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。     

转子结垢造成的离心压缩机振动故障

针对某天然气增压站离心压缩机转子结垢导致机组振动超标并触发停机的故障,利用状态监测技术结合压缩机输气能力变化、内窥镜检测及拆机检修情况对故障机理进行分析,确定了导致转子不平衡的原因是叶轮结垢。对叶轮和流道垢层进行化验和成因分析,其结果验证了故障诊断技术的实用性与有效性,并且提出了加强过滤排污等防控措施,为天然气长输管道离心压缩机同类故障诊断及处置提供了参考。     

海洋立管系统严重段塞流数学模型

介绍了几种典型的严重段塞流预测模型,建立了满足质量和动量守恒的描述混输立管系统内部周期性流动的一维瞬态流动模型.将模型计算结果与实验数据及OLGA软件计算结果进行对比,结果表明:模型计算的立管底部弯头处的压力值变化趋势及段塞周期等参数与实验数据吻合较好;模型计算结果与OLGA软件计算结果存在一定偏差,但在工程可接受范围之内,说明该模型能够对立管系统严重段塞流进行较准确的数值模拟,可为海洋立管系统的合理设计提供理论依据.     

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。     

天然气长输管道节能潜力评估方法的改进

天然气长输管道运行费用中压气站的运行费用占绝大部分,对压气站运行费用的研究结果表明,天然气长输管道具有巨大的节能潜力。对已有的离心压缩机运行费用计算方法进行了改进,进一步精确了离心压缩机运行费用的计算数值,并基于上述改进的方法编写了新的离心压缩机运行费用计算软件。分别应用改进前、后的计算方法在进站流量与压比依次变化的工况下,计算离心压缩机的能耗费用,对比两种方法的计算结果并总结其变化规律,对今后精确评估长输天然气管道节能潜力有一定的参考作用。     

天然气长输管道节能潜力评估方法的改进北大核心

天然气长输管道运行费用中压气站的运行费用占绝大部分,对压气站运行费用的研究结果表明,天然气长输管道具有巨大的节能潜力。对已有的离心压缩机运行费用计算方法进行了改进,进一步精确了离心压缩机运行费用的计算数值,并基于上述改进的方法编写了新的离心压缩机运行费用计算软件。分别应用改进前、后的计算方法在进站流量与压比依次变化的工况下,计算离心压缩机的能耗费用,对比两种方法的计算结果并总结其变化规律,对今后精确评估长输天然气管道节能潜力有一定的参考作用。     

离心压缩机性能换算软件的开发与应用

以离心压缩机变工况性能换算、特性曲线变转速二次拟合、基于BWRS方程的气体物性计算为理论基础,以NetBeans IDE 6.7为开发平台,结合Excel,采用Java语言开发了离心压缩机性能评价软件.软件能够准确计算与压缩机工作过程相关的气体物性参数,实现电子图像版压缩机特性曲线的数字化,可对不同入口条件下的特性曲线进行换算及变转速拟合,确定压缩机的流量控制界限.以某天然气长输管道首站的历史运行数据为依据,验证了软件计算结果的准确性.该软件可用于优化压气站运行方案.     

农业温室系统的多相流传递过程研究进展

分析了研究温室多相传递过程的特点,对温室内复杂的多相流动与传热问题进行了阐述,进而对目前关于温室传热、传质过程的CFD(计算流体力学)研究进行了综述,总结了CFD在温室多相流动与传热传质研究中的优势,并对CFD研究温室多相流系统的前景进行了展望。     

农业温室系统的多相流传递过程研究进展

分析了研究温室多相传递过程的特点,对温室内复杂的多相流动与传热问题进行了阐述,进而对目前关于温室传热、传质过程的CFD(计算流体力学)研究进行了综述,总结了CFD在温室多相流动与传热传质研究中的优势,并对CFD研究温室多相流系统的前景进行了展望。     

