检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：潘光星扬州大学

学位级别：硕士

低比转数离心泵在石油化工、航空航天等领域有广泛的应用,其特点是扬程高、流量小。按传统设计方法,低比转速离心泵常会出现效率低、扬程-流量曲线易出现驼峰、大流量易过载等问题。长短叶片是解决上述问题有效途径之一。本文采用数值... 详细信息

低比转数离心泵在石油化工、航空航天等领域有广泛的应用,其特点是扬程高、流量小。按传统设计方法,低比转速离心泵常会出现效率低、扬程-流量曲线易出现驼峰、大流量易过载等问题。长短叶片是解决上述问题有效途径之一。本文采用数值计算与piv相结合的研究方法,对分流短叶片的不同偏置位置、设计工况与非设计工况等情况下的离心泵内部真实流动特性进行了较为深入的研究,初步分析得出长短叶片离心泵叶轮内的三维湍流流动规律。研究的具体内容包括: 1、为研究分流短叶片偏置对离心泵叶轮内部流场的影响,采用加大流量与速度系数相结合的方法设计了3副长短叶片离心泵叶轮。3副叶轮的长叶片骨线线型为单圆弧圆柱型,每副叶轮的长叶片型线相同。短叶片与长叶片间隔布置,其骨线线型为单圆弧圆柱型,每只短叶片进口均位于同一圆周上,且出口角与长叶片出口角相等。在偏置上,短叶片均适当向长叶片的吸力面偏置,短叶片进口偏置角和短叶片出口偏置角分别取0°、5°和10°三种水平组合。 2、采用Pro/E对矩形蜗壳进行三维造型;利用AutoCAD与Gambit相结合的方法对长短离心叶轮进行三维实体造型;基于结构化网格对蜗壳与叶轮分别进行剖分。 3、基于整机数值模拟,对3副长短叶片的离心泵进行了三维湍流数值模拟研究。计算中,首先将笛卡尔坐标系下的N-S方程转化为任意曲线坐标系下的控制方程,并进行有限体积离散;采用了标准的k ?ε湍流模型进行方程封闭;近壁面湍流处理采用了标准壁面函数法;应用SIMPLEC算法,建立压力和速度迭代校正方程使动量方程和连续性方程耦合;采用了多重参考坐标系处理旋转叶轮与蜗壳动静耦合交界面。湍流数值计算得出了分流短叶片的不同偏置位置、设计工况与非设计工况下离心泵叶轮内的压力分布、速度分布,并预测了泵的外特性参数。对比分析了3副长短叶片叶轮的速度场和压力场的特征,初步得出了长短叶片离心泵叶轮内湍流的速度和压力分布规律,提出了短叶片合理偏置方案。 4、应用现代激光测试技术(粒子图像速度仪2D-piv)对3副长短叶片离心泵叶轮的一个叶槽在设计工况、大流量和小流量工况下的内流场进行测量研究,测得粒子散点图,分析得到了叶轮内相对速度矢量图以及出口处相对速度、切向速度和径向速度在出口处沿弧长的变化规律。对比分析了数值模拟结果和piv测试结果表明,计算和实验结果总体趋势基本吻合,但数值上仍存在一定的偏离,文中分析了实验与计算结果存在差别的原因。

关键词：长短叶片离心泵数值计算 piv测试

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混流式水轮机转轮内部流动的数值模拟及piv测试探究

混流式水轮机转轮内部流动的数值模拟及PIV测试探究

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作者：柯强西华大学

学位级别：硕士

近年,我国水轮机设计制造水平大力提高,目前已步入世界先进水平行列。但水轮机水力设计水平与国际水平还有一定的差距,尤其是在转轮的能量特性和空化性能方面。混流式水轮机是目前应用最广泛的一种水轮机型式,开展混流式水轮机转轮内部... 详细信息

