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基于非均相流模型的离心泵气液两相流动数值研究 被引量：39
1
作者 袁建平 张克玉 +3 位作者 司乔瑞 周帮伦 唐苑峰 金中坤 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期89-95,共7页
为研究离心泵气液混输状态下的内部流动特性,基于Eulerian-Eulerian非均相流模型以空气和水作为工作介质,在不同进口含气率工况下对离心泵内流场进行定常和非定常数值计算,相间阻力作用采用Schiller Nauman模型,得到叶轮内气相分布情况... 为研究离心泵气液混输状态下的内部流动特性,基于Eulerian-Eulerian非均相流模型以空气和水作为工作介质,在不同进口含气率工况下对离心泵内流场进行定常和非定常数值计算,相间阻力作用采用Schiller Nauman模型,得到叶轮内气相分布情况以及气液两相的速度流线图,探求气液两相在泵内的流动规律。计算结果表明:在叶片进口边压力面气相浓度较高处,会产生漩涡,说明叶轮流道内漩涡的产生与气体的聚集有很大的关系;增大进口含气率到10%时,叶轮流道内靠近吸力面处已经出现比较明显的相态分离现象,气相有沿着叶片吸力面向叶轮出口运动的趋势;气相在叶轮流道内会沿流道中部向前后盖板运动,随着含气率增大,靠近前后盖板侧的气相浓度逐渐增大,靠近叶轮出口边前盖板侧的气相浓度增加较后盖板更明显,最终气体可能会堵塞流道;在一个旋转周期内,叶轮出口压力呈周期性变化,进口含气率从1%增至10%,叶轮出口压力逐渐降低,监测点在不同含气率下压力脉动主频在叶片通过频率附近,进口含气率不超过10%时对监测点压力脉动的主频及次主频影响不大;通过对比试验结果和数值计算结果,证明所采用的计算模型和方法基本可靠。 展开更多
关键词 离心泵 气液混输 eulerian-eulerian非均相流模型 压力脉动 数值模拟
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非均相流模型在气液两相流动计算中的应用及评价 被引量：9
2
作者 王国玉 白泽宇 黄彪 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期685-690,共6页
为评价非均相流模型在气液两相流动计算中的应用,分别采用均相与非均相多相流模型,对方腔通气和平板通气模型的气液两相流动进行了数值计算,并与实验结果进行了对比.结果表明:相比均相流模型,非均相流模型能较准确计算气相的受力,预测... 为评价非均相流模型在气液两相流动计算中的应用,分别采用均相与非均相多相流模型,对方腔通气和平板通气模型的气液两相流动进行了数值计算,并与实验结果进行了对比.结果表明:相比均相流模型,非均相流模型能较准确计算气相的受力,预测气相的非定常流动过程,所得结果能较精确捕捉方腔中气泡束的周期性摆动和平板上方气泡的周期性断裂、上漂现象;非均相流模型能较好地预测速度场分布,同时能更好地预测压力场的非定常性变化. 展开更多
关键词 非均相流模型 气液两相流 多相流模型 数值计算
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非均相流模型在非定常空化流动计算中的应用及评价 被引量：2
3
作者 白泽宇 王国玉 黄彪 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期1221-1228,共8页
文章评价了非均相流模型在非定常空化流动中的应用。分别采用均相流和非均相流模型,对绕水翼的非定常空化流动进行了数值计算,并与实验结果进行了对比。结果表明:相比常用的均相流模型,由于考虑了相间作用,应用非均相流模型计算得到的... 文章评价了非均相流模型在非定常空化流动中的应用。分别采用均相流和非均相流模型,对绕水翼的非定常空化流动进行了数值计算,并与实验结果进行了对比。结果表明:相比常用的均相流模型,由于考虑了相间作用,应用非均相流模型计算得到的结果可以较好地预测附着空穴非定常发展过程,精确捕捉到反向射流的发展和更清晰的水汽界面;非均相流模型能较好地模拟大尺度空泡团的周期性脱落,同时能更好预测流体动力特性的非定常变化。 展开更多
关键词 非均相流模型 空化流动 数值计算
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基于Eulerian-Eulerian模型的轴流泵气液两相流动数值分析 被引量：4
4
作者 唐苑峰 袁建平 +2 位作者 司乔瑞 张克玉 陆荣 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期472-478,共7页
