径向进气风机流场的试验研究

径向进气风机的性能与它内部气流的流动状态(流场)有着密切关系。 本研究用两种方法对流场进行了可视化显形,并对流场进行了较精确地测量,弄清了该风机的工作原理,建立了较精确的流场物理模型和数学模型,初步探明了风机主要几何参数与流场、性能之间的关系。在分析基础上改进了风机的几何参数,使其性能获得了明显改善。     

离心泵内部流场试验研究与数值计

采用先进的流场测试仪器PIV在不干扰流场的情况下,对叶轮内部流场进行高精度测量,并利用流场计算软件Fluent对离心泵在不同工况下的流场进行模拟,获得了流道中相对速度以分布。结合数值计算与实验研究,对离心泵叶轮内部流场进行了初步分析。实验结果表明,计算所采用的 模型的修正方法基本符合此型泵内部流动的实际情况。     

离心泵有盖板叶轮内部流场的PIV测量

用PIV技术对离心式水泵有盖板叶轮内部流场进行了试验测量。水泵在两种工况下运行，选择两个叶槽分别进行测量，获得了水泵叶轮全叶槽内的速度场。两种工况下不同窗口的流场均有明显差异，呈不对称分布；小流量工况始终存在一个低速区，位于叶槽进出口之间，靠近吸力侧。     

开敞式进水池内部流动的3DPIV实验研究

设计了一个适合3DPIV测量的轴流泵进水池装置,采用3DPIV技术对进水池内喇叭管下方水体进行测量,获得了测量区域流场的三维分布,分析了流场的流动规律。研究发现,测量区域水流具有三维流动特征,但是流场无对称性,且流态变化较大;前部水流流动偏向右侧,后部等区域存在漩涡,漩涡位置有的比较固定,有的随时间变化。     

农业节水灌溉球阀水流流动特性分析

利用试验测量球阀稳态流动时的总压变化,通过数值模拟对试验球阀流场变化进行展示,数值模拟与试验吻合较好。数值模拟获得球阀在不同开度时的稳态局部阻力系数和流量系数,揭示球阀流场从小开度到大开度的湍流特征与局部阻力系数、流量系数变化的相互关系,归纳得到4种规格球阀的局部阻力系数及流量系数在不同开度下的数学表达式,结论可为节水灌溉管网的水力计算提供理论参考。     

微通道内流场的可视化测量技术应用研究

流动可视化技术是微尺度流动研究的重要试验手段,Micro-PIV是获得整场、瞬态、定量的微尺度流场的可视化测量技术,与PIV测试原理基本相同。在常规PIV测试平台上通过选择恰当的试验仪器设备和数据采集分析系统,设计搭建了一套科学合理的Micro-PIV试验系统,并在测量技术上排除外界干扰因素,从而提高了高端实验设备的利用率。同时,利用该系统对边长为800μm方形断面齿形微通道细小的顶角部位内流流动特征进行可视化测量,得到精细的流场分布定量信息,发现该流动区域内存在一个完整的涡,并且涡随流动发展呈形成、移动、消散的演变趋势。     

液力偶合器轴向力计算方法

提出了一种基于计算流体动力学(CFD)计算液力偶合器轴向力的方法。通过获得偶合器内三维、两相流动流场的数值解进行轴向力计算。对在制动工况、牵引工况和额定工况下不同充液率时调速型偶合器工作腔的流场进行了分析,并获得轴向力的变化规律。对不同充液率下偶合器轴向力进行了试验测试,计算结果与试验值对比,平均误差为8%,验证了该计算方法是有效可行的。     

涡旋压缩机压力腔内流场分析

由于涡旋压缩机的内部结构,利用常规实验测量的方法来获得涡旋压缩机工作时的瞬时流场信息十分困难。基于Fluent的动网格技术完成了三维涡旋压缩机压力腔内瞬态流场仿真,得到了各个转角位置的温度、压力变化过程以及生动丰富的瞬时流场信息,为涡旋压缩机的优化设计提供了理论参考。     

全射流喷头内部流场计算流体动力学数值模拟

建立了全射流喷头内部流场的CFD数值模型,并对喷头的流量压力关系、喷头附壁情况下附壁点的位置进行了数值模拟计算。CFD计算值与实验测量值对比结果表明,CFD计算得到的3种喷头流量值与实验测量值的平均偏差小于5％,附壁点计算值与实验测量值平均偏差小于5％。说明采用CFD方法能较好地反映喷头的内部流动情况,根据数值模拟最终得到全射流喷头内部流场在直射和附壁状态下的速度矢量图。     

混流式输卤泵内部湍流场的研究

运用流场计算商用软件FLuENT5．5,模拟了清水状态下混流式叶轮内部的三维湍流场;采用五孔圆球流体动力探针对叶轮及导叶进出口流场进行了测量,给出速度和压力分布图。同时,结合数值计算与实验测量结果,对各部位流场进行了初步的理论分析。通过研究与分析,提出具有直锥形吸水室的混流泵的叶轮进口处存在速度环量、叶轮进口处水流方向基本为轴向且分布不均匀等新的观点,为今后输送卤水状态下的泵内部流场研究工作提供参考。     

离心泵叶轮内部伴有盐析流场的分析

运用流场计算商用软件Fluent6.1,模拟了伴有盐析的液固两相流状态下离心泵叶轮内部的三维湍流场,采用流场测试仪器PIV对叶轮内部流场进行了测量,通过编写图像处理软件结合Insight5.0软件对所测流场进行后处理,分别得出液相和固相的速度场。同时,分析数值计算与实验测量结果,得到了离心泵泵叶轮内部两相流动的一些规律,为防止叶轮内部结盐提供了部分理论依据。     

