离心泵内气相体积分数及相对速度分布规律研究

为研究离心泵输送气液两相介质时的内部流动规律,采用FLUENT软件对其内部流动进行数值模拟,研究叶轮内不同截面处的气液两相流动,分析进口气相体积分数和流量对叶轮内部流动的影响,以揭示叶轮内不同截面处气相分布与相对速度随进口气相体积分数与流量的变化规律。研究结果表明：前盖板附近截面气相集中区域较大;大流量对气相的积聚具有一定的冲刷作用;在设计工况下,泵内气相体积分数随叶轮半径的增加先增大后减小;进口气相体积分数对前盖板截面附近相对速度影响较大,中截面和前盖板截面附近相对速度受流量的影响较大。研究结果对气液两相流泵的优化设计及高效运行具有参考价值。     

细圆管内纳米颗粒悬浮液流动特性的实验研究

实验研究了细圆管内氧化铜纳米颗粒悬浮液的流动特性．试验段的管径为0．68mm、1.01mm和1.28mm，氧化铜纳米颗粒的平均粒径为50nm，悬浮液中氧化铜纳米颗粒的质量分数分别为0.02,0.04和0.06，分散剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）质量的分数为0.02。实验结果显示，氧化铜纳米颗粒悬浮液的流动压降比去离子水的大，且正比于其质量分数；层流向湍流转化的临界雷诺数小于常规尺度的数值，且正比于管径。     

S弯内稀相气固两相流动数值研究

通过使用Fluent软件的Realizable K-ε湍流模型,对S弯内稀相气固两相流动特性进行三维数值模拟,并采用定 性分析的方法分析了固体颗粒对管道侵蚀的规律。结果表明：在S弯上游管段,管道内侧压力小速度大,管道外侧压力 大速度小;而在速度和压力的分布在S弯下游管段则与之相反。根据体积分数与冲蚀大小的关系,可以确定φ=0。截面 的外侧和φ= 90。截面的内侧颗粒对管道的侵蚀最严重。     

熔盐泵内颗粒属性对固液两相流动的影响

熔盐泵工作环境的特殊性会导致泵内含有熔盐小颗粒,这些小颗粒使泵性能下降,并降低过流部件寿命。为探 究熔盐泵输送两相介质时的性能,基于Eulerian多相流模型和标准K-8湍流模型,采用FLUENT软件对不同的颗粒属性 （粒径、体积分数、密度）产生的影响做了研究。结果表明：颗粒对泵流动产生了较为明显的影响,粒径越大的颗粒在工 作面处的体积分数越高,固相离析作用也越来越明显。泵内部存在一些体积分数与进口颗粒体积分数相等的点,这些点 形成的曲面的形状和位置不随颗粒的属性改变而改变。这些曲线的形状和位置可用来判断泵内流动的状态和泵结构设 计的合理性。该研究发现的一种全新的两相流现象,可用于初步判断固液两相流泵的水力性能。     

喷动流化床内颗粒团聚结构与分布规律研究

为揭示湍动流化过程中颗粒团聚的基本结构，课题组基于矩形喷动流化床对B类颗粒进行试验研究。该实验平台利用控制变量法分析了操作条件、颗粒性质和沿层高度对团聚现象的影响，并提出以颗粒团聚分率来量化颗粒团聚程度。结果表明：床内分别出现了倒U形、U形、环核型、带状和网状5种典型的颗粒团聚结构；颗粒团聚分率随静止床高、颗粒直径的增加而增大；固定总表观气速，增大喷动气速，团聚分率呈现先减小后增大趋势；增大喷口宽度，团聚分率呈现出“S”型变化趋势；其沿床高则表现出先减小后增大的趋势。该研究对应用湍动流化气固流动结构的工业生产过程提供了实验依据。     

