基于离散相模型的旋转煤粉分离器流场数值研究

针对目前广泛应用的中速磨旋转煤粉分离器,通过Fluent软件对动静叶片组合式旋转煤粉分离器煤粉颗粒轨迹、内部速度场和压力场进行了数值模拟研究,探索了煤粉颗粒在旋风分离器中运动的物理机理。结果表明,旋转煤粉分离器中的颗粒运动轨迹比较复杂,其速度场和压力场分布较为均匀。模拟结果能够为旋转煤粉分离器的工程实际应用和分离机理研究提供一定的理论依据。     

旋转气冷涡轮流场的数值模拟

应用数值计算的方法,对采用气膜冷却的涡轮叶片在静止和旋转状态下的流场进行数值模拟,研究涡轮叶片在静止和旋转状态下冷却射流和主流的掺混流场结构.结果表明:涡轮叶片压力面极限流线在静止和旋转两种工况下的区别比较明显.旋转使得马蹄涡的尺度有所加强.压力面和吸力面侧都存在明显的反向涡对结构;在吸力面,反向涡对的对称性比压力面的好;反向涡对随着下游距离的增大逐渐减弱,同时旋转使得掺混流场的轨迹有向叶片径向偏转的趋势.旋转工况下涡轮压力面侧反向涡对的衰减速度和程度变化明显,吸力面侧涡对的涡心位置更靠近叶片壁面,涡的影响区域也较小.     

文丘利油燃烧器内外部等温流场的数值模拟

针对文丘利油燃烧器流场数值模拟存在的特殊性,提出了一种分析模型和处理方法。通过数值模拟结果与试验数据的对比分析,表明该文建立的模型及处理方法是可行的,并据此进一步对某舰船锅炉文丘利油燃烧器的内外部等温流场进行了预测分析。     

水力机械内两相流能量耗散模型的解法

在参考文献「１」的基础上,给出了两相流能匠一种数值解法,编制了一套能适应研究水力机械过流部件区域两相物计算程序,并对水国同固定导叶区域的汉场进行了计算分析。与实验结果对比,文中提出的数值解法合理可行,是分析含沙水流流场的一种有效手段。     

水力旋流器流场的数值模拟研究

用计算流体力学软件FLUENT，采用RSM模型对油水分离用水力旋流器的流场进行了数值模拟。模拟结果表明旋流器流场呈Rankine涡的特点，且与他人实验结果吻合较好，说明该湍流模型和算法是可行的；旋流器上游区内流体紊流现象严重，两侧有循环流存在，这都对两相分离不利，应改进结构以改变这种流动形式；另外还对油-水两相流场进行了研究．初步揭示了液-液两相分离的现象，这都为进一步研究旋流器的结构优化提供了参考。     

平焰燃烧器间流场相互作用的数值研究

为了优化加热炉中多个平焰燃烧器间的燃烧性能,以两个平行平焰燃烧器为研究对象,采用修正的-湍流模型,遵循简单化学反应系统,采用的湍流燃烧模型为涡团耗散模型,使用计算流体力学软件对其流场进行模拟,分别从不同气流旋转方向,研究了不同燃烧器间距对速度、压力、温度分布的影响。分析表明:当气流反向旋转时燃烧器的间距(/)为11.43～15.24或当气流同向旋转时燃烧器的间距为15.24～19.05时,都能够显著提高炉内物体的加热质量。可为平焰燃烧器的工业应用提供一定的参考依据。     

纤维过滤器气相流场的数值研究

基于多孔介质模型对二维纤维过滤器内气相流场进行了数值计算,得到了不同结构(填充密度和过滤器深度)纤维过滤器内的静压分布.为了观察多孔介质模型在研究过滤器流场的适应性,本文还计算了不包括多孔介质模型时,相同填充密度不同纤维排列纤维过滤器内的气相流场.结果表明:基于多孔介质模型时,静压沿着过滤器深度方向线性变化,填充密度越大,初始压降越大.因此,如果多孔介质的粘性阻力系数选择合理,该模型可以应用于计算过滤器的气相流场.但是,该模型并没有考虑过滤器内部纤维排列方式对其内部流场的影响,而实际上,过滤器内部纤维的排列行为将显著影响过滤器的流场和初始压降.因此如果要进一步研究过滤器内复杂的气固两相流,还需进行深入研究.     

舰船燃气轮机进口流场畸变的实验研究与分析

本文对舰船燃气轮机进口流场进行了详细测量,分别研究了燃气轮机轴线离进气室底部距离、燃气轮机进口网及进气室中台阶尺寸及形式对进口畸变度的影响,并与 Ｇ Ｅ公司给出的进口容限指标进行了比较。结果表明,本文设计的结构尺寸完全满足畸变指标的要求,通过实验,明确了舰船燃气轮机进口网的主要作用是拦截异物,而并非增加气流均匀度。     

直接空冷凝汽器旋转流场中应用喷雾增湿的数值模拟

基于Simple算法和k-ε模型,采用MRF模型处理风机模型,并综合两相流、传热传质理论,对某600MW直接空冷机组的一个单元进行了三维数值模拟,分析了喷雾增湿对空冷凝汽器压力的影响.结果表明:应用MRF模型处理风机后,单元内空气旋转上升,空气流场和换热器表面温度场分布更接近实际情况;喷嘴距风机栈桥中心线3.5m、距风机导流筒出口平面高度1.6m,喷雾方向在xy平面与y轴正向夹角210°、喷嘴压力为0.8MPa、喷嘴孔径为0.4mm时,凝汽器压力降幅最大,为8.97kPa.     

