流场结构。由于风扇叶轮与外机匣之间存在的间隙以及叶轮进出口之间的静压差，使得间隙内存在很强的回流，并在叶轮进口处产生很强的流动干涉，从而改变了叶轮进口的流动状况，对离心风扇的总体性能产生很大的影响。     

迷宫型灌水器水力性能模拟研究

滴灌系统近年来发展很快,广泛应用于各种不同的作物,尤其在我国北部地区得到了大量的推广应用。影响滴灌灌水器水力性能的重要单位是滴灌灌水器中的迷宫流道,选定典型滴灌灌水器的结构.文章结合流道结构试验数据,对其进行系统的分析计算与数值模拟,揭示影响迷宫流道水力性能的主要因素,提高滴灌灌水器的抗堵塞能力,对迷宫流道结构进行优化设计。笔者以梯形迷宫流道为研究对象,以齿高、转角、上底宽为研究参数,基于CFD的前置处理器gambit绘制几何模型,滴灌灌水器的梯形迷宫流道充分利用fluent进行数值模拟。进而研究滴灌灌水器迷宫流道结构参数对水力性能的影响,以及压力场、流速场的可视化分析。从结论可得,在齿高、上底宽、转角三个主要因素中,齿高对流态指数影响较不明显,上底宽和转角对流态指数的影响较大。     

离心泵流场及动力特性研究*

 采用CFD软件在多参考坐标系下,利用有限体积法对雷诺时均N-S方程进行数值离散,选用标准κ ε湍流模型与SIMPLEC方法求解,对某新型离心泵进行了叶轮蜗壳耦合三维定常湍流数值模拟,捕捉到了离心泵叶轮内的压力分布、速度分布等重要流动信息,计算了不同流量工况下水泵叶轮受力特性以及水泵能量和空化性能,并与试验方法进行对比,两者基本吻合,从而验证了计算结果的可靠性,为离心泵泵壳和叶轮的水力及优化设计等研究具有重要的指导意义。     

国产化轴流式调压器结构改进及流场分析

轴流式天然气调压器是保障长输管道安全供气的重要设备,为提高调压器流场性能,对其主阀结构进行优化改进,借助Solidworks软件对调压器改进前后的主阀内部流道进行三维建模,并采用CFX软件对内部流场进行可视化研究,求解得到调压器内部压力、速度分布云图及速度矢量图;对改进前后阀内流道形状及阀后加入节流孔板前后调压器的流场特性进行对比分析,结果表明：改进流道形状及加入孔板后,主阀内部流场漩涡有所减少,局部最高流速明显降低,压力分布更加均匀,调压器流场得到优化,性能进一步提升。     

混流式水轮机转轮X型叶片的水力特性

X型叶片作为国外先进水轮机设备的关键部件,对其结构和水力特性的研究是很有必要的。在反复设计和计算的基础上,摸索和总结出一些X型叶片的结构特点和水力特性。分析表明,X型叶片的主要结构特点为：叶片进口均有“负倾角”,靠近上冠处翼形为负曲率。同时,为适应能量转换和出口条件的要求,叶片出水边不在轴面上,而成一空间曲线。由于X型叶片的以上特点,使叶片间流道内液体的流动趋于顺场均匀,消除了常规叶片正面常见的“横流”现象,减轻了叶片近下环处的负荷集中,在提高水轮机的运行效率、增加过流量和改善转轮空化性能,及转轮受力状况等方面都有较大潜力。     

基于计算流体动力学与离散元法的离心泵内流场及磨损的数值模拟

利用离散单元法与流体动力学耦合的方法研究了不同入口流速(0.6、1.2、1.7 m/s)和额定转速(2650、2800、3000 r/min)下单级离心泵内部流场变化、磨损部位、磨损量、输送能力.结果表明:离心泵叶轮叶片尾部易发生空化现象,入口流速对叶片空化现象、出水管道滞留区域产生的影响大于转速的;9种工况下离心泵最...     

