旋涡自吸泵内部流场压力脉动数值模拟

为研究不同工况下旋涡自吸泵内部瞬态流动特性,利用ANSYS CFX软件并选取雷诺时均N-S方程和RNG k-ε双方程湍流模型,对包括叶轮、泵体和支架在内的旋涡自吸泵整机内部流场进行了瞬态数值模拟.将定常数值模拟结果与外特性试验进行对比验证,并将其作为瞬态非定常计算的初始值,提取了泵内部流动情况和监测点的压力脉动特性.计算结果表明:与叶轮接触的环形流道内主频为单边叶频,径向方向叶频也存在较明显的峰值;靠近壁面的环形流道内,能量集中在单边叶片通过频率及其倍频处;在隔板间隙处能量值更大,除低频段有明显的波动外,峰值集中在单边叶频及其倍频段,在间隙处的径向上从边缘至中间部位,单边叶频与叶频的能量值呈此消彼长趋势,中间部位叶频为主频;叶轮上的压力脉动转频为主频,峰值分布在转频及其倍频,随倍数的增加能量值依次降低.     

双吸离心泵径向力数值分析

应用CFD软件对某型双吸离心泵的内部流场进行了数值计算,给出了不同工况下叶轮出口与蜗壳耦合面静压沿周向、轴向的分布规律.通过对比试验曲线与数值计算外特性曲线,发现两者比较吻合,相对误差小于5%,且数值计算叶轮出口周向压力分布曲线与试验曲线趋势一致.采用径向力出口压力法计算模型,计算了各工况下离心泵叶轮所受的径向力及其分量.结果表明：应用数值计算结果而建立的离心泵径向力计算模型具有一定的准确性.小流量工况时,径向力随流量的增加而减少;设计流量工况附近时,径向力达到最小值且不为0;大流量工况时,径向力随流量的增加而增加.     

基于全流场的泵装置出水流道内流特性分析

为了研究立式轴流泵装置出水流道的流动特性,以一立式轴流泵装置为研究对象,基于全流场非定常计算,结合湍动能和流线分布以及压力分布,分析出水流道内非定常流动特性;基于Q准则,在小流量工况下对流道内涡旋结构进行可视化分析;基于特征值法和涡量法,对不同工况下1个非定常旋转周期内的出水流道里的涡核进行提取.结果表明:小流量工况下,出水流道的入口处产生的涡旋结构数量最多,流道内提取到的涡核数量也最多;出水流道内的涡核强度从流道入口处往后逐渐减弱;2种方法均在额定工况下提取到的涡核数量最少,并且额定工况下流道中后部均未出现涡核.掌握出水流道内流特性及涡核分布,有助于今后优化设计出低水力损失的出水流道.     

变螺距诱导轮对高速离心泵性能及流场的影响研究

为了定量研究诱导轮对高速离心泵内部流场和性能的影响,分别对有诱导轮和无诱导轮的高速离心泵进行三维非定常全流道数值模拟,并获得其压力脉动特性和作用在叶轮上的径向力分布。通过对比分析发现诱导轮产生的扬程提高了叶轮进口压力,从而提升泵的抗汽蚀性能并且能增大泵的扬程,但对效率有一定影响。模拟结果还表明,有、无诱导轮的高速离心泵内压力脉动均主要是由于叶轮和蜗壳动静干涉产生,且主频与叶频相一致,加装诱导轮对泵内的压力脉动频率分布影响较小,幅值在小流量下有所增大而设计流量和大流量下则有所降低。加装诱导轮之后,设计工况和小流量下叶轮受到的径向力的均值与最大值都比无诱导轮模型泵稍大,其中设计工况下均值和最大值分别增大15.13%和18.4%。     