近年,我国水轮机设计制造水平大力提高,目前已步入世界先进水平行列。但水轮机水力设计水平与国际水平还有一定的差距,尤其是在转轮的能量特性和空化性能方面。混流式水轮机是目前应用最广泛的一种水轮机型式,开展混流式水轮机转轮内部涡流以及转轮内空化的研究对水轮机的水力优化设计具有较大的指导作用。本文以一混流式水轮机作为研究对象,建模完成后对其进行全流道数值模拟及试验分析。首先,对7个工况下的内部流动进行了数值模拟,主要研究叶道涡;再采用空化模型,研究转轮内部空化;同时,应用piv测试技术对水轮机转轮叶道涡进行观测试验,尝试将该技术应用于转轮内流速测试,探索可行的测试途径。本研究具体内容如下:(1)基于所选的水轮机,建立三维几何模型,划分质量合格的网格。将各过流部件网格导入ANSYS中进行前处理,划定域、设定边界条件、交界面,以及计算精度。对水轮机的全流道进行数值模拟计算。(2)对大开度、小开度工况下进行了叶道涡数值模拟,分别对同开度、不同单位转速以及同单位转速、不同开度条件下转轮内部叶道涡进行了比较。(3)对大开度、小开度工况下进行了空化的数值模拟,分别对同开度、不同单位转速以及同单位转速、不同开度条件下转轮内部空化情况进行了比较。(4)在水轮机试验台上尝试搭建piv测速装置,针对转轮内部流态进行测试,观测转轮内叶道涡,并通过图片数据处理,得出水轮机转轮内部水流的流线、速度矢量等数据。

关键词：混流式水轮机叶道涡空化数值模拟 piv测试

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离心泵内流场piv测试中示踪粒子跟随性的研究

离心泵内流场PIV测试中示踪粒子跟随性的研究

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作者：李亚林江苏大学

学位级别：硕士

激光粒子图像测量技术是在离心泵领域内研究泵内流场速度分布等问题的最先进的测量技术之一。由于泵内流动现象的复杂性,以及PW在离心泵内应用的特殊要求,目前离心泵内应用piv测量还存在许多关键技术有待解决。piv测量的基本原理就是利... 详细信息