天然气管道掺氢输送对离心压缩机气动性能的影响

为研究天然气管道掺氢输送对离心压缩机气动性能和稳定工作范围的影响，以川气东送管道的GE PCL503压缩机为研究对象进行三维几何建模，采用RANS方法对该压缩机进行三维仿真模拟并与文献实验数据进行对比，验证了数值仿真模型的准确性。基于三维仿真模型研究了不同掺氢比、进口温度对离心压缩机气动性能和喘振裕度的影响。结果表明：随着天然气掺氢比的提高，压缩机的总压比和喘振裕度随之下降，当掺氢比达到20%时，喘振裕度降低19.78%，压比下降6.44%。在近喘振工况下，泄漏涡轨迹前移，泄漏涡强度得到增强，进而扩大了压力面低速区域面积，进一步加快了泄漏流与主流、压力面二次流的掺混，加剧了压力面流动分离和下游通道堵塞程度，其是导致掺氢比增加后压缩机稳定工作范围减少的主要原因。在10%掺氢比下，当进口温度由288 K升至323 K时，对于相同的体积流量，离心压缩机的总压比降低4.27%，等熵效率下降0.65%，喘振裕度增加13.03%，能量流量下降17.4%。研究结果可为天然气掺氢输送压缩机的设计及安全运行提供理论基础。（图10，表6，参22）     

基于搅拌设备的农业生物反应器内部流动分析

为了对侧入式搅拌的农业生物反应器内的流动情况进行研究,采用计算流体力学方法,以某示范工程的主体农业生物反应器为对象,利用Fluent软件对在搅拌设备作用下的反应器内部流动进行数值分析,揭示其流动规律。结果表明,搅拌设备主要使反应器内的物料沿叶轮轴线方向向前运动;接近反应器底安装的搅拌设备有助于防止池底固体颗粒沉积,可对反应器中介质进行均质处理。     

热应力对盐穴储气库稳定性的影响

盐腔注采周期的变化导致腔内温度周期性变化,进一步导致围岩热应力的周期性变化。由于盐岩抗拉强度低,当这种周期性热应力为拉应力且数值较大时,盐岩将破碎从而导致腔体垮塌。结合声呐带压测腔实测的盐穴腔体形状和体积数据,采用有限元数值模拟方法,将温度场与已建力学模型进行耦合建立热应力模型,并对常规模型和热应力模型进行对比,以分析热应力对腔体稳定性的影响。结果表明:在常规模型中表现稳定的部分区域,在热应力模型中却发生垮塌现象,热应力模型计算结果与声呐实测带压测腔结果吻合,由此推断温度变化所产生的热应力是影响腔体稳定性的重要因素,严重时可能导致腔体垮塌。因此,腔体热应力影响因素的提出,进一步完善了腔体稳定性评价体系,使评价结果更加接近于地层的真实情况。     

水平轴潮流能水轮机的流固耦合分析

叶轮作为潮流能水轮机捕能的关键部件,其水动力性能以及结构性能会影响水轮机的捕能效果及其结构的安全性。本文以30 W的小型水平轴潮流能水轮机为例,分别基于单向流固耦合和双向流固耦合模型对在设计工况下的叶轮水动力性能与结构性能进行了稳态分析,对比研究了两种耦合模型所得到的叶轮捕能系数、叶轮表面压力分布等水动力性能和叶轮应力分布等结构性能,为进一步对叶轮结构优化提供参考依据。     

气-水合物浆液两相流动模拟计算

多相流的研究已有近40年的历史,但对含水合物多相管流的研究很少见。针对油-气-水-水合物多相混输问题,将水合物固体颗粒与液相作为拟流体浆液处理,给出了气-水合物浆液水力、热力及相平衡的稳态计算方法,并将计算结果与实验环道所得数据进行对比。利用闪蒸算法计算了水合物的生成量,确定了管道内的流体相数、水合物开始出现的位置以及气液相的流量和摩尔组成,获得了气液相的热力学参数。     

