含尘离心风机中边界层对叶轮侵蚀的影响

本文采用二维可压缩紊流边界层计算模型,计算了离心风机内考虑边界层影响后的粒子轨迹和粒子与叶片表面的碰撞角、碰撞速度、磨损率沿叶片(相对弧长)的变化规律,计算结果表明:对于小直径的粒子,无粘流动假设是不合适的,计及边界层的影响,对于准确预测风机内的粒子轨迹和磨损是必不可少的。     

煤层瓦斯流动的固－气耦合数学模型及数值解法的研究

本文根据煤层瓦斯流动时，固体变形与瓦斯流动的基本理论，提出了耦合数学模型，并证明该耦合数学模型解的存在性和光滑性，给出了这一非线性数学模型的数值解法。     

一种减轻固粒对壁面冲蚀磨损的新方法

针对带固粒的近壁流场，提出了在壁面上开凿纵向浅沟槽以减轻固粒对壁面冲蚀磨损的方法．采用改进的κ-ε湍流模式和气-固两相双向耦合模型，计算了流场中颗粒的速度、轨迹以及固粒对壁面的冲蚀磨损，并进行了相应的试验对比．结果表明：在壁面上开凿纵向沟槽能减轻固粒对壁面的磨损；在一定的沟槽高度下，当沟槽宽度同沟槽问距离相等时，减轻磨损的效果最明显；在一定颗粒尺寸范围内，大颗粒导致磨损质量损失增大，当颗粒尺寸超过某一临界值后，颗粒尺寸对磨损的影响较小．进口处颗粒运动方向对壁面磨损具有直接影响．     

悬浮固粒分区存在对射流稳定性的影响

本文利用气固两相耦合模型,理论推导出大雷诺数下悬浮固粒分区存在的射流稳定性方程,通过数值计算得到了固粒存在不同流域时流场扰动放大因子曲线和波速曲线。进而,在分析所得稳定性曲线的基础上,得到了关于固粒充满全流场、存在于射流区及存在于非射流区对流场中扰动增长及扰动传播影响的重要结论。这些结论对气固两相射流场的发展的认识和工程实际中实施对气固两相射流场的人工控制有指导意义。     

磨损工况对气门—气门座摩擦磨损特性的影响

本文根据摩擦学原理,采用动态磨损模拟试验和表面微观分析的研究方法考察了冲击载荷、温度、燃烧气氛等磨损工况对气门-气门座摩擦磨损特性的影响,指出要改善气门-气门座的摩擦磨损特性,就必须提高材料表面层在高温下的力学性能和抗蠕变及抗腐蚀的能力。     

强旋湍流气－固两相流动的颗粒随机轨道法模拟

应用颗粒随机轨道模型，并与一种新的代数Ｒｅｙｎｏｌｄｓ应力模型相结合，对新型煤粉涡旋燃烧炉内强旋湍流气。固两相流动进行了数值模拟。得到了与实验相符合的颗粒相密度分布和质量流分布。计算结果表明，在涡旋燃烧炉内的强旋湍流流场中，外壁附近颗粒浓度最高，颗粒停留时间加长，气－固两相间滑移速度增大。     

水平管道气固两相分层流动过程的研究

以空气作为输送动力、粉煤灰及玻璃微珠作为输送物料,对气力输送管道中气固两相流的流动特性进行了系统的试验研究.对管路系统的特性、操作条件、物料和气体的性质等影响气固两相流压力损失的主要因素进行了探讨.并在实验的基础上对两相流动的沉积速度、经济速度进行了确定.同时在对粉体受力分析的基础上建立了分层流动的物理及数学模型,通过对比数学模型计算值与试验值得出该数学模型具有一定的计算精度,能够用于指导分层流动的研究及应用.     