激光粒子图像测量技术是在离心泵领域内研究泵内流场速度分布等问题的最先进的测量技术之一。由于泵内流动现象的复杂性,以及PW在离心泵内应用的特殊要求,目前离心泵内应用piv测量还存在许多关键技术有待解决。piv测量的基本原理就是利用示踪粒子的速度来间接地反映流体的速度,因此示踪粒子的跟随性直接决定了试验的测量精度。由于离心泵是一种旋转机械,粒子在泵内运动将受到旋转因素的影响,这种旋转因素严重影响粒子的跟随特性。现有的理论和试验研究都是讨论一般的紊流场中粒子的跟随性,并没有考虑到旋转特性,因此有必要建立离心泵内示踪粒子跟随性的计算方程,选取合适的示踪粒子,减小由于粒子的跟随性而引起的piv测量误差。本文就离心泵内流场piv测试中示踪粒子的跟随性进行了较深入的研究,主要的研究工作和创新点有:\n (1)基于离心泵内固液两相流理论,对离心泵内部湍流场中的示踪粒子进行受力分析,建立了示踪粒子的受力模型。根据粒子在离心泵内运动特点简化受力模型,推导了低雷诺数下粒子在离心泵内Lagrange运动方程。采用谱分析方法,利用Fourier积分首次推导了适用于离心泵内示踪粒子跟随性的计算公式,并分别建立了离心泵内定常和非定常流场中示踪粒子跟随性的数学表达式。\n (2)利用推导的低雷诺数下示踪粒子在离心泵叶轮内的跟随性计算公式对粒子的跟随程度进行了数值计算,讨论了粒子跟随性对粒子的物理特性和离心泵内流场的依赖关系。并在现有几种模型基础上对比讨论了各项力对粒子跟随性的贡献,指出了各模型的优缺点。通过对各因素的计算分析发现:密度接近流体的密度的中性悬浮粒子跟随性较好；对于密度较大的粒子只有粒子直径足够小才能跟随到一定范围内湍流频率的流动；粒子径向跟随性比周向复杂得多；在离心泵叶片压力面中部以及压力面出口区域粒子跟随性较差；离心泵叶轮旋转引起的离心力和科氏力以及流道弯曲产生的离心力对粒子跟随性影响很大。\n (3)对离心泵内清水流场采用RNG k-ε模型来封闭求解雷诺时均N-S方程,然后用有限体积以及SIMPLEC算法数值求解方程组。对清水流场模拟计算所预测的离心泵性能曲线与试验性能曲线对比,验证清水流场计算的准确性。然后在得到的清水流场计算基础上,采用Lagrange方法分别计算不同密度、不同直径的粒子在离心泵设计工况和非设计工况下的运动轨迹,给出了示踪粒子运动的直观表示,研究了离心泵内示踪粒子的运动规律。数值模拟结果发现:粒子的密度和直径对粒子的轨迹有重要影响,其中粒子密度与流体密度相等是一个重要的界点；在叶片压力面出口粒子轨迹差别很大；粒子轨迹在进口直管内几乎不发生分离,而在半螺旋型吸水室、叶轮和蜗壳内发生分离；在出现漩涡等不稳定流动的流道内,密度与流体的密度接近并且直径小的粒子其轨迹线与流体的流线接近。\n (4)搭建了离心泵专用piv测试试验台,在满足piv测试要求的模型泵内部流场中,利用piv技术测量了三种不同物理性质的示踪粒子在离心泵叶轮内的绝对速度；利用VC++程序对测量的绝对速度进行处理,得到离心泵内四种工况下三种粒子的时均相对速度分布；定性分析了粒子的piv测试效果；定量分析了粒子在离心泵不同工况下、叶轮内不同直径处的相对速度大小,对比了粒子之间的速度差异,讨论了其跟随程度。分析结果表明:小直径的空心玻璃球可以捕捉到高速区,大密度的铝粉对速度变化响应过慢,大直径的空心玻璃球拍摄效果最佳。

关键词：跟随性示踪粒子离心泵 piv测试内流场数值计算

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示踪粒子跟随性在离心泵内流场piv测试研究

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中国高新技术企业 2015年第29期 18-19页

作者：张乐禄南通醋酸纤维有限公司江苏南通226001

选择合适的流场是保证piv实验精度至关重要的一环,选择示踪粒子的依据是流场。由于固液两相流的理论,人们要重点考虑黏性阻力和旋转因素,分析考虑粒子承受力的情况。在完全准备充足后在BBO方程给出的基础上引入外部的势力,在建立了拉格... 详细信息

选择合适的流场是保证piv实验精度至关重要的一环,选择示踪粒子的依据是流场。由于固液两相流的理论,人们要重点考虑黏性阻力和旋转因素,分析考虑粒子承受力的情况。在完全准备充足后在BBO方程给出的基础上引入外部的势力,在建立了拉格朗日运动方程后,由此推导出piv公式。通过利用结果来计算跟随程度,从而得出正确的结论。

关键词：离心泵示踪粒子跟随性粒子图像测速仪流场 piv测试

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大空间建筑火灾烟气扩散的盐水实验与piv测试

大空间建筑火灾烟气扩散的盐水实验与PIV测试

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全国暖通空调制冷2004年学术年会

作者：彭小勇邓进波谢东顾炜莉南华大学建筑工程与资源环境学院南华大学建筑工程与资源环境学院南华大学建筑工程与资源环境学院南华大学建筑工程与资源环境学院

本文分析了烟气运动盐水模拟实验方法的相似准则和注意事项,采用缩比模型的盐水模拟实验方法研究大空间建筑火灾中烟气的流态:无排烟的烟气扩散和填充过程、有自然排烟的烟气扩散过程和有机械排烟的烟气扩散过程。实验结果表明有排烟与... 详细信息

