水箱自然对流条件下非能动余热排出换热器的传热分析

为研究非能动余热排出换热器(PRHR HX)的传热特性搭建了模型实验台,并进行了相关实验。测得实验工况下水箱内部的水在竖直方向上呈现温度分层。对比分析不同的传热系数计算公式,发现由Dittus Boelter公式计算得到的管内传热系数理论解与实验值最为接近,误差为0.35%;由McAdams公式计算得到的管外自然对流传热系数理论解与实验值最为接近,水平段和竖直段误差分别为0.55%和3.28%。明确了最适合管内、管外对流的传热计算公式分别为Dittus Boelter公式和McAdams公式。     

电镜成像方式对数字散斑相关方法结果的影响

研究了扫描电镜成像方式对数字散斑相关方法计算结果的影响,在此基础上对等离子喷涂铜涂层的变形场进行分析。结果表明二次电子成像和背散射电子成像的机理不同,应用时需要以相关系数及其标准差为标准,选取更为合适的成像方式。通过数字散斑相关方法显化了等离子喷涂铜涂层在加载过程中的应变场,结果表明随加载力增加,裂纹尖端应变场逐渐由蝴蝶状区域转为圆形钝化区。     

基于有限元分析与有效应力强度因子幅的起重机寿命预估

针对岸边集装起重机的寿命预估问题,提出了一种基于有限元分析与有效应力强度因子幅的起重机寿命预估方法。利用Ansys Workbench软件对起重机模型进行仿真计算,并获得起重机疲劳校核点的应力 时间历程,运用雨流计数法获得应力循环,以有效应力范围对其进行表征。在起重机寿命预估的过程中,有效应力强度因子幅能够反映载荷循环应力比的影响,相较于传统的Paris模型,基于有效应力因子幅的起重机寿命预估方法更为准确。     

基于不同湍流模型的离心泵叶轮内部流场分析

基于计算流体力学数值模拟技术,对一个低比转速离心泵叶轮内部流场流动情况进行分析研究。分别采用4种湍流模型：标准k ε模型、RNG k ε模型、Realizable k ε模型和雷诺应力模型（RSM）及SIMPLE 算法,对不同湍流模型及不同工况下的扬程预测曲线,比较计算时间的差别,在此基础上,比较不同模型在设计工况下的流场,并与实验结果进行了对比分析。     

雷诺时均模拟的两种转捩模型比较

对两种基于RANS方程的转捩模型进行分析讨论,这两个模型都只需采用局部变量计算,其中SST γ Reθ t模型基于实验经验公式,层流动能模型基于转捩现象。两个模型都被耦合到RANS低雷诺数湍流模型中,并通过不同工况下T3系列平板的数值计算对模型进行评估。结果表明转捩模型较原湍流模型需要消耗更多计算资源;相对层流动能模型,SST γ Reθ t模型对y+更为敏感,在无压力平板算例中两个模型能够较为准确地预测转捩,只有在湍流度增大时,SST γ Reθ t模型预测的精度才会下降;在有压力梯度情况下,两个模型预测转捩起始点都较实验值延后,当来流雷诺数较大时层流动能模型预测的转捩长度较实验值偏小;从平板上不同位置（层流区、转捩区和湍流区）湍动能的分布情况能够看出SST γ Reθ t模型只是在数值上模拟转捩过程,并不考虑转捩内在规律,层流动能模型预测结果与实验值较为吻合。     

基于遗传算法的矿山用泵机组优化运行

针对矿山用泵机组在运行过程中功耗过大的问题,以机组中各泵的流量为自变量,以总流量、单台泵流量、泵开启台数为约束条件,以电机的总输入功率最小为目标函数,建立了矿山用泵机组优化运行的数学模型。利用遗传算法得到泵机组在给定总流量下的最优流量分配,使其经济运行,并改善了泵机组粗调或不调的现状。     

不同出口角度扩压器的内部流动及离心压缩机级性能数值研究

以某多级离心压缩机首级为研究对象,运用数值模拟方法研究扩压器出口安装角对压缩机级性能的影响,得出不同出口安装角情况下压缩机单级的性能曲线,并分析扩压器内部流动特点和损失机理,通过压力恢复系数C_p对比不同流量下不同扩压器的扩压效果。结果表明,当扩压器出口安装角增大时,性能曲线向大流量区移动,最高效率和压比先升高后降低;不同出口角度下叶片扩压器的扩压效果由不同工况下的流动特性决定;在大流量下,不同出口角度下扩压器叶背形成分离区且旋涡位置不同;在小流量下,具有较大出口安装角的扩压器叶腹率先出现分离区。     

拟塑性流体三维流动的高精度有限体积算法

以拟塑性流体为研究对象,针对剪切应力与剪切速率的非线性关系给数值计算带来的困难,提出了一种适用于拟塑性流体三维流动的高精度有限体积算法。采用幂律模型作为拟塑性流体的本构方程,通过给定非均匀的初始速度场和限定表观黏度数值变化的范围,消除了应力计算时可能出现的"零障碍"和"无穷大障碍"奇点问题。计算了长直方管和大曲率弯管中拟塑性流体的层流流动,验证该计算方法在幂律流体三维流动数值模拟中的可靠性。长直方管计算结果中给出了不同流动指数的摩擦因子系数和广义雷诺数之间的关系,与前人的实验数据和数值研究结果均吻合良好。     

双吸离心泵隔舌区压力脉动特性及改进

针对某石化股份有限公司双吸离心泵振动超标的问题,研究了叶轮外径对双吸离心泵隔舌处压力脉动特性的影响。采用雷诺时均法和滑移网格技术,对双吸离心泵内部流场进行三维非定常数值模拟,分析了隔舌处流场和压力脉动情况。研究结果表明:隔舌处的压力脉动幅值大小与流量呈正相关;不同工况以及不同叶轮外径情况下,隔舌区的脉动频率均以叶片通过频率为主;随着叶轮外径切割量的增加,隔舌处压力脉动幅值呈现减小趋势,说明合理地切割叶轮外径能降低压力脉动幅值。     

使用喷管内壁盲孔控制亚音速喷流噪声

研究了亚音速喷流的流动特性及外声场特性。针对亚音速喷流的噪声传播及分布特性,设计了多种内壁盲孔延伸构件,试图通过产生喷流出口处流动的不均匀性进而影响喷流噪声。通过试验测试,得到了不同孔径D、孔深H的盲孔延伸构件对马赫数（Ma）为0.6的亚音速喷流远近声场的影响。结果表明,相同开孔分布情况下,孔径的增大对外声场的影响效果更为显著,而孔深的变化则对噪声频谱产生两种不同的影响效果。本文的测量结果为进一步分析多孔结构件降噪效果提供了基础,并为改变不同频段噪声的相关应用提供了参考。