为研究轴流泵在气液两相流条件下的内部流动特性,以1台比转数为1 500的模型泵为研究对象,基于Eulerian-Eulerian非均相流模型,以空气和水为工作介质,进行了多种流量下不同进口含气率的定常数值计算,分析了不同气液两相工况下模型泵外特... 为研究轴流泵在气液两相流条件下的内部流动特性,以1台比转数为1 500的模型泵为研究对象,基于Eulerian-Eulerian非均相流模型,以空气和水为工作介质,进行了多种流量下不同进口含气率的定常数值计算,分析了不同气液两相工况下模型泵外特性变化情况,并通过叶轮内压力、气相分布以及气液两相速度分布情况探究气液两相在轴流泵内流动规律.计算结果表明:在水气混合工况下,此轴流泵的扬程和效率随着含气率的增加呈现逐渐下降的趋势;相同含气率下,压力面压力大于吸力面压力,从轮毂到轮缘,压力呈现增大的趋势,叶轮表面的气体主要集中在叶片的吸力面,随着流量的增加,压力最高点逐渐趋近于轮缘附近,压力面的气体逐渐增多,吸力面的气体逐渐减少,压力面的气体主要聚积在进水边,并有向轮缘移动的趋势;相同流量下,气体还是主要集中在叶轮的吸力面,随着含气率的增加,压力面最大压力区域有从进水边向轮缘中间区域移动的趋势,吸力面的气体有沿着进口向出口运动的趋势.另外,随着流量的增加,气液相的速度随之增加,在靠近轮毂的区域出现了明显的流动分离现象. 展开更多
关键词 轴流泵 两相流动 非均相流模型 内部流动 数值模拟
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绕圆盘空化流动的拉格朗日拟序结构分析 被引量：1
5
作者 白泽宇 王国玉 +1 位作者 吴钦 黄彪 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期362-370,共9页
基于有限时间Lyapunov指数(FTLE)和拉格朗日拟序结构(LCS)对绕圆盘空化器非定常空化流动机理进行了分析。数值计算中采用了能准确反映气液两相相间作用的非均相流模型,通过与实验结果的对比,验证了计算结果的可靠性。分析结果表明:FTLE... 基于有限时间Lyapunov指数(FTLE)和拉格朗日拟序结构(LCS)对绕圆盘空化器非定常空化流动机理进行了分析。数值计算中采用了能准确反映气液两相相间作用的非均相流模型,通过与实验结果的对比,验证了计算结果的可靠性。分析结果表明:FTLE场中出现两种LCS——平直LCS和环状LCS,平直LCS反映了圆盘对流体运动的阻碍作用,环状LCS准确捕捉了圆盘后部大尺度涡旋结构的边界及涡心的位置;随着空穴尺度增大,涡旋结构得到加强,分布更为集中;反向射流强度的周期性变化是造成空穴和涡旋结构周期性变化和运动的原因,反向射流强度增大使得圆盘后端面出现低FTLE值区域,该区域与轴截面上的流线起始点存在对应关系。 展开更多
关键词 流体力学 拉格朗日拟序结构 有限时间Lyapunov指数 非均相流模型 空化流动
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高速潜水轴流泵固液两相流及磨损特性研究 被引量：11
6
作者 曹卫东 张洋杰 郝福合 《流体机械》 CSCD 北大核心 2022年第4期78-84,共7页
为探讨高速潜水轴流泵输送含沙水时叶轮的磨损情况,采用Particle非均相流模型和Finnie磨损模型对高速潜水轴流泵内固液两相流进行数值模拟,揭示了不同流量和颗粒直径条件下高速潜水轴流泵叶轮流道内的两相流动规律。结果表明:在叶片压... 为探讨高速潜水轴流泵输送含沙水时叶轮的磨损情况,采用Particle非均相流模型和Finnie磨损模型对高速潜水轴流泵内固液两相流进行数值模拟,揭示了不同流量和颗粒直径条件下高速潜水轴流泵叶轮流道内的两相流动规律。结果表明:在叶片压力面上,固相颗粒主要集中于出口处和靠近轮毂处;在叶片吸力面上,固相颗粒主要集中在进口处;随着流量的增大,在压力面上,固相颗粒分布范围有所减小,但是固相体积分数相对提高,导致磨损程度也相应的增大;在叶片压力面中间流线处,流量为400 m^(3)/h时,叶片进口和出口附近固相体积分数较大,其中叶片出口附近达到最大为26%;在轮毂流线处,叶片进口的固相体积分数在流量为300 m^(3)/h时最大,为20.6%,叶片出口附近的固相体积分数在流量为400 m^(3)/h时最大,为41.1%;随着固相颗粒粒径的增大,颗粒运动速度从23.80 m/s增大至24.89 m/s,运动轨迹向轮缘处靠近,叶片压力面出口处、轮毂处以及吸力面进口处磨损明显增大。 展开更多
关键词 高速潜水轴流泵 非均相流模型 固液两相流 磨损特性