本文分析了烟气运动盐水模拟实验方法的相似准则和注意事项,采用缩比模型的盐水模拟实验方法研究大空间建筑火灾中烟气的流态:无排烟的烟气扩散和填充过程、有自然排烟的烟气扩散过程和有机械排烟的烟气扩散过程。实验结果表明有排烟与无排烟的室内烟气流态和扩散过程有明显的差异,同时给出了烟层厚度随时间的变化规律。采用piv(Particle Image velocimetry)对有自然排烟的室内烟气扩散和气流的流场进行了测量,流场piv测量结果很好的反应了盐水扩散、以及诱导清水运动的瞬时流态。这一技术的应用将为确定控制火灾烟气扩散的方法和组织人员疏散的方式提供更加直接和有效的技术参数。

关键词：大空间建筑烟气扩散盐水实验 piv测试

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扩散燃烧流场的piv测试方法探讨

扩散燃烧流场的PIV测试方法探讨

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2006中国工程热物理学会燃烧学学术会议

作者：杨浩林赵黛青杨卫斌中国科学技术大学热科学与能源工程系含肥230027 中国科学院广州能源研究所广州510064 中国科学院广州能源研究所广州510064

由于能提供高时空分辨率的瞬时流场信息,二维粒子成像速度仪(piv)已广泛应用于燃烧流场的实时测量中.为了进一步改善piv在扩散燃烧流场测量中的性能并扩展其应用范围,利用piv对小流量的甲烷/富氧同轴射流扩散燃烧的流场进行了测量,针对... 详细信息

由于能提供高时空分辨率的瞬时流场信息,二维粒子成像速度仪(piv)已广泛应用于燃烧流场的实时测量中.为了进一步改善piv在扩散燃烧流场测量中的性能并扩展其应用范围,利用piv对小流量的甲烷/富氧同轴射流扩散燃烧的流场进行了测量,针对测量中出现的一些问题如示踪粒子引入、火焰发光、光强不均、数据处理等进行了分析和讨论,并给出了相应的解决办法和技巧。

关键词： piv测试扩散燃烧流场流场结构二维粒子成像速度仪示踪粒子引入火焰发光

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基于piv浮选柱旋流场的测试与模拟

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煤炭学报 2014年第A01期39卷 212-218页

作者：徐宏祥王永田刘炯天邓小伟程敢李小兵中国矿业大学化工学院江苏徐州221008 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

为深入探讨旋流段的流场分布及旋流分离的作用机理,以粒子图像测速系统(piv)为基础构建了浮选柱旋流段的流场测试平台,利用piv测试平台和Fluent数值模拟软件对旋流段内部的速度场进行了测试与数值模拟,研究了旋流段的速度分布规律以及... 详细信息

为深入探讨旋流段的流场分布及旋流分离的作用机理,以粒子图像测速系统(piv)为基础构建了浮选柱旋流段的流场测试平台,利用piv测试平台和Fluent数值模拟软件对旋流段内部的速度场进行了测试与数值模拟,研究了旋流段的速度分布规律以及循环量变化对速度分布规律的影响。结果表明,流场速度以切向速度为主,且有着明显的分布规律,径向速度比较小且分布比较复杂,轴向速度相对径向速度较大,速度分布呈对称分布;随着循环量的提高,轴向速度的零点向中心靠拢,而最大值出现在相近的半径位置。数值模拟结果和实验结论吻合度较高。

关键词： piv测试速度分布浮选柱旋流场

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合成双射流控制水滴轨迹特性实验

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航空学报 2025年第4期46卷 39-50页

作者：高天翔罗振兵周岩彭文强程盼国防科技大学空天科学学院长沙410073

为进一步发展合成双射流防除冰技术,搭建了合成双射流控制水滴轨迹特性实验台,通过高速摄影研究了合成双射流激励器相对水滴静止以及存在相对运动时激励器驱动电压、驱动信号相位对水滴轨迹的影响。以水滴受到射流影响375μs后的水平速... 详细信息