电站锅炉三通集箱流场的数值研究

根据电站锅炉三通集箱系统的结构特点,采用基于三维实体模型的建模方案,对径向引入引出集箱系统的流场分布进行了数值模拟。采用FLUENT软件分析了集箱流场的分布特点及受热面沿程阻力对集箱速度、静压分布的影响,详细讨论了三通结构、受热面沿程阻力对受热面流量分配的影响。研究结果表明,集箱流场呈三维分布,分为径向引入管下游的冲击射流区和周围的强迫对流区,三通结构直接影响集箱的速度分布;受热面的流量分配直接受三通结构的影响,沿程阻力影响受热面流量偏差的大小。     

射流簇底流消能泄水诱发场地振动特性研究

射流簇底流消能具有消能率高、低雾化影响等优点,但流态复杂,易诱发下游场地振动。通过对某大型水电站泄水下游场地振动原型监测,揭示了场地振动响应的随机分布规律、时域数字特征,利用水工模型试验,分析了场地振动频域能量分布特性,探明了振源。结果表明,场地振动过程表现为连续型平稳随机振动并伴有冲击特征;场地振动主频为0.5~3.0Hz,与消力池水流脉动主频基本一致;水流脉动荷载为场地振动的振源,为振动量预测及减振抑振措施提供了参考依据。     

加装导流装置的凝汽器喉部流场的三维数值模拟

针对凝汽器喉部布置低压加热器而导致喉部出口流场的不均匀现象,采用模型并结合壁面函数法,利用SIMPLEC算法编程,对某300 MW汽轮机凝汽器喉部加装导流装置前、后的流场进行了三维数值模拟和对比分析.结果表明:加装导流装置前.内置式低压加热器使凝汽器喉部出口流场的分布具有不均匀性;加装导流装置后,喉部出口流场的分布趋于均匀.通过数值模拟,给出了加装导流装置的最佳方案.汽轮机的实际运行情况表明:加装导流装置后,提高了凝汽器的真空,从而改善了汽轮机运行的经济性,达到了节能降耗的目的.     

脉冲液体射流泵能量平衡的数值研究

运用能量平衡分析原理,根据脉冲液体射流泵主要流动部件的能量损失压力比公式,利用脉冲液体射流泵性能数值计算模块,对脉冲液体射流泵能量平衡进行了数值研究,分析了主要流动部件的能量损失变化及其对脉冲液体射流泵性能的影响,并与恒定液体射流泵的能量损失压力比、性能及效率进行了对比。结果表明,脉冲射流是提高射流泵传能、传质效率的有效途径。     

淋溪河水电站溢洪道泄洪消能形式研究

鉴于淋溪河水电站溢洪道原设计方案的种种缺陷,基于弗劳德准则,采用1∶60的模型比尺,通过设置表孔和深孔出口体型,研究了不同体型参数下泄流能力和水流对水垫塘底板的冲击压力。试验结果表明,优化后的底板冲击压力由14.50kPa降至11.44kPa,脉压均方根由95.67kPa降至45.55kPa,同时水垫塘长度由269.5m减小至169.5m,仍满足泄洪消能要求。研究成果可为同类工程提供参考。     

空冷平台外部流场的数值模拟

采用SIMPLE算法和k-ε模型,以我国某600MW直接空冷电厂为例,对其空冷平台外部流场进行了数值模拟.分析了不同风速对直接空冷凝汽器换热效率的影响,阐述了热风回流现象产生的原因.结果表明:随着环境风速的提高,空冷凝汽器的换热效率先升后降,理论上存在换热效率最佳的风速值;热风回流使冷空气吸入量减少,并降低了换热偏差,因而影响了换热效率.     

直接空冷凝汽器三维流场特性的数值分析

对A字形布置的单排管直接空冷凝汽器单元进行了分析,建立了凝汽器单元内三维流动的物理数学模型,并利用Fluent求解器进行了相应的数值计算.分析了不同运行工况(风机转速、风机叶片安装角)以及环境因素(横向风速度、环境温度)对凝汽器单元流场特性的影响规律,为直接空冷凝汽器设计和优化提供科学依据.     

太阳能平板空气集热器内部流动与传热分析

基于雷诺时均的三维定常粘性N-S方程及能量方程,对内设挡流板的太阳能平板空气集热器内部流动和传热特性进行数值分析和实验验证,模拟结果与实验测量结果显示出良好的一致性。研究表明:挡流板的存在致使内部流动非常复杂,挡流板背侧发生显著的流动分离与再附着现象,同时对温度场产生重要影响,因此消除各种涡流是提高集热效率的有效途径之一;气流在挡流板末端发生180°偏转形成的二次流增加了流动损失,但同时实现了冷热流体的掺混,强化了换热;集热板的多种换热方式中对流换热占主导,辐射换热占总换热量的1/7,为提高集热效率,应设法进一步降低集热板平均温度。     

供水管路系统结构紧凑型高效消能器的水力特性研究

供水管路系统初期充水或设备检修后,在管路末端充水过程中需在有限空间内通过消能设施消减上游大量水流能量。针对传统内消能工占有较大空间或水流需较长的恢复长度等问题,提出了一种新型结构紧凑型高效能消能器,通过水工物理模型试验,研究了消能器过流能力特性和脉动压力特性,并通过数值模拟研究了消能器的水流空化特性。结果表明,该种消能器采用多层次的消能措施,优化布置了内部体型结构,占用极小的空间的同时具有较高的消能率,且空化性能良好。