基于CFD的专用离心风机内部流场特性

本工作运用CFD技术的FLUENT软件建立了6HWF-20型高射程喷雾喷粉机的专用风机模型并进行了内部流场模拟,获得了转速为2 372 r/min时计算收敛后风机内部流场的速度矢量分布和压力分布情况,并通过优化风机叶片进口安装角和蜗舌的形状、尺寸,改善了风机内部流场。同时获得了6种转速下风机出口处的平均速度,并通过试验进行了验证。结果表明,模拟结果与试验结果吻合,基于FLUENT软件下建立的专用风机模型和模拟方法是可行的,为采用CFD技术进一步改善风机内部流场,提高风机出口速度,更有效地实现高射程喷雾喷粉功能具有重要的意义。      

微灌滴头内流Micro-PIV测量及流道结构优化研究

以600 m方形断面锯齿形微灌滴头为研究对象,利用Micro-PⅣ技术测量了滴头流道内流流场.实验平台通过显微装置、滤光技术以及采用高像素、高灰阶CCD相机进行升级,得到了详细的微通道内流流场分布信息,针对流场中存在的低速回流区进行了局部放大测量,从测量得到的速度矢量图和流线图中发现,齿尖部位存在大小不等、方向相反的2...     

双风机圆筒筛清选机构内流场的试验研究

分析了双风机圆筒筛清选机构的清选原理,测量了该机构两种条件下的流场,分析了流场的特点及风机运动参数、位置参数变化对流场的影响规律,指出了流场的理想状态及改善清选性能的途径.     

横流风机位置对双风机圆筒筛清选机构性能的影响

阐述了双风机圆筒筛清选机构的清选原理,测量了该机构横流风机在3种工况下的流场;分析了流场的特点及横流风机位置参数变化对流场的影响规律,指出了流场的理想状态及改善清选性能的途径.     

多喷嘴射流泵流场的数值模拟与PIV测量

为研究多喷嘴射流泵性能和内部流场特征,设计了不同结构的多喷嘴射流泵试验模型.采用k-ε湍流模型和壁面函数法对不同参数下的多喷嘴射流泵进行了数值模拟,模拟结果表明,喷嘴数和喷嘴角度及喉嘴距对射流泵工作性能影响较大;在吸入室及喉管入口处湍动能较大.利用PIV系统对不同结构射流泵内部流场进行了三维测量,获得了射流泵对称面流场的速度矢量和湍动能等值线图.试验结果表明,其速度梯度衰减得愈快,工作流体和被吸流体混合距离越短.验证了多喷嘴射流泵可缩短喉管长度.测量结果证明数值模拟的正确性,为多喷嘴射流泵理论研究和合理设计提供了理论依据.     

大坝小流量渗流量仪的研制

渗流量监测是大坝安全监测的重要项目,目前对于小于1L/s的渗流量的监测主要采用人工测量的方法,该方法费时费力,而且无法实现远程在线实时监测,为此,设计了一种基于容积式测量原理的小流量自动化在线监测渗流量仪.通过将测量部件与引流部件分离设计,避免了因渗流流体中含有的粉末状态杂质敷积在测量容器内,而影响测量仪器长期稳定性及...     

雷诺数对淹没冲击射流流场影响的数值预测

采用标准κ-ε模型和壁面函数法,对淹没条件下清洗液射流冲击平板的半封闭流场进行了数值模拟,将3种不同雷诺数的冲击射流流场的计算结果与激光多普勒测速仪的测量结果进行比较,评价了标准κ-ε模型的预测性能,初步探讨了入口条件对计算结果的影响。计算结果表明,在冲击射流靠近冲击板的下游区存在环形回流区,环形回流中心位置随雷诺数Re的变化而有规律性地移动,与试验结论相一致。     

多孔介质壁面条件下微尺度流动的数值模拟

利用多孔介质模拟微通道壁面粗糙元,建立了一种新的微尺度化流场的数值模拟方法.多孔介质模型厚度由微通道壁面相对粗糙度折算,多孔介质的阻力系数由该区域内的流态及阻力计算;配合采用k-ε和k-ω多种形式的湍流模型,对边长为600μm的方形断面微通道流场在雷诺数分别为100和300的情况下进行了数值模拟计算.通过模拟结果与Micro-PIV测量数据的对比分析发现,采用realizablek-ε湍流模型,搭配多孔介质微尺度化模型进行数值计算,能够有效地模拟微尺度流场的流动状况,而标准k-ε湍流模型和RNGk-ε湍流模型的微尺度模拟计算结果虽接近试验测量值,但仍有偏差;标准k-ω湍流模型和SSTk-ω湍流模型的微尺度模拟效果较差.     

基于烟线法的直线翼垂直轴风力机静态流场可视化试验

为探明直线翼垂直轴风力机自起动性能与风力机叶片迎风角度的关系,设计制作了一台具有3枚NACA0018翼型叶片的直线翼垂直轴风力机模型。通过风洞试验测试了直线翼垂直轴风力机在不同风速下自起动性与叶片迎风角度的关系;利用烟线法对风力机的静态流场进行了可视化试验,获得了不同叶片迎风角度下风力机周围流场的流迹线图像;分析了风力机自起动性与叶片翼型、叶片个数、叶片受力情况和周围流场的关系。