多相混输管道蜡沉积研究进展

海底管道蜡沉积已成为石油工业面临的一个严峻的流动安全保障问题。系统阐述了国内外蜡沉积的研究成果,着重分析了有关多相流动蜡沉积机理、多相流动蜡沉积实验装置和多相流动蜡沉积动力学模型的研究进展。阐述了建立在"剪切剥离"作用基础上的"老化"蜡沉积机理;介绍了冷板实验、冷指实验、旋转圆盘实验和环道实验装置,着重分析了环道实验装置的优缺点;介绍了Singh模型和Hernandez模型,在其基础上对油气和油水两相蜡沉积动力学模型进行了描述。根据多相蜡沉积的研究现状,提出多相管流蜡沉积问题的研究应从蜡沉积机理入手,通过实验寻求多相混输过程中影响蜡沉积行为的关键因素,并结合多相流动的规律,建立不同流型下的蜡沉积物理模型。     

冻土水热运动的数值模拟

本文在建立冻土水热耦合迁移的数学模型基础上，采用全隐式有限差分格式并用线性化迭代方法求解。边界条件处理采用半控制容积法、时间步长根据迭代情况自动调节，求解过程中为防止振荡过大采用松驰迭代等措施。通过计算与实验结果对比，取得较好效果，表明采用的数学模型及数值计算方法可靠。     

多相混输瞬态模拟技术研究

研究了多相混输瞬变流动的数学模型,分别介绍了双流体模型、漂移流动模型和无压波模型的表现形式、边界条件和数值计算方法,并将实测数据与三种模型的计算结果进行了比较。     

组合压气机中尾迹与势流同频/异频干涉的叠加特性

为揭示多级压气机中上下游叶轮对中间叶片叠加气动影响特性,阐述不同叠加干涉情况下下游叶轮进气角度变化,采用数值方法模拟了一级轴流和一级离心组成的组合压气机非定常流场。详细讨论了上游动叶尾迹和下游动叶势流对中间导流叶栅段气流非定常流动的异频和同频叠加干涉特性,依据计算结果,直观地展示了静叶通道中两种干涉间相互激励和抑制作用的位置和时间,与数学公式的推导结果相互印证。研究结果表明:当上下游动叶对中间静叶段异频干涉时,干涉的激励、抑制区域的轴向位置随时间发生变化;当上下游动叶对中间静叶干涉频率相同时,干涉的相互激励、抑制区域的轴向位置不随时间发生变化,但干涉的激励、抑制区域的轴向位置受时序位置影响。另外,上游动叶尾迹与下游离心叶轮势流的不同叠加情况,决定着下游离心叶轮进口相对气流角的大小及波动幅值。      

气力输送过程分选多相气体分布建模

以动态理论分析为研究目标,从多相气体分布微分方程的描述方法入手,利用气力输送排放管路的定直径高速流动的特点,假设质量相差较大的气体和输送物在高速管道流动中出现分层的多相流动,应用多相气体流动理论描述了输送物排放的动态过程,推导出了数学模型,并通过实验加以验证。     

系统结构及介质流态激发管道共振的对比分析

为解决大输量站场中压缩机的异常振动问题,以某压缩机站场为例,通过计算气柱固有频率,证明了管路中扰动可激发声学共振的可能性,揭示了振动产生的根本原因。利用Fluent有限元软件分析管内流体流动状态,明确扰动产生的源头;利用ANSYS先进行静应力分析判断管道系统对离心压缩机出口压力脉动的响应,再进行动应力分析判断管道系统的敏感频率,进而阐述了工程中的结构分析不能完全揭露管道振动产生原因的不足。对管道设计结构进行优化,探究解决声学共振的方法,尽可能避免管道运行中的振动破坏,确保主要动力设备及管道的安全。(图10,表3,参12)