输送黏性介质时叶轮出口角对泵性能的影响

为了研究离心泵在输送黏性介质时,叶轮出口角对泵性能的影响,采用FLUENT软件,对2种不同叶轮出口角的 离心泵,分别在清水和5种不同黏性的油性介质下,进行数值模拟分析,预测离心泵在各工况下的水力性能。结果表明： 输送介质为清水时,增大出口角能提高扬程但会降低水力效率;介质运动黏度介于10. 80~ 65. 00 mm2／s时,增加叶轮出 口角能同时提高扬程和效率;介质运动黏度≥65. 00 1111112/S时,增加出口角不能改善其水力性能。文章研究结果能改善 离心泵的水力设计方法,确保泵的高效运行。     

新型吸水室改善汽蚀性能的数值模拟与实验研究

为了改善离心泵汽蚀性能,结合喷射技术改进吸水室结构。选用IS100-80-160单级离心泵为原模型,基于RNGκε、均质多相模型和Rayleigh Plesset方程,对改进模型与原模型的流场进行CFD数值模拟。数值模拟所得到的汽蚀特性曲线与试验结果吻合较好,验证了计算方法的准确性。研究结果表明：在不同工况下,改进后的泵汽蚀余量NPSHr均低于原模型,最大降低了0.72 m,离心泵的汽蚀性能提高了33.49%,改善效果非常可观。相比于原模型,改进后的离心泵的流量与扬程有所下降,但在合理范围之内。     

离心泵内部流场性能优化

为了提高离心泵的工作效率，课题组根据设计要求对其进行水力计算，利用CFturbo软件对离心泵进行三维造型设计，将模型导入ANSYS ICEM进行网格划分，利用FLUENT求解器对不同流量工况进行数值模拟计算，比较不同工况下的流场分布。此外，通过数值模拟方法对水泵进行扬程、轴功率和效率等性能参数计算，并将结果与CFturbo的预测值进行对比，结果显示二者的性能曲线趋势基本一致，运用遗传算法对离心泵的水力性能进行优化，对比优化前后的性能曲线，结果表明优化后离心泵的工作效率得到提高。     

叶轮轴向端面密封若干参数的关联

对于大部分单级悬臂式泵而言,叶轮前盖板与泵体间密封常采用径向环式密封和轴向端面密封两种形式.由于后一种密封具有可调间隙,密封面磨损小,不易被杂物堵塞等特点,被广泛用于高比转数扬程较低的混流泵上,现对轴向端面密封的液流能量损失及影响容积面积效率的几个主要参数进行推算,以进一步了解他们之间的联系.     

导叶结构对直流导叶式气液分离器性能的影响

为了得到高效低阻的液滴分离装置,设计了不同结构的直流导叶式气液分离器模型,采用FLUENT软件中RNG K-ε湍流模型和离散颗粒(DPM)模型,对不同导叶结构的分离器内流场进行模拟,得到了导叶结构参数对分离器内的压 降特性、速度分布、以及不同粒径分离效率的影响规律。结果表明：导向叶片个数增加或者出口角的减小都能使分离器 分离效率显著提高,但是分离器压降也会增大;随着颗粒粒径的增大,分离效率升高,当粒径大于35 μm时,分离效率几 乎达到100%;导向叶片个数越多,叶片出口角越小,分离效率越高。数值模拟结果为设计低阻、高效的分离器提供了理 论依据。     

基于CFD的罗茨真空泵的瞬态流场计算与性能预测

采用CFD的动网格技术对罗茨真空泵内部流动进行瞬态模拟和性能预测,得到不同入口压力下罗茨泵内瞬态流场特性,并将计算结果与实际抽速进行了对比验证。在此基础上对比分析有、无逆流冷却时罗茨泵内部流场的流动规律,并系统全面地研究入口压力、转速、转子间隙、逆流冷却、进气温度等参数对罗茨泵抽速的影响。研究表明:入口压力、转速、转子间隙对罗茨泵抽速有显著的影响,而在低压比情况下,逆流冷却和进气温度对抽速影响并不明显。该研究为罗茨真空泵的设计和应用提供了理论依据。     

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。     

防爆柴油机进气防爆栅栏流体动力学分析

本文利用UG建立了三种不同尺寸平板间隙的圆形截面防爆栅栏，并利用Fluent软件分别对其气体流动特性进行了模拟。通过对比可知，平板间隙尺寸增大不一定可以使压力损失减小，可是尺寸增大可以使气体流动速度增大。     

离心泵叶轮半圆形切割方法

针对现有的传统叶轮切割方法的不足,提出了一种叶轮特殊切割方法——半圆形叶轮切割方法,利用CFD数值 模拟的方法,对多工况不同尺寸半圆形切割方案下的泵模型开展相关研究。结果表明,这种半圆形的叶轮特殊切割方法 可以改善泵外特性曲线,消除驼峰,还可以显著地提升泵的扬程性能指标;半圆形切割方案的最佳切割直径d为叶轮出 口宽度h,的0.4倍;此外,通过对流场流动特性的分析得出,半圆形叶轮切割方法之所以有显著效果,是因为切割后叶轮 出口及蜗壳处的压力梯度和速度梯度较低,速度和压力分布要比模型泵内的分布更均匀,使得泵内混合冲击损失变小。     

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。     

定常多相位与非定常计算方法在双吸离心泵数值模拟中的应用

为了比较定常多相位与非定常计算方法在双吸离心泵中的应用情况,文章对150S50双吸离心泵内部湍流流场进行了模拟计算。数值模拟采用Realizable κ-ε湍流模型,在7种工况下分别用定常多相位和非定常2种方法进行了模拟计算。在数值模拟的基础上计算出扬程、轴功率、效率。研究表明：用非定常模拟所得计算结果与试验值更为接近。     

偏心率对双层搅拌桨偏心搅拌槽内流场的影响

偏心搅拌大都集中在对单层桨叶搅拌槽的研究,对双层的研究很少且集中在数值模拟研究,文章利用粒子图像 测速技术对轴偏心搅拌釜内流场进行实验研究。分析了不同偏心率对搅拌槽内宏观流场的影响,探讨了桨间轴向位置 处无因次化径向和轴向速度的分布。结果表明：搅拌槽内的速度最大值并不是随着偏心距的增大而增大;当偏心率e分 别为0.1和0.2时,可以提高径向速度的分布区间;当偏心率e>0.2时,内部存在一些漩涡导致速度波动比较大,这种流 体趋势并不有利于筒体内部流体的混合。研究结果对双层桨偏心搅拌器的设计具有指导意义。     

新型平衡鼓凹槽长度对平衡力和泵性能的影响

提出了一种带凹槽的新型平衡鼓结构,并通过数值模拟和试验研究分析了5种不同凹槽长度对新型平衡鼓间隙泄漏量、2侧压差的影响及泵的性能和残余轴向力变化情况。研究结果表明：凹槽长度是影响新型平衡鼓间隙泄漏量及轴向平衡能力的重要因素,当凹槽长度大约为平衡鼓轴向长度的三分之一时,新型平衡鼓装置间隙处存在最小泄漏量,泵的效率较高,轴向力的平衡效果也最好。     

熔盐密度对熔盐泵性能的影响

基于标准K-ε湍流模型、多重参考坐标系和SIMPLE算法,采用FLUENT数值模拟软件,对3台不同比转速的熔 盐泵,针对4种密度不同的介质在5种不同流量下分别进行数值模拟,预测了相应工况下熔盐泵的水力性能。结果表 明,泵的扬程与密度变化无关,但相同流量下同一泵的轴功率和效率会随着密度的增加相应上升,泵内静压与速度分布 规律基本一致。研究结果对熔盐泵的设计具有一定的参考价值。     

某船用摩擦离合器油路密封对花键失效影响的仿真模拟研究

某船用湿式多片摩擦离合器内置于齿轮箱,受结构限制,内部花键传动采用径向供油方式,在长时间的使用中,会造成供油环密封老化和磨损,使进入离合器内部润滑减少,造成花键损坏,对航行安全产生一定的影响,因此研究某船用摩擦离合器内部润滑油对花键长期运行磨损失效机理,进一步提高离合器长期运行可靠性。采用有限元仿真分析离合器内部油路在不同泄漏量下的流场、出口流量,通过离合器流量运转试验进行离合器花键失效的定性验证。通过离合器内部供油环密封间隙分别在0、0.3、0.5、0.7 mm时的出口流量和流场仿真可知,其出口润滑流量分别损失为3.67%、20.26%、35.57%、39.36%,导致出口流量减少1/3,无法满足离合器润滑量的需要,离合器无法得到及时冷却,使离合器花键的寿命大幅度降低;通过离合器流量运转试验,尤其是在极端缺油试验中,花键运行6 h就已经开始出现变色情况。某船摩擦离合器花键失效机理在于离合器长时间运行后,供油环密封长期磨损造成离合器内部供油泄漏,引起离合器花键供油不足,蠕动花键产生的热量无法快速被带走,使花键寿命快速下降。研究成果可为离合器长寿命周期可靠性研究提供参考。     

喷气涡流纺喷嘴参数对内流场特性的影响

为探究高速气流在喷气涡流纺内流道的流场特性规律，课题组基于FLUENT建立喷嘴的参数化模型，采用单一变量法分别研究喷孔数量、喷孔倾角和供气压力对喷嘴内流场的影响。结果表明：受引导部件的影响，内流场气流特性分别存在不规则性，且有较多的回流和涡流现象的存在；随着喷孔数量的增加，喷孔出口气流速度略有增大，内流场涡流现象减少，气流旋转性能显著增强；随着喷孔倾角的增大，气流速度峰值先增大后减小，导引部件螺旋面两侧的轴向速度和切向速度分布有明显不同，而当喷孔倾角超过70°后角度对速度的影响逐渐减弱；随供气压力的增加，气流速度增大，气流旋转特性增强，纱线加捻效果有所提高。该研究对于喷气涡流纺喷嘴的结构设计具有参考价值。     

基于Polyflow的聚合物流延过程仿真

运用Polyflow软件模拟聚丙烯的流延过程。通过在模拟过程中改变拉伸比、输入速度、和空气间隙,得出影响膜的厚度和缩幅的因素。通过模拟得出在上述变化参数里,厚度随着拉伸比和空气间隙的增大而减小,而缩幅随着拉伸比和空气间隙的增大而增大。所以生产过程中拉伸比和空气间隙要寻找一个合适的中间值。     

3D打印毛细芯与底座间隙对环路热管性能影响

为抑制环路热管（loop heat pipe， LHP）蒸发器中的热泄漏，课题组通过改变3D打印复合毛细芯与加热底座之间的间隙来解决该问题。毛细芯与加热底座间分别选取0，1和2 mm[KG*4/5]3种间隙组合方式组装环路热管，并通过实验研究间隙对环路热管传热性能的影响。结果表明：存在间隙时，启动时长均会因间隙的增大而延长；复合毛细芯蒸发层为200 μm、吸液层为100 μm、间隙为2 mm时，热泄漏的抑制最显著。此时，功率为180 W，壁面温度为96.7 ℃，传热系数为73 681 W/(m·K)；而复合毛细芯蒸发层为100 μm、吸液层为200 μm时，间隙的增加对热泄漏的抑制效果不明显。综上，复合毛细芯对环路热管传热性能的影响可通过改变毛细芯与底座间隙距离来控制。     

摆动电弧窄间隙厚板焊接工艺与熔池演变数值研究

针对窄间隙摆动电弧焊接在不同工艺下熔池演变差异较大的问题，课题组以实际摆动电弧窄间隙焊接工艺为依据，综合考虑窄间隙焊缝的几何形貌对热源加载的影响，建立了70 mm厚板多层单道焊接数值模型；利用ABAQUS模拟了不同工艺条件下熔池的形成过程及熔池横断面熔合线走向规律。实验结果表明：电弧摆动频率为0.7 Hz时，使用17 V电压及180 A电流焊接，单层焊缝会出现重熔现象，电弧运动状态对熔池形态影响较大；使用30 V电压及340 A电流焊接，熔池形态变化较小，熔合线走向平缓，电弧运动状态对熔池形态影响较小。     

截面积尺寸对微通道换热器流动特性的影响机理

微通道换热器的流量分配特性对换热器的换热能力起着至关重要的作用,通过数值模拟的方法研究截面积尺寸对微通道换热器内流动特性的影响机理,模拟研究了通道当量直径、通道高宽比及通道数对流量分配均匀性及压降的影响。研究表明,当量直径最大时,流量分配均匀性最好,压降最低;宽不变,改变通道高宽比,流量分配不均匀度的峰值随着流速的增大出现提前;对比通道数对流量分配及压降的影响,得出6通道数的换热器流量分配最均匀,压降最小。