叶片与蜗舌相对位置对离心泵性能数值模拟精度影响的研究

本文选择RANS方程和RNG k-ε湍流模型,采用有限体积法,在假定流动定常的前提下对离心泵中叶片与蜗舌不同相对位置时的流场进行数值模拟,总结分析了各性能参数的计算误差在不同的相对位置时的变化规律.通过叶片与蜗舌不同相对位置时对各性能参数计算误差的均方差进行比较,认为存在一个合适的相对位置使得对各性能参数的总体预测精度保持最高,为数值方法分析离心泵的性能提供了指导.     

离心通风机蜗壳内部三维流动的测量和分析

利用五孔探针对离心通风机大宽度矩形截面蜗壳内部的三维流动进行了详细的测量 ,给出了蜗壳螺旋通道部分八个横截面内比较清晰的时均速度、静压和总压的分布图形 ,反映了二次旋涡的形成与发展、通流方向的扩压流动和叶轮轮盖外侧蜗壳空腔下部流动的变化、蜗舌附近的气流冲击和内泄漏现象等 ,并对这种蜗壳存在的主要损失进行了初步分类。     

近失速工况下叶顶间隙对后置蜗壳斜流叶轮进出口流场影响的实验研究

本文使用５孔探针,在近失速工况下,对３种不同叶顶间隙时的后置蜗壳斜流叶轮进出口流场三维速度分布进行了测量,并将实验结果与非失速小流量的出口流场做了比较。     

离心泵蜗壳内部高粘油时均流动的LDV测量

本文用LDV测量了最优工况和小流量工况下，输送运动粘度为48mm2／s高粘油时，蜗壳第Ⅳ、Ⅵ和Ⅷ断面内的时均切向、径向速度。给出了角动量随半径的变化关系，并与输送粘度为1mm2／s水时的角动量进行了比较。     

离心风机梯形截面蜗壳内旋涡流动的数值分析

本文求解时均N-S方程和“Baldwin-Lomax”湍流模式,使用基于时间推进法的Jameson格式计算方法,对一离心风机的梯形截面蜗壳内部流场进行了数值模拟。计算结果表明,在蜗壳各径向截面上都存在着一个旋转方向相反、强度交替变化的涡对。该涡对会随着径向截面位置与蜗壳运行工的变化发生复杂的变化。对该涡对演化细节的研究有助于探讨蜗壳内流动损失的一些机理。     

蜗壳进口周向非均匀流动的数值研究

本文提出一种考虑进口非均匀流动的蜗壳流场计算方法。该方法通过叶轮出口边界与蜗壳进口边界上静压分布的迭代计算,并逐步修正蜗壳入口气流方向模拟叶轮与蜗壳内流场的相互作用。通过计算结果表明:该方法计算量小,且能获得一定程度的蜗壳进口非均匀流动。     

基于蜗舌改型的空调用离心风机流动分析及降噪研究

本文采用计算流体动力学和声类比相结合的混合方法对空调用离心风机进行流场以及声场的计算,同时进行风机风量和噪声的实验测量,验证所采用的数值计算模型和计算方法的有效性.针对原型非常规蜗壳,提取蜗壳中间截面型线进行直蜗舌的蜗壳设计,在此基础上设计了三种倾斜蜗舌的蜗壳.根据数值计算结果,对最优倾斜蜗舌进行了实验验证。经实验测试,风机在各个工况点风量均有提升,在最大风量点风量提升6.0%,噪声降低1.4 dB(A).数值分析风机内部流动特征及噪声特性,发现在蜗舌附近流动区域内湍流强度和涡量明显减小,在叶片通过频率处声功率谱密度以及噪声峰值明显下降,这也表明风机的旋转噪声得到了有效控制。     

后置蜗壳斜流叶轮进出口流场的实验研究

后置蜗壳斜流叶轮进出口流场的实验研究吴克启，于文华，张勇，胡晓，刘海波，赵联州（华中理工大学武汉４３００７４）关键词：后置蜗壳，斜流叶轮，进出口流场，实验一、前言后置导叶翼形和圆弧形斜流风机的设计及应用【川＼日益受到人们的关注并形成了性能良好的斜流风...     

周向非均匀人流/出流条件下无叶扩压器敏感性分析

不稳定流动是高速离心压缩机内部流动的本质特征,其诱发机制往往受到关键结构参数与边界处流动条件的影响.本文以带有无叶扩压器的离心压缩机为研究对象,基于线性的全局稳定性理论,同时考虑涡黏性与分子黏性的作用,建立了基于无叶扩压器r-θ平面的二维稳定性分析方法,获得了流动失稳的直接全局模态;然后基于伴随方法获得了对应最不稳定特征值的伴随全局模态,结合直接与伴随模态构建了流场特征值的结构敏感性。最后考虑了射流-尾流流动结构,以及蜗壳非对称几何结构的影响,分别对周向非均匀入流/出流条件下的无叶扩压器流动进行了稳定性与敏感性分析。分析结果表明机匣侧出口回流对无叶扩压器全局稳定性具有关键作用;在无蜗壳时,射流-尾流结构对于全局稳定性的影响主要体现在失速团个数,而对失稳机理的影响较小;蜗壳的非对称结构导致流场重新分布,在距离蜗舌顺时针90°~135°位置出口壁面回流与入口回流相互作用,是诱发失稳扰动产生的主要因素。     

Exit-flow velocity survey of two single-tangential-inlet vaneless turbine volutes

The most cited analytical technique for designing turbine volutes is to assume the throughflow is free from torque, although for this assumption to hold, the volute walls must lie near what would be streamlines in an unbounded free vortex-plus-sink flow. The single tangential inlet design, with inlet offset decreased and diameter increased to attain the weak exit swirl required by high specific speed turbines, deviates from such a shape, and the volute’s internal geometry is no longer torque-free. It is desired to know the actual time-averaged flow leaving such a volute, so that a rotor can be designed to compliment it.For two existing single tangential inlet volutes, time-averaged radial and tangential velocity and static pressure measurements of exit flow have been obtained on a cylindrical cut plane through the radial-inflow section using a three-port yawmeter in air. The Reynolds numbers based on inlet pipe mean conditions, around 10⁵, are well into the fully-turbulent regime and on the order of comparable water turbines.A comprehensive map of time-averaged exit flow of both volutes is presented. The integrated values of gross angular momentum flux change and total pressure loss coefficient are tabulated. Circumferential variation of flowrate and swirl strength highlight unexpected differences in outlet flow between the two volute designs. Results are presented alongside corresponding numerical results from the commercial package Fluent (Fluent, Inc., Lebanon, NH, USA) using Reynolds stress, k-ω, and inviscid flow models.In both volutes, measured gross exit angular momentum flux was more than 1.7 times what the zero-torque assumption would predict when blindly applied to the volute as a whole. This discrepancy is attributed to significant turning near the volute’s inlet region leading to an updated view of what an appropriate control volume is when applying the zero-torque assumption. Additionally, variation of both radial and tangential velocity in both the circumferential and axial directions on the order of 15% of the mean value reveal that volute swirl characterization by a single measurement would have a significant associated uncertainty.