考虑空化影响的水润滑橡胶合金轴承冲蚀磨损研究

用计算流体力学方法,数值模拟水润滑轴承空化-冲蚀交互作用时气液固三相流场的动力学特性(压力场、速度场、气含率分布),然后在水润滑轴承摩擦磨损装置上,进行试件磨损试验,并观察试件表面形貌.结果表明:考虑空化影响后,水润滑轴承整个流场压力分布更接近实际;数值模拟所得的流场压力、速度、气含率最大值,均出现在发生空化的位置附近,其余位置基本不变,说明交互磨损比单一磨损严重.观察试件表面磨痕,存在短程犁沟、空蚀针孔、麻点状气蚀坑和蚀坑,磨痕呈现规律性,磨痕与轴转速的方向基本一致.试验结果和数值计算吻合较好,证明了理论分析的正确与合理.上述仿真与试验初步探讨了水润滑轴承空化与冲蚀交互作用的磨损机理与影响因素.     

旋转、弯曲、扩散流道中液固两相流场的数值模拟及其分析

本文简要介绍了旋转、弯曲、扩散流道中,液—固两相流数值计算结果,进而从理论上分析了泵叶轮压力面遭受磨损和输送两相流时扬程降低的原因。     

含悬浮固粒的旋转射流剪切层稳定性研究

本文在理想不可压旋转圆射流的运动方程中添加了固粒作用项，由此推得了时间增长率的表达式，进而得关于含悬浮固粒放置射流稳定性的修正瑞利稳定性准则，求出了不同固粒质量密度固－气脉动速度比值，固气脉动速度相位差及Ｓｔｏｋｅｓ数情况下旋转射流场的增长率与径向空间波数的关系曲线，在比较这些曲线的基础上，给出了关于固粒属性对旋转射流场稳定性影响的几个重要结论为控制旋转射流场和后续发展提供了依据。     

气固两相流风机的三元计算与二元计算的比较

在单相耦合模型的基础上，采用合适的粒子反弹模型和磨损模型，分析、推导、编制了三元粒子运动、碰撞的程序，并与二元粒子程序进行了比较，验证了该三元程序的优越性，为气固两相流离心风机叶轮的研制提供了一个行之有效的理论工具。     

离心风机子午通道内湍流场数值模拟

由进风口－叶轮－无叶扩压器－蜗壳等部件组成的离心风机通道内流分析是非常复杂的，目前还只能是分别计算各部件内的流场，但必须考虑部件间的相互影响。本文采用轴对称Ｎ－Ｓ方程，根据三维叶轮通道计算给出的叶片力分布，求解了考虑叶片力的进风口－叶轮－无叶扩压器组成的子午通道问题，所得结果可用来给出三维叶轮通道计算的进口条件，并可用于优化设计进风口及叶轮前、后盘形状。该方法已得到实践检验。     

液固两相流冲洗油管道的冲蚀磨损特性数值模拟及分析

以液固两相流冲洗油管道为研究对象,采用Realizableκ-ε湍流模型、随机轨道模型,结合液固两相流冲蚀磨损试验,建立修正的冲蚀磨损数理模型,数值预测典型工况下冲洗油管道内速度、压力、冲蚀磨损率等流动参数分布情况,分析了冲蚀磨损的形成机制.研究结果表明:受曲率半径影响,冲洗油管道冲蚀磨损速率随曲率半径的增加而减小;由于颗粒惯性及管内二次流影响,弯头中间区域外侧壁面和出口直管段内侧面磨损较为严重,三通管件的最大冲蚀磨损率位于孔口处,数值预测结果与失效解剖案例吻合.本文建立的冲蚀磨损定量预测方法,适用于压力管道的风险评定及寿命预测.     

含砂流对弯管段冲蚀的机理分析

管道的弯管段、闸阀等处常常面临含砂流动的冲蚀磨损而导致管壁减薄或泄漏。为研究弯管段冲蚀磨损的主要机制,进行了加入5%石英砂的固液两相管流循环试验。试验按砂粒粒径分组,主要观测布置在弯管段的一组碳钢贴片在2~3小时后的壁面冲蚀特征。用失重法计算各贴片的冲蚀速率,基于扫描电镜(SEM)研究了贴片表面的损伤形貌。冲蚀后的贴片表面既有犁沟、挤压凹坑及划痕,亦有圆形蚀坑。能谱分析(EDS)显示有一定量的铁氧化物,且不同位置处的贴片失重率有正有负,由此可见导致贴片表面破坏的机制既包括切削、挤压和二次冲击等含沙流流动的机械作用,也伴随着腐蚀作用。这两种机制在弯管各区有不同的体现,且受砂粒粒径的影响。用数值模拟的两相流冲蚀弯管段流场压力和颗粒分布特征做了验证。结果表明弯管段的壁面损伤机制在外拱壁面以颗粒冲击和切削为主,在内拱璧面则以氧化腐蚀为主。     