导叶对双流道水力透平机性能的影响

参考低比转速混流式水轮机的叶片设计原理与双吸泵的结构型式,设计出一种卧式双流道混流式水力透平机,对导水部件采用4种不同翼型导叶的方案进行了探讨,从定性和定量2个方面评价了各方案水力透平机性能的好坏.结果表明:利用传统的头部较厚的导叶不利于水流绕流,在引、导水部件处能量损失严重,而添加头部修型的负曲率导叶的水力透平机效率最优,且转轮叶片面上的流场分布非常理想,确定其为该设计要求下水力透平机的导叶叶型,为将来水力透平机的结构优化和性能预测提供了理论依据.     

离心泵叶轮内旋转流场激光测量的研究

采用双焦激光流速仪对离心泵叶轮内旋转流场和叶轮出口附近的泵涡壳流速场，选择３个不同方位的窗口进行了测量。所测量的３种不同运行工况，其流量分别为设计流量的１．０，０．７０和０．３８。不同窗口测得的两叶片间流道的流速分布表明，即使在设计工况下，整个叶轮各叶片间的流速分布也不是对称的。叶轮出口处的液流角从叶片吸入侧向叶片压力侧增大，叶片吸入侧出现脱流。这在非设计工况尤其明显，并同时产生二次流。在流量为０．３８设计流量时，二次流较强。液流相对运动的主流从在叶片进口处的吸入侧转移到叶片出口处的压力侧。     

轴流式灭火风机气动设计和有效风速理论分析

分析了轴流式风力灭火机采用高速轴流风机的设计特点,结合流体力学中的叶型设计理论对高速轴流风机进行了气动反向设计,得出叶型截面的翼型参数和变截面扭曲叶片的实体模型;并结合气体圆形自由射流原理对轴流式风力灭火机的有效风速进行了理论分析,探讨了提高轴流式风力灭火机有效风速的具体途径。     

基于计算流体动力学与离散元法耦合的磁力泵水沙运动的数值模拟

应用计算流体动力学与离散元法耦合的方法,对MP6–R微型磁力泵3种进口流速(0.5、1.0、1.5 m/s)和3种含沙量(0.5%、1.0%、2.0%)水沙运动进行数值模拟。结果表明：当进口流速为0.5 m/s时,磁力泵出口管道与蜗壳衔接段出现回流区,其最大回流速度为1.07 m/s,随着进口流速的加大,回流速度逐渐降低,当进口流速达到1.5 m/s时,回流现象消失,水流速度方向稳定指向出口,磁力泵过流性能最佳;叶轮轴面附近存在大量低速沙粒汇聚的滞留区,滞留区沙粒相互碰撞产生初始切速度;当进口流速一定时,改变颗粒体积分数对滞留区沙粒平均速度的影响较小;进口流速低于1.0 m/s时,增加颗粒体积分数会降低颗粒残留比,进口流速高于1 m/s后,颗粒残留比非常接近;当颗粒体积分数一定时,提升进口流速会降低颗粒残留比,增加滞留区沙粒平均速度,进口流速达到1 m/s后,颗粒残留比和滞留区沙粒平均速度随进口流速的变化不明显,磁力泵输送性能最佳。结合磁力泵的过流性能、输送性能与叶轮表面的载荷强度,建议磁力泵最佳运行状态下进口流速保持在1.0 m/s以上。     

四重滚筒式牧草干燥机结构优化

采用计算流体动力(CFD)技术对四重滚筒干燥机内的流场进行数值模拟。根据模拟结果分析筒体结构对流场的影响,发现气流运动方向与壁面所成角度是影响气流速度的重要因素,对优化后的流场进行数值模拟并加以分析,在原有结构的基础上增加弧形过渡面。结果表明,优化后干燥机内气流流畅运动,涡流减少,改善了干燥机性能。     

三峡水轮机转轮中三维空化流动的解析理论与方法

为了提高三峡水电站水轮机的空化性能,提出了水轮机转轮三维空化流场的分析理论与方法,通过数值模拟首次实现了混流式水轮机转轮内三维空化流场和叶片上三维空穴匹配的预测。将流面Ｓ１保角变换成圆柱或环列翼栅,用非线性贴体面元奇点法解映射二维平面上翼栅的空化流动。采用流线曲率法计算有厚叶片Ｓ２流面的流动。对流面Ｓ１与Ｓ２空化流解进行迭代计算,以最终确定转轮中三维空化流场。计算结果表明它适用于任何一种型式的反击