为进一步发展合成双射流防除冰技术,搭建了合成双射流控制水滴轨迹特性实验台,通过高速摄影研究了合成双射流激励器相对水滴静止以及存在相对运动时激励器驱动电压、驱动信号相位对水滴轨迹的影响。以水滴受到射流影响375μs后的水平速度作指标,评估射流对水滴轨迹特性的影响。激励器与水滴不存在相对运动(转盘静止)时,速度从驱动信号幅值为60 V时的0.65 m/s增大至165 V时的2.29 m/s,增长趋势呈线性。水滴产生时射流所处相位对水滴的轨迹影响较大。保持165 V的驱动信号幅值,不同射流初始相位下的速度可从1.11 m/s变化至4.98 m/s。当合成双射流激励器以4.4 m/s的线速度接近水滴时(通过转盘转动实现),速度从驱动信号幅值为60 V时的1.57 m/s增大至驱动幅值为165 V时的3.25 m/s;并且圆盘本身的转动对速度的影响很小。此外,圆盘转动时速度随射流初始相位的变化相比转盘静止时有一个时间差,但总体变化趋势相近,并且转盘转动时对应的速度更大。实验中射流均能够使得水滴的速度在极短时间内提升至与水滴产生区域射流速度相近的量级。转盘以更高速度转动时(实验中激励器与水滴最大相对线速度可达22.0 m/s),合成双射流仍对水滴轨迹有明显影响。

关键词：合成双射流水滴轨迹防冰高速摄影 piv测试

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基于piv系统的混流式水轮机内部流动的测试研究

基于PIV系统的混流式水轮机内部流动的测试研究

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作者：杨华琳西华大学

学位级别：硕士

本论文主要是通过大量的现场实验，利用piv粒子成像测速仪测出水轮机转轮出口、尾水管锥段和扩散段等处的流场分布情况并通过专用Insight、Tecplot软件分析、处理实验结果数据。然后根据分析结果并结合理论得出尾水管内部流场的分布情... 详细信息

本论文主要是通过大量的现场实验，利用piv粒子成像测速仪测出水轮机转轮出口、尾水管锥段和扩散段等处的流场分布情况并通过专用Insight、Tecplot软件分析、处理实验结果数据。然后根据分析结果并结合理论得出尾水管内部流场的分布情况，输出速度矢量分布图、流线图、涡量场图等来反映流场的实际流动情况；分析产生这种流动状况的原因；流场分布与运行工况的关系等。以此，为流场数值模拟提供参照和验证；为设计出能量特性更好、运行更稳定的水轮机提供依据。本文的实验研究成果在一定程度上可供相关设计、运行、研究人员参考。

关键词： piv测试混流式水轮机尾水管流场

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二维piv测速方向二义性的数值解决方法

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船舶力学 2002年第5期6卷 19-24页

作者：洪方文赵峰张军周连第中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

piv是近二十年发展起来的一种瞬时、全场的现代流场测试手段 ,已经在各行各业的流场测量中被广泛应用。对于早期发展的使用自相相关算法的piv系统 ,由于其先天的不足 ,在速度方向上存在180°不确定性。本文提出了一种基于连续性方... 详细信息

piv是近二十年发展起来的一种瞬时、全场的现代流场测试手段 ,已经在各行各业的流场测量中被广泛应用。对于早期发展的使用自相相关算法的piv系统 ,由于其先天的不足 ,在速度方向上存在180°不确定性。本文提出了一种基于连续性方程解决二维流动piv测速方向二义性的方法 ,并使用模拟流场对它进行了检验 ,同时分析了在实际测量中应用的可行性 ,分析得出在测量误差小于10 %时 ,本方法是可行的。这为那些存在速度方向二义性问题的piv系统 ,在进行二维测量时。

关键词：二义性 piv测试流场控制方程二维测量

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