摘要：为了研究水力旋流阀在城市管道污水流动中的固液两相流动特性,基于瞬态不可压缩流动的N-S方程和重整化群RNG k-ε湍流模型,耦合颗粒轨迹追踪模型,采用MATLAB编程处理初始边界颗粒分布模型,分析了颗粒质量浓度(5%,10%,15%)对水力旋流阀进出口压降、出口质量流量、内部流场颗粒的运动轨迹分布、颗粒的空间位置及液相速度流线分布的影响。结果表明:随着颗粒浓度增加,出口质量流量呈现减小趋势(52.2~53.2 kg/s),进出口压降线性增加,颗粒浓度影响水力旋流阀的截流特性;当颗粒质量浓度在15%以内,颗粒在水力旋流阀流场中具有很好的跟随性;通过试验验证发现,水力旋流阀内部产生了绕某一中心旋转的气带,该旋流气带可以作用到水力旋流阀出口管道内部,起到截流作用;水力旋流阀通过特有的气带特性,有利于污水管道截流控制的技术发展,具有较高的应用价值。

摘要：为了研究不同推进式桨叶对搅拌反应器内气液两相混合特性的影响,以某搅拌反应器的推进式桨叶为研究对象,将搅拌聚合物简化为含5%气体的清水介质,基于螺旋桨叶片设计方法和CFD流场仿真技术,采用VOF多相流模型和RNG k-ε湍流模型,对四种推进式桨叶内部气液两相流动进行数值分析,实现了推进式桨叶参数设计和性能优化。分析设计转速在400 r/min时的径向速度、0~18 s的时间范围内气体体积分数的变化、无量纲气体体积分数以及无量纲轴向速度,来评价四种推进式搅拌反应器搅拌性能的剪切、混合、分散。研究结果表明:变螺旋角(FDC-450-γ)非对称桨叶的流动更均匀、混合速率更快和剪切分散能力能强。通过对四种不同推进式桨叶的比较分析,为后续的研究和工程实践奠定了基础。

摘要：为探究高水头大幅变化对混流式水轮机尾水管涡带的演化及对压力脉动的影响,以国内运行水头变幅最大的紫坪铺水电站水轮机为例,通过三维建模及定常和非定常条件的CFD分析,研究混流式水轮机在相同开度下最大水头、设计水头和最小水头三种工况的流动特点。结果表明,最小水头工况下尾水管内部流态较乱,尾水管中存在螺旋型空腔涡带,主要分布在直锥段。最大水头工况下尾水管的柱状涡带直径较大,且分布在直锥段和弯肘段,对机组振动和空化影响较大。研究结果阐明了非定常流动的特性,揭示了尾水管内压力脉动与涡带发展形态变化的规律,可为水轮机的安全可靠运行提供技术保障。

摘要：核主泵动静叶栅的参数匹配对水力性能有显著影响。为了提高核主泵整机效率,本文基于动静叶栅几何参数的匹配关系,采用正交试验方法,选取调控比面积的三因素及三水平,探讨比面积对泵水力性能的影响机制;基于各因素平均值,综合考虑叶轮和导叶几何参数及其交互作用对扬程、效率影响的显著性,确定最优组合方案。研究表明:比面积对扬程和效率影响显著,ξ取0.835时,动静叶栅几何参数达最优匹配度,此时扬程和效率均达峰值点。导叶叶片前缘区域,ξ对液流速度的影响较显著,导叶内部速度值呈线性下降趋势时,导叶叶片对液流的控制力较强。当ξ取0.835时,CFD验证导叶水力损失达最小值。获得最佳比面积ξopt为0.835,动静叶栅内部水力损失最小,提高了核主泵整机性能。研究结果为核主泵动静叶栅水力设计,提供了理论依据。

摘要：为了降低离心泵的宽频噪声,减少其对离心泵运行的影响,采用数值计算方法,提出并试验了一种在叶片表面布置凹坑,并使凹坑参数在流向上变化的离心泵仿生降噪方法.在此基础上提出一种针对宽频噪声的指标公式,采用正交设计方法优化变量来减少设计维度,并使用均匀设计法证实了该降噪方法的可行性,最终获得了降噪效果较好的样本.研究表明,在对外特性几乎无影响的条件下,文中方法显著降低了离心泵宽频流动噪声.模拟结果还显示,不同样本的定常流动图像无可见区别,据此推测凹坑结构的降噪效果与微观或非定常的流动现象有关.研究结果对于推动凹坑形仿生结构对离心泵宽频降噪的研究提供了一定的帮助.