流体诱导U形换热管束振动特性数值研究

针对流体诱导振动引起换热器失效问题，课题组在近真实流场下，对多跨、多管束、带间隙支撑的U形管换热器在受到横向流体冲击时的振动特性进行了研究。研究对象是根据GB/T 151—2014《热交换器》设计的3种不同管芯的U形管换热器，管束排列方式为正三角形，中间等间距分布2块圆形折流板。用数值模拟的方法研究了靠近流体冲击出入口管束的振动特性，不同管排数对中心管振动的影响，以及外排管束对内排管束振动的影响。结果表明：U形管换热器进出口处管束在流体横向冲刷作用下振动剧烈，其加速度振幅随流速的增加而增大；随着外层管排数量增加其对中心管振动的抑制作用越明显；外层管排对其相邻的内排管束振动有加强作用。研究可为研究U形换热管振动机理与防振设计提供参考。     

大颗粒气固流化床内两相流动的CFD模拟

采用欧拉双流体模型和颗粒动力学方法,数值模拟了大颗粒流化床在不同密度、布风装置及曳力模型情况下的气固两相流动,考察了大颗粒流化床流化和流动特点,颗粒体积分率分布,床层压力瞬时变化,床层碰撞比,以及颗粒速度径向和空隙率轴向分布规律.研究结果表明,与直型布风板流化床比较,凹型布风板流化床内的气泡产生快,颗粒横向运动能力强;随着颗粒密度的增大,其在凹型布风板流化床边壁处的速度比中心位置处减小的快;比较3种曳力模型,发现其模拟的轴向空隙率分布和床层压力存在较大差异,且与床层膨胀比实验关联式相比,3种模型预测的值比实验关联式要大一些.通过研究,3个曳力模型中Gidaspow模型相对适用于大颗粒气固流化床的数值模拟.     

畜禽垃圾螺旋挤压脱水过程数值模拟研究

为探究畜禽垃圾在螺旋挤压脱水过程中压力与液相体积分数的变化情况，根据畜禽垃圾的处理需求，课题组设计了连续螺旋和间断螺旋2种结构的挤压螺杆。通过计算流体力学的方法，对不同工况下的畜禽垃圾的挤压过程进行数值计算，研究了影响挤压脱水效果的主要因素；并通过试验验证了数值计算的可靠性。结果表明：间断螺旋对挤压过程有良好的促进作用，畜禽垃圾螺旋挤压脱水主要影响因素影响程度由大到小次序为螺杆转速、入料液相体积分数和入料粒径。该研究可为后续螺旋挤压机挤压螺杆的结构优化提供参考。     

扩张管锥角对催化转化器气流流动特性的影响

催化转化器的结构对气流流动特性有较大的影响。催化转化器扩张管锥角是影响气流流动特性的主要因素之一。应用数值模拟的方法对催化转化器的气流流动特性进行了研究．建立了催化转化器的流体力学模型。对催化转化器的气流流速分布、截面流速不均匀系数和压力损失进行了分析。数值模拟结果表明，较大的扩张管锥角容易造成气流分离，使旋涡区增大，截面流速不均匀系数和压力损失增加。     

喷孔锥度对喷气织机环槽型辅助喷嘴性能的影响

为提升引纬质量，课题组设计了一种环形槽型喷孔辅助喷嘴，并通过数值模拟探究辅助喷嘴结构对喷射性能的影响。课题组依据喷射出口面积等效原则，设计了3种环槽型辅助喷嘴，并分别建立了环形槽结合中心式辅助喷嘴的流场模型；利用FLUENT软件对建立的流场模型进行数值模拟，得到供气压力0.3 MPa时不同喷孔锥度的各环槽型辅助喷嘴对称面上速度云图、出口流速中心线上速度分布曲线图、气耗量，以及距喷嘴出口20，50，70 mm处截面速度分布图。结果表明：对同种环槽型辅助喷嘴，随着喷孔锥度增大，辅助喷嘴的喷射性能明显增强；喷孔锥度大于0°时,喷孔锥度增大各喷嘴出口处射流速度也随之增大。环槽型辅助喷嘴为喷气织机引纬提供了一种效率更高的方法。