地下滴灌中毛管水力计算的数学模型与试验

为了研究地下滴灌毛管水力特性与水力计算方法,用较短毛管并通过毛管末端泄流的方式,在室内利用地下滴灌毛管水力要素试验测试系统,分别测试了2种滴灌管在轻黏土中毛管上每个滴头的流量和毛管首末两端的压力水头．结果表明：在灌水持续2min之后,地下滴灌毛管上各滴头流量均趋于恒定值;在稳定的压力水头差下,滴头流量沿程依次减少．根据毛管沿程压力变化规律,结合考虑土壤质地、土壤体积质量和初始含水率的地下滴灌滴头流量计算公式,提出了毛管水力计算数学模型．利用该模型计算的滴头流量值与其实测值之间的相对误差在1．0％左右;并计算出考虑毛管局部水头损失的加大系数约为1．20．将该模型推广应用于一般情况下的地下滴灌毛管水力计算,可求解均匀坡、均质土、均匀管径与滴头等间距时的地下滴灌毛管水力特征值．     

基于计算机视觉无精蛋识别系统设计与实现

设计了一套基于计算机视觉检测无精蛋的特征无损装置,实现了种蛋孵化前对无精蛋与受精蛋的分离。无精蛋识别系统以数码相机、计算机和打印机快速搭建计算机视觉系统,应用Canny算子实现了种蛋图像边缘提取,利用无精蛋的边缘轮廓特征规律,实现无精蛋的识别。试验结果表明,基于计算机视觉无精蛋识别装置对无精蛋筛选精度为1 0 0%。     

基于Fluent的滚筒烘丝机烘丝过程研究

为了揭示烟丝物料干燥系统的内在温度关系和规律,提升烘丝品质和物料利用率,满足企业精细化生产需求,通过某卷烟厂的干燥设备模型对上部烟叶品种的烟丝物料进行干燥研究,并应用Fluent软件系统模拟计算滚筒内烟丝物料温度传递规律,分析不同工艺参数下烟丝物料在滚筒内的温度传递规律。研究结果表明:(1)通过对不同的工艺参数下进行仿真计算,烟丝物料在温度上升阶段温度变化达到动态平稳状态的时间和滚筒长度有明显的差异,但总体都达到动态平稳的状态。(2)通过对不同的典型的工艺参数下进行仿真计算分析,确定了滚筒在转速为9 r/min,热风风速为0.5 m/s时工艺参数最佳。为该型号烟丝物料的滚筒烘丝干燥生产提供了理论依据。     

柴油机高速强力电磁阀的数值模拟

高速强力电磁阀是影响柴油机电控燃油喷射系统性能的关键部件。通过高速强力电磁阀驱动特性的理论分析和数值求解喷油器电磁阀的磁场分布,对电磁阀动态响应特性进行了数值模拟计算。试验验证了模拟计算结果的正确性。     

生物质能秸秆回收物流成本分析及测算

为改变现今生物质发电厂收集秸秆燃料的回收物流成本居高不下的现状,探究降低秸秆回收物流成本的方法,本研究通过构建两种秸秆回收物流模式,对秸秆回收物流成本的结构组成进行了分析,并总结了秸秆回收物流涉及到的各种影响因素。基于微积分构建秸秆回收物流的成本测算模型,结合实例对模型的敏感性进行了分析。结果表明:半径因素是影响回收物流成本的最重要因素,适当减小收集半径可很大程度上降低运输费用;收集秸秆时,为使最终的回收物流成本最低,可将外包商的个数控制在10个左右;生物质发电厂在初期选址时要进行合理规划,政府严格准入,避免一定区域内密集建厂。     

基于键合图理论的共轨式喷油器建模与试验

电控喷油器作为高压共轨喷油系统关键部件工作过程中涉及机、电、液多物理场耦合,为预测不同工况下系统喷油量特性,揭示系统多物理场耦合特性机理,该文考虑可变液容及燃油物性等对系统动态喷射特性的影响,运用键合图理论建立了共轨式喷油器各主要组成部件数值模型,得到了系统状态方程,通过对系统状态方程组数值求解计算,得到了不同工况下系统喷油量。建立了高压共轨喷油系统喷油量测试试验台,比较了轨压分别为80、100和120 MPa不同控制脉宽下系统喷油量测量结果与键合图数值模型计算值。结果表明计算结果与测量值最大相对误差为4%,因此基于键合图理论建立的共轨式喷油器数值模型可较好地预测系统喷油量特性。该研究对高压共轨喷油系统多物理场建模及系统喷射性能数值计算提供了参考。