摘要：水力空化被广泛应用于杀菌消毒、乳液制备等工业领域,而高效的水力空化反应器是实现水力空化应用的基础。以一种自激离心式水力空化反应器为研究对象,基于Rrealizableκ-ε湍流模型和Zwart-Gerber-Belamri空化模型,对设计工况下反应器三维瞬态非定常流动的空化流场和声场特性进行数值模拟,分析不同液面高度下空化发展状态,研究反应器不同位置空化噪声脉动和发展情况。结果表明:不同液面高度的转子空化特性具有明显差别。随着液面高度的上升,空化区域持续增加,但是液面上升后期空泡发展空间过大,整体空化强度无法匹配发展空间,强空化区面积呈现先上升后下降的趋势,在液面高度为3~4 mm之间时达到最大值,弱空化区面积持续增长。空化是影响反应器叶频及其多阶谐频噪声的重要因素。顺着流动方向,反应器内部声压的叶频幅值随着空化的发展而增加,呈现升高-稳定-降低的周期性变化。

摘要：为了更深入的研究孔板形式对高速离心泵进口段回流漩涡的影响,提出改变孔板前后倾角大小的方法,主要设计了25种不同倾角孔板的组合方案,利用电脑模拟软件ANSYS-CFX对某一高速离心泵进行全流场的数值模拟分析,从中选取了对高速离心泵水力性能提高较大的3种倾角方案,对比分析高速离心泵的整体的流线和进口段的速度矢量变化情况,诱导轮叶轮压力和内部流场的影响,并对不同倾角孔板的性能曲线进行分析。综合对比分析为:-20°/10°型孔板能较好的改善进口段的回流漩涡,抑制诱导轮内部的回旋流,对高速离心泵的水力性能有很大提高。

摘要：为了研究建筑群体周围的流场结构,减小工程设计中由于干扰效应造成的损失,利用粒子图像测速(PIV)结合数值模拟,研究在较大雷诺数及不同间隙工况下,双方柱流场受干扰时的流动特性及流场空间结构。分析升阻力系数、涡脱频率、斯特劳哈尔数等流场特征参数,探究不同间隙对串列双方柱的影响。当Re=3.42×104时,存在临界间隙比G=4使串列双方柱流场结构发生突变,试验观察到流场中出现双稳态现象;当G4时,上下方柱均有涡旋脱落。该结果对于工程应用具有参考意义。

摘要：为了研究口环间隙对低比转速离心泵压力脉动特性的影响,采用高频动态压力脉动传感器对模型泵压力脉动信号进行采集、分析。本文对比研究了3种不同口环间隙的影响规律,分别为0.25 mm.0.50 mm和0.75 mm,并重点分析不同工况下,蜗壳不同位置测点叶频幅值及0~500 Hz频段范围内压力脉动能量的变化特性。结果表明:随着口环间隙的增加,模型泵效率不断降低,因此较小的口环间隙0.25 mm可以显著地提高模型泵的能量性能。口环间隙对模型泵不同测点压力脉动特性的影响规律差异显著,总体来看,压力脉动能量随口环间隙的增加呈现先降低、后增加的趋势,当口环间隙为0.50 mm时,压力脉动能量达到最小值。对于具有低压力脉动要求的离心泵,本文的研究结论可以为口环间隙设计提供部分参考。

摘要：基于CFD的理论基础应用RNG k-ε湍流模型,对某一高速离心泵进行内流场数值模拟,研究回流现象。通过不同工况下的分析计算,发现诱导轮前进口段的回流漩涡范围随着流量的增加呈现逐渐减小的趋势;利用一个无量纲数来分析回流涡旋的变化范围,高速离心泵在小流量0.6Q_d工况下,进口段的回流漩涡为2.26;在大流量1.4Q_d的工况下回流漩涡的大小为0.45,结果表明:随着流量增加涡流变小,图像和数值能更全面地展示漩涡的结构和大小;模拟分析回流漩涡对诱导轮的压力和速度的影响,由于回流漩涡的水力损失,减少了诱导轮进口前缘处的压力,使诱导轮前缘处产生了一小部分低压区,增大了诱导轮发生空蚀的几率。通过对高速泵进口段不良流动的分析,为高速离心泵的设计与优化提供理论参考。