离心风机叶片型线的一种二维逆命题简便设计方法

由于加工工艺和生产成本等因素的影响，离心风机中至今仍普遍采用二维叶片。本文方法通过控制叶轮内相对速度Ｗ沿平均流线ｍ的分布（Ｗ－ｍ分布），使气流相对速度在流动过程中按照设计要求的规律均匀变化，在叶轮回转面上设计出前向或后向叶片型线。为提高设计质量，可将叶轮子午面盘盖型线的设计与回转面上叶片型线的设计联系起来，使二者共同满足控制Ｗ－ｍ分布的需要。设计过程中可同时计算出叶片负荷供修改Ｗ－ｍ分布时参考。本     

气固两相流离心风机叶片载荷特性的研究

本文利用气－固两相流单相耦合和简化的双相耦合模型,计算了离心风机四种典型荷规律叶片的磨损与积尘特性,考察了叶片的加载规律与其磨损部位,磨损量和积尘趋势的关系以及固粒在叶片上的碰撞角,碰撞速度的分布规律,为设计高效含尘风机提出了新的建议。经过固相对风机特性影响的实验研究。证了用于予测风机磨损特性的“单相耦合”模型的可行性。     

冲蚀与气蚀复合磨损试验研究

通过改造MCF-30型冲蚀腐蚀试验机,建立了水、沙、气三相流冲蚀磨损试验装置;试验研究了水、沙混合流场中试样的磨损特征,通过扫描电子显微镜观测了三相流冲蚀磨损表面,并借助计算机模拟分析水、沙混合条件下产生气蚀破坏的条件.结果表明:合理的设计可以实现冲蚀与气蚀的复合磨损模拟试验;形成三相流共同作用下的冲蚀与气蚀复合磨损重要条件为介质中含有较多气体,并且在试样中有气泡溃灭.三相流磨损模拟试验与仿真为进一步开展三相流气蚀与冲蚀磨损研究奠定了基础.     

Combination of CFD and DOE to analyse solid particle erosion in elbows

Solid particle erosion is a major concern in the engineering industry, particularly where transport of slurry flow is involved. Such flow regimes are characteristic of those in alumina refinement plants. The entrainment of particulate matter, for example sand, in the Bayer liquor can cause severe erosion in pipe fittings, especially in those which redirect the flow. The considerable costs involved in the maintenance and replacement of these eroded components led to an interest in research into erosion prediction by numerical methods at Rusal Aughinish alumina refinery, Limerick, Ireland, and the University of Limerick. The first stage of this study focused on the use of computational fluid dynamics (CFD) to simulate solid particle erosion in elbows. Subsequently an analysis of the factors that affect erosion of elbows was performed using design of experiments (DOE) techniques. Combining CFD with DOE harnesses the computational power of CFD in the most efficient manner for prediction of elbow erosion. An analysis of the factors that affect the erosion of elbows was undertaken with the intention of producing an erosion prediction model.     

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。     

Influences of Slope Gradient on Soil Erosion

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＳｏｉｌｅｒｏｓｉｏｎｃａｎｂｅｃｌａｓｓｉｆｉｅｄｉｎｔｏｍａｎｙｔｙｐｅｓｄｕｅｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｒｏｄｉｎｇｆｏｒｃｅｓ .Ａｍｏｎｇｔｈｅｍｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｕｎｏｆｆｅｒｏｓｉｏｎｉｓｔｈｅｃｏｍｍｏｎｅｓｔｏｎｅ .Ｔｈｅｓｌｏｐｅｇｒａｄｉｅｎｔｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗｅｒｏｓｉｏｎ .Ｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｒａｉｎｆａｌｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ,ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｆｌｏｗ…