运用VOF模型模拟开敞式水泵吸水池内后台阶流动

开敞式水泵吸水池内流动是具有自由表面的复杂流动.本文利用VOF(Volume of Fluid)模型对开敞式水泵吸水池内的后台阶流动进行了数值模拟,模拟结果与试验数据基本吻合.VOF模型是模拟开敞式水泵吸水池内流动的一种有效方法.     

用PIV测量水泵开敞吸水池内突扩流动

吸水池内的涡旋流动将引发泵的振动、空化、空蚀和泵的效率下降,严重时会导致泵站不能正常工作,本文用PIV测量水泵开敞吸水池内突扩流道速度分布,实验表明流体通过突扩流道,整个流场可分为三个区域:主流区、过渡区和回流区.沿流动方向主流区速度相对较大,回流区速度相对较小,过渡区速度介于两者之间.涡带主要产生在靠近吸水池两侧壁,随着流动区域的扩展,靠近侧壁的涡流将消失.     

水泵吸水池非对称流动空气吸入量的试验研究

本文利用图像法对水泵吸水池内非均匀流的空气吸入最进行了试验研究,试验结果表明:子通道流量比率对吸水池内的窄气吸入量影响较大,而截面平均流速对空气吸入量的影响要相对较小.当子通道流量比率较大时,会在吸水池下游的低流速区形成涡旋,严霞时会形成空气吸入涡,而空气吸入量也会随着子通道流量比率的增大而急剧增加.     

泵站水泵进水池内防涡装置有效性的数值验证

本文提出了一种消除泵站水泵吸水管内旋涡和流动分离的圆锥形防涡装置。为了验证该装置的有效性,建立了泵站水泵进水池和吸水管内三维湍流流场的数学模型,用分区网格构造了泵站水泵进水池和吸水管的贴体计算网格,采用有限体积方法,计算了无圆锥形防涡装置和有圆锥形防涡装置时,水泵进水池和吸水管内三维湍流流场,结果证明该圆锥形防涡装置能有效消除水泵吸水管内旋涡和流动分离。     

水泵吸入池内空气吸入的试验

水泵吸入池内流动恶化时,空气会被吸入泵体,引发振动、空化和效率降低等后果。本文开发设计了电容式空气含量测量仪,对模型水泵吸入池内空气的吸入量进行了测量。试验结果表明,当流速增加时吸入空气流量会增加;当水位增加时吸入空气流量也会增加;相同流动工况下,在所给三种角度挡水墙中,d=30°时吸入空气量最小,流动最平稳。所以选择适当的挡水墙角度可以改善吸入池内的流动,减少吸入空气流量。     

水泵吸水池内部流动非定常信号的小波分析

水泵吸水池内部的流动情况非常复杂,尤其是在吸入管的附近存在着很强的漩涡,这些漩涡使得流动的非定常特性非常强烈,本文用小波分析的方法来处理一种开敞式水泵吸水池内流动的非定常信号,它们分别是压力信号,振动信号和声音信号。在处理的过程中,应用离散小波变换,将不同时间和空间尺度下的信号进行分解,分别得到分解后的小波系数,再将不同层次的信号进行重构,并对各个层次的分解信号进行功率谱分析,得到这些非定常信号的分布规律。     

图像法测量水泵开敞吸水池内空气吸入量

水泵吸水池中可能会产生空气吸入涡,这些涡能够将空气带入水泵,影响水泵的运行稳定性,造成水泵的性能下降。本文运用图像法对模型水泵开敞吸水池内不同工况下的空气吸入量进行了试验研究。试验结果表明,在水位高度和平均流速都相同的条件下,采用30°和60°防涡墙时的空气吸入量要明显小于采用0°防涡墙时的情况。这说明30°和 60°防涡墙能够有效降低吸入涡所引起的空气吸入量,所以可在实际工程中适度加大防涡墙的角度来减少空气的吸入。     

不对称垂直裂缝压力动态特征

针对压裂过程中出现的不对称垂直裂缝问题,基于渗流力学原理,根据点源函数和Green函数基本理论建立三种不同外边界条件下不对称有限导流垂直裂缝试井解释数学模型.采用Laplace积分变换和Stehfest数值反演获得典型特征曲线.研究表明：典型特征曲线分为四个流动阶段,井储阶段、压力导数曲线斜率为1/4的双线性流阶段、压力导数曲线斜率为1/2的线性流阶段及0.5水平线的径向流阶段;不对称因子主要影响双线性流阶段结束的时间,不对称因子越大,双线性流阶段结束的越早;裂缝的导流能力越大,不对称因子对特征曲线的影响越不明显;不对称因子越大,裂缝流量分布越不对称.为不对称有限导流垂直裂缝的试井分析提供理论依据.     

旋转环形液池内双组分溶液热毛细对流研究

通过毛细对流可视化实验系统和三维数值模拟研究了旋转环形液池内受Soret效应影响的双组分溶液热毛细对流,探究了泰勒数和液池深宽比对双组分溶液热毛细对流的稳定性及失稳后产生的振荡流型的影响。结果表明,旋转液池内受Soret效应影响的热毛细对流的基础流为逆时针流胞形成的轴对称稳态流动,液池旋转对基础流径向流动的影响较小,但会明显增大流体的相对周向流动。临界热毛细雷诺数随泰勒数的增大而增大,随深宽比的增大而减小。泰勒数和深宽比的变化会明显改变双组分溶液热毛细对流失稳后产生的振荡流型。随着泰勒数的增大,液池中会出现HTWs和内部波动共存的振荡流型,内部振荡由包含在基态流动中的旋转流胞产生。     

水泵进水池内紊流及涡旋的数值模拟

本文对水泵进水池内三维紊流及涡旋进行数值模拟。文中基于雷诺平均的Ｎ－Ｓ方程和к－ε紊流模型，在具有交错网格系统的贴体座标系中（１），采用ＳＩＭＰＬＥＣ算法计算三维素流，得出了流速场和压力场的分布。进一步预测了涡旋发生的位置并分析其结构，这对研究、改进水泵进水池的结构，避免涡旋发生，提高效率具有重要的实际意义。     

水泵吸水池后台阶内部流场试验研究

本文利用 PIV 技术测量了卧式开放式水泵吸水池内部台阶附近的流场,得到了定常不同工况下的流场速度分布图等水力参数结果,通过对试验结果的分析发现,台阶高度、进口来流速度和淹没深度的变化对吸水池内部流场都产生重要的影响.     

漩涡阻止器水力性能的PIV试验分析及其机理研究

漩涡阻止器是用来防止或减少漩涡发生的特殊装置,它具有特殊的几何形状,能够优化水力机械内部的流动。在水泵吸水池内部,尤其在吸入口的周围存在着较大的漩涡,在吸入口的下方,安装一个“T”型的漩涡阻止器,应用PIV技术测出安装漩涡阻止器前后吸水池内部的流场分布,并对其流动特性进行深入分析,证明了该阻止器能够有效的减小漩涡发生。对这种“T”型漩涡阻止器的作用过程进行深入的研究发现,能够用摩阻理论来解释它的作用机理。     

Analysis of Two-Phase Cavitating Flow with Two-Fluid Model Using Integrated Boltzmann Equations

In the present work, both computational and experimental methods are employed to study the two-phase flow occurring in a model pump sump. The two-fluid model of the two-phase flow has been applied to the simulation of the three-dimensional cavitating flow. The governing equations of the two-phase cavitating flow are derived from the kinetic theory based on the Boltzmann equation. The isotropic RNG$k-\epsilon-k_{ca}$ turbulence model of two-phase flows in the form of cavity number instead of the form of cavity phase volume fraction is developed. The RNG $k-\epsilon-k_{ca}$ turbulence model, that is the RNG$k-\epsilon$ turbulence model for the liquid phase combined with the $k_{ca}$model for the cavity phase, is employed to close the governing turbulent equations of the two-phase flow. The computation of the cavitating flow through a model pump sump has been carried out with this model in three-dimensional spaces. The calculated results have been compared with the data of the PIV experiment. Good qualitative agreement has been achieved which exhibits the reliability of the numerical simulation model.     

水泵吸水池内部流动PIV试验的深入分析

ＰＩＶ技术是一种新型的流动量测手段，使用这种技术能够容易的得出流场中的速度分布情况，在此基础上进行深入分析，还可以得到许多十分重要的流动参数。这里，对水泵吸水池内部流动的ＰＩＶ试验进行深入分析，得出如下的流动参量：吸水口处的环量分布、测量面上的涡度分布、交叉面处的三维速度分布，另外，对试验中所拍摄的图片进行分析，可以得出吸入涡中气核大小的分布情况．     

ＣＲＥＭ法半连铸Ａｌ合金过程中电磁场对溶质元素固溶的影响机理

实验研究了低频交变电磁场作用下， 7075合金半连铸坯微观组织形貌及各溶质元素的固溶 情况；并就电磁场对液固相线位置和结晶间隔的改变进行了测定；此外还数值模拟了电磁场 对半连铸过程中液穴内部温度场和流动场的影响.从电磁场对7075合金凝固过程中的溶质分 配系数，结晶间隔，液穴内部温度场、流动场以及微观组织形貌的影响出发，尝试性地对电 磁场的强制固溶机理进行探讨性的解释和说明. 关键词： 电磁场 半连铸 铝合金 固溶     

垂直圆管内向上稀疏层流泡状流相分布的实验研究

采用三维照相法对垂直圆管内稀疏层流泡状流充分发展段的相分布进行了实验研究。得到了８个流动工况下均匀尺寸气泡形成的泡状流的空泡率分布以及６个流动工况下非均匀尺寸气泡形成的泡状流的总体和大、小气泡组各自的空泡率分布．实验结果表明当气泡组的平均直径小于约３．５ｍｍ时,其空泡率分布在管壁附近出现尖峰;当气泡组的平均直径大于约 ３．５ ｍｍ时,其空泡率分布的尖峰移向管中心;气泡尺寸对泡状流的相分布有重要影响．     

High power cw dye lasers

The dependance of the output power of cw dye lasers on the pump power and the system-and stream parameters is calculated and experimentally tested. It was found that the pump power for a given system is limited to a critical value due to the influence of thermal inhomogeneities. This critical pump power is predominantly dependant on the dye solvent, the flow velocity, the focussing of the pump laser and the stability range of the dye laser system. Possibilities for the reduction of the thermal inhomogeneities are discussed and attainable output powers are calculated.     

单压吸收制冷系统中气泡泵的研究进展

单压吸收制冷能够使用低品位热源,是一种有利环保和能源有效利用的技术,具有十分广阔的应用前景。气泡泵是实现单压吸收制冷系统正常运转的关键部件,为单压吸收制冷系统的循环提供动力,因此研究气泡泵的性能对整个系统的运行具有重要的意义。文中介绍了气泡泵的工作原理以及流动模型,概括了近年来关于气泡泵的实验研究现状以及影响气泡泵提升性能的因素,并对气泡泵未来的研究进行了展望。