基于FNE的轴流泵叶轮的流动分析

为了节省轴流泵的研发成本,应用结构化网格技术和有限体积差分格式并结合K一ε湍流模型 对相对坐标系下的三维雷诺平均N-S方程进行求解,对在同一设计工况下的相同流道几何尺寸的两个轴流泵叶轮内部的三维紊流场进行了数值计算与分析,得到了其内部流场、压力场的分布情况,预测了水泵的水力性能,选择出了性能较优的水泵叶轮。     

HD型石油化工流程泵双蜗壳内部流场数值计算

180°对称分布的双蜗壳结构在大型离心泵中应用广泛,但目前对双蜗壳内部流动规律的数值研究还相对较少。为了探究双蜗壳流道内部流动规律,利用CFD软件,基于雷诺时均N-S方程和k-ε紊流模型,通过SIMPLE算法进行压力速度耦合,对双吸式HD型石油化工流程泵蜗壳流道内部流场进行了数值模拟,得到了蜗壳内的速度场以及压力场的分布规律,并重点分析了隔舌和扩散段内的流动。数值结果表明,蜗壳内的速度场以及压力场分布相对比较均匀,在隔舌和扩散段内存在一定的回流和涡流,但并不影响泵的良好性能和高效率。     

滴头锯齿型迷宫流道消能特性的流体动力学分析

在对所选取的3种代表性锯齿型迷宫式滴头流道参数进行精确测定的基础上,利用圆管紊流理论和CFD流场模拟软件对锯齿形迷宫流道的消能机理进行了研究。结果表明：光滑圆管紊流理论不足以解释锯齿型迷宫流道的消能机理;压力沿流道长度方向呈线性递减,各消能尖角单元压力损失相等,符合线性叠加规律;摩阻系数随着压力增加而降低,并很快稳定在一定数值上;在中、高压区滴头流道内部流动为紊流,在低压区可能存在从层流到紊流或者光滑紊流到全紊流的流态转捩行为。     

稳流器对摇臂式喷头水力损失影响的数值模拟计算

稳流器是喷头内的主要过流部件,喷头内过流部件的压力损失是评价喷头好坏的指标。利用ANSYS/FLOTRAN有限元分析软件,根据喷头内部流体流态,激活标准K-ε湍流模型,对装有不同型式稳流器的PY130型喷头内部三维流场进行数值模拟。经过建模、分网、加载、计算这一流程,对喷头内流场进行微观化分析,得出速度矢量分布图和压力等值分布图,直观地反映了喷管内部流场紊流程度变化和压力变化并可得出喷头水力损失值,为喷头的优化设计提供合理的依据。     

非对称体边界下三维紊流模型的建立和验证

对于斜向进水、侧向泄水条件下的圆形消力井，基于井内水流紊动射流分区的半经验公式法，可以对淹没射流条件下的水股作用力进行机理分析，并推导得出射流沿程最大流速及冲击区井壁时均作用力表达式，但尚不能完全揭示其内部复杂的紊动水力特性。利用紊流理论的数值模拟可以更好地描述圆形消力井流场内部各处的时均流及紊动特性:根据区域形状特点，对流场的空间域和时间域进行剖分离散，由不规则边界紊流Navier-Stokes方程掺气影响统计演化建立了三维封闭可求解雷诺应力方程组。基于实际工程的数值分析成果表明，三维紊流模型可行有效，能够用于非对称体边界条件下的空间流场计算。      

离心泵叶轮内部三维紊流数值模拟与验证

基于N—S方程和标准的k-ε紊流模型，对一比转数ns=96的离心泵叶轮内部的流动情况进行了数值模拟，模拟软件对3个典型工况进行计算，得到了叶轮内的速度和压力分布，并和PIV实验结果比较，两者在总体上是一致的。     

多孔流体分布管出流及水头变化规律研究

多孔流体分布管广泛应用于滴喷灌、石油化工、给排水、电力、通风等领域中,不同领域多孔流体分布管的长度不尽相同,流体的流态不同,其内在的水头变化和出流情况也各不相同。结合前人理论分析结果,通过三组实验数据得出多孔流体分布管不同流态(全紊流区,完全紊流区,非完全紊流区,过渡区,层流区)下相应管长的不同,并根据不同流态(全紊流区,完全紊流区,非完全紊流区,过渡区,层流区)分区完整程度的不同得出不同类型多孔流体分布管内在水头变化趋势:对于分区完整的多孔流体分布管长管压力沿程降低,降低幅度沿程变小,到多孔流体分布管末端时压力变化趋于平缓;对于分区较完整(过渡区很小可忽略不计)的多孔流体分布管中长管压力先降低后升高,整体变化幅度不大;对于分区不完整(过渡区和层流区很短可忽略不计)的多孔短管压力沿程呈上升趋势。结合对多孔流体分布管水头变化的分析,推导出多孔流体分布管内部的水头变化和流速水头的恢复值的计算公式,为多孔流体分布管的设计提供帮助。     

基于Fluent的9R-40揉碎机内流场仿真与研究

锤片式揉碎机作为一种重要的秸秆饲料加工机械而被广泛地应用在饲料生产作业中。为研究揉碎机内部流场结构信息,运用计算流体力学软件Fluent对锤片式揉碎机内流场进行三维数值模拟,得到转子转速为2 800 r/min时揉碎机内流场的压力场结构信息和速度场结构信息。结果显示:气流高速区出现在抛送叶片的背风面,大小为60m/s;低速区出现在揉碎机转子中心处,大小为12m/s。压力最低区域在揉碎室与抛送室交界处锤架板之间转子中心附近,压力最高区域在锤片末端和抛送室下机壳内壁附近。揉碎室和抛送室交界处存在明显压降和紊流,有利于物料在气流的带动下从抛送室内抛出。抛送室区域存在涡流,且出料管处产生回流,容易造成物料堵塞,导致物料不易被抛出或二次揉碎,增加能耗。本研究通过对揉碎机内流场进行三维数值模拟,直观地显示其内部的静压力场和速度场结构信息;研究了物料在揉碎机内部的运动规律,为揉碎机流场结构优化提供了依据,继而为优化机具、提高整机效率提供理论基础。     

离心式叶轮内紊流流场数值分析及PIV测试

采用RNGk-ε紊流模型计算了闭式叶轮以及相对应的半开式叶轮内部的三维紊流流场。计算结果表明，闭式叶轮在小流量工况时，叶片吸力面存在大范围的回流，最优工况和大流量工况叶片压力面进口前沿为低速区，进口前靠前盖板侧存在漩涡。开式叶轮间隙中存在的回流导致叶轮中叶片上下两个明显的回流区，与封闭式叶轮相比最优工况点流量和扬程下降，效率下降达18%。为满足PIV测试的要求设计了透明离心泵。二维PIV测试的结果能较好地验证紊流计算的结果，同时也说明，即使在最优工况下叶轮中各叶槽问的流动也有明显的差别。     

抛雪离心风机内流场数值模拟及其结构参数优化

抛雪离心风机工作时,其内部流动是三维非稳态不可压缩的气固两相流动。按整车参数和清雪要求设计了1套抛雪离心风机,并采用CFD方法对其内部流场进行了数值模拟,初步揭示了其内部流场的速度和压力分布。在详细分析速度场和压力场的基础上,对抛雪离心风机的结构参数进行了优化,得到了4叶片、后倾10°的抛雪效率高的抛雪离心风机结构。