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大型轴流泵泥沙磨损特性研究 被引量：4
7
作者 林鹏 刘和云 +3 位作者 胡东 刘梅清 王舒 赵文胜 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期89-95,共7页
为探讨大型轴流泵的泥沙磨损特性,采用非均相流模型、Particle模型和Tabakoff磨损模型和滑移壁面边界条件,研究泥沙在轴流泵内部的流动规律及磨损机制。结果表明:叶片头部及叶片工作面的泥沙体积分数和磨损率最大,导致叶片头部、工作面... 为探讨大型轴流泵的泥沙磨损特性,采用非均相流模型、Particle模型和Tabakoff磨损模型和滑移壁面边界条件,研究泥沙在轴流泵内部的流动规律及磨损机制。结果表明:叶片头部及叶片工作面的泥沙体积分数和磨损率最大,导致叶片头部、工作面磨损速度和程度大于背面;粒径对泥沙的运动轨迹有显著影响,而含沙量的改变对泥沙的运动轨迹影响不大;颗粒在叶轮中的运动速度与粒径呈正相关关系,粒径大的沙粒向叶片工作面运动的趋势更为明显,说明粒径为影响泥沙运动轨迹的一个主要因素,含沙量为一个次要因素;随着泥沙粒径的增大,磨损率范围增大,磨损强度也相应增大,随着含沙量的增大,叶轮内各处磨损率均增大,说明粒径和含沙量均是加快轴流泵磨损的重要因素。 展开更多
关键词 轴流泵 非均相流模型 Particle模型 磨损率 磨损特性
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气液两相条件下进口含气率对离心泵相似定律的影响 被引量：15
8
作者 司乔瑞 崔强磊 +3 位作者 袁寿其 张克玉 曹睿 唐苑峰 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期107-112,268,共7页
为了研究气液两相条件下离心泵相似定律的适用性,选用NKG65-50-140型直联式单级单吸离心泵,基于试验和数值模拟方法对其进行研究。首先搭建了气液两相流开式试验台,进行了3种转速、不同进口含气率条件下模型泵性能试验;然后采用Eulerian... 为了研究气液两相条件下离心泵相似定律的适用性,选用NKG65-50-140型直联式单级单吸离心泵,基于试验和数值模拟方法对其进行研究。首先搭建了气液两相流开式试验台,进行了3种转速、不同进口含气率条件下模型泵性能试验;然后采用Eulerian-Eulerian非均相流模型、由空气和水作为工作介质进行了数值模拟,得到了3种转速、不同进口含气率条件下叶轮内的流动情况和气相分布情况。研究结果表明:进口含气率通过影响气体在叶轮内的分布而影响旋转叶轮与液体能量交换能力,从而影响气液两相流相似定律的适用性;同一流量系数时进口含气率越大,相似定律的适用性就越差;随着转速的降低,气体分布呈现从叶片顶尖、叶轮流道中部和蜗壳隔舌处移动的趋势,特别是进口含气率大于0.03后,气体更易堵塞流道。最后通过对比试验结果和数值模拟结果,验证了低进口含气率下所采用的计算模型和方法基本可靠,为泵设计提供了理论指导。 展开更多
关键词 离心泵 气液两相流 相似定律 数值模拟 eulerian-eulerian非均相流模型
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直管预分布管的CFD模拟研究及变径设计 被引量：3
9
作者 高国华 李研 +2 位作者 赵继文 姜斌 李鑫钢 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期355-359,共5页
填料塔内液体的初始分布对填料塔分离效率的影响很大。在大型塔器中,通常采用槽式液体分布器进行液体的分布,而流体的预分布则借助槽式液体分布器上方的预分布管来实现。为了提高预分布管流体分配的均匀性,借助计算流体力学软件,分别使... 填料塔内液体的初始分布对填料塔分离效率的影响很大。在大型塔器中,通常采用槽式液体分布器进行液体的分布,而流体的预分布则借助槽式液体分布器上方的预分布管来实现。为了提高预分布管流体分配的均匀性,借助计算流体力学软件,分别使用单相流模型和双欧拉两相流模型对直管预分布管三维流场进行数值模拟求解。将模拟计算的结果与实验数据进行对比,确定正确的模拟方法,并分析了预分布管内三维流场的特点。为了使预分布管形成更加均匀的液体分布,还使用模拟计算的方法进一步对预分布管进行了变孔径优化设计。 展开更多
关键词 槽式液体分布器 预分布管 CFD eulerian-eulerian多相流模型
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