国家自然科学基金(50809075)
- 作品数：7 被引量：42H指数：4
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- 相关机构：中国石油大学（北京）中国石油天然气集团公司更多>>
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- 相关领域：机械工程农业科学化学工程石油与天然气工程更多>>
- 低比转速离心泵叶轮的水力设计数值方法被引量：9
- 2011年
- 低比转速离心泵叶轮因扬程高、流量小、流道长而使内流状态复杂,其水力设计普遍采用基于相似理论的方法,叶轮水力性能高度依赖叶轮模型和设计者的经验。综合考虑相似理论设计经验成熟和叶轮空间流动理论设计的优势,采用二元流动理论,应用准正交线法绘制轴面流网,结合欧拉能量方程,进行轴面速度的迭代计算,根据轴面速度的分布要求,不断优化轴面流道轮廓,用贝塞尔曲线对叶片头尾部进行修圆,依据该方法编制的程序完成比转速为67的叶轮水力设计。结果表明:通过对相关参数的调整可实现低比转速离心泵叶轮的快速设计,设计所得叶片表面数据齐全,便于数控机床加工制造,还可结合各种优化程序对叶轮进行优化设计。
- 周鑫张永学姬忠礼江翠伟
- 关键词：低比转速离心泵叶轮贝塞尔曲线
- 新型螺旋管气液分离器分离性能数值模拟
- 2011年
- 采用计算流体力学方法,选择双流体模型和RNGk-ε湍流模型对新型未开孔螺旋管气液分离性能进行数值模拟,分析螺距、管径等结构参数及液体黏度、入口速度、入口含气率等操作参数的分离效果.结果表明:在螺距为26.67和47.22mm,在入口速度为1～30m/s时,增加螺距或入口速度可以改善分离效果.当入口速度较大时,减小管径可以改善分离效果;反之,当入口速度较小时,增大管径可以改善分离效果.减小液体黏度,可以改善分离效果.这可为螺旋管的开孔方案、分离性能实验及工程应用提供指导.
- 薛国民郭婵张永学许欢张新虎
- 关键词：数值模拟
- 泵叶轮数值研发理论的若干关键问题被引量：3
- 2010年
- 随着流体机械理论、计算机技术和数控加工技术的发展,泵叶轮的研发技术正在从传统的"相似设计-试制-试验-改进"的低效率反复手工过程向全过程的数值优化设计过渡,但在数值研发叶轮的过程中,由于受到水力设计理论、高精度高分辨率叶轮流场计算、叶轮造型与流场结构之间的影响规律及叶轮优化设计方法等诸多因素的制约,要想真正实现高性能泵叶轮完全数值研发的目标,还需要逐一深入探讨这些关键因素,为将来最终解决其中的基础理论问题提供必要指导。
- 张永学周鑫
- 关键词：水力设计
- 高效率离心泵水力设计及BVF诊断被引量：10
- 2013年
- 引入边界涡量流(BVF)理论对叶片进行诊断,探究叶片表面BVF分布与水力性能的关系,为将来改进设计提供诊断依据.选用IS150-125-250型离心泵(参考离心泵)基本参数,基于速度系数法和二元理论自编程序,设计出新的离心泵叶轮.与参考叶轮相比,新设计的叶轮进口端空间弯扭特征明显.采用RANS控制方程组和标准k-ε湍流模型对设计离心泵和参考离心泵全流道内流场进行数值模拟,对比分析两者含设计工况点在内的13个工况点的水力性能.同时根据设计离心泵和参考离心泵叶轮内流场计算结果,基于BVF诊断方法,对两叶轮叶片压力面和吸力面BVF分布进行对比分析.结果表明:相比参考离心泵,设计离心泵在小流量工况下扬程和效率较高,最高效率可提高5.3%.参考离心泵叶片表面BVF峰值较大,而设计离心泵叶片表面BVF分布更均匀,变化也更平坦,说明设计离心泵叶轮能更有效地抑制流动分离等不良流动的发生,改善了离心泵的水力性能.
- 张永学陈龙周鑫江翠伟苏敏
- 关键词：离心泵水力设计数值模拟
- 低比转数离心泵的水力设计及性能预测被引量：9
- 2013年
- 运用速度系数法获得叶轮基本几何参数,根据给定的叶轮流道过流断面面积分布规律与叶片包角分布规律调整叶片轴面轮廓形状,并由所建立的短叶片偏移角与Wiesner滑移系数之间的关系确定短叶片位置.基于该方法在相同设计参数(扬程、流量、转速等)条件下设计了4种短叶片参数不同(叶片长度分别为0.75,0.65,0.55和0.45倍长叶片长度)的低比转数离心泵叶轮,并采用RANS控制方程组和RNG k-ε湍流模型对所设计的离心叶轮流道的三维湍流流场进行计算分析,研究了这4种短叶片对沿流道的速度分布、压力分布及离心叶轮整体水力性能的影响.结果表明:添加短叶片能明显提高叶轮扬程,但过长的短叶片会增加冲击损失与摩擦损失;扬程增加量会随短叶片长度的减小而增大;通过选取合适的设计参数并合理地放置短叶片可以改善流态,提高水力性能.
- 张永学周鑫姬忠礼陈龙苏敏
- 关键词：离心泵低比转数水力设计
- 带汇管的天然气管路对流量计量性能的影响研究被引量：10
- 2011年
- 天然气准确计量直接影响开发、运行、配给和用户等各方的经济利益,而管路结构是影响天然气流量计量准确性的主要因素。以带汇管的天然气管路为研究对象,采用数值模拟和实验测量的方法,分别对汇管采用不同的进出口方式以及是否在其下游加装板式整流器的各种管路结构内的流场进行研究,结果表明,汇管进出口错开且无整流器的管路结构在汇管下游恢复到充分发展的湍流断面需要的长度最长,而汇管进出口相对且有整流器的管路结构则在整流器下游恢复到充分发展的湍流断面需要的长度最短。对管路结构对天然气流场影响规律的研究可直接指导天然气管路结构设计及流量计选择合理的安装位置。
- 张永学师志成刘畅
- 关键词：天然气流量计量数值模拟
- 空气预热温度对立式圆筒加热炉效率与NO_x排放规律的影响被引量：3
- 2012年
- 炉膛内温度是炼厂加热炉最重要的工艺指标之一。用计算燃烧学的方法对某石化公司F101立式圆筒加热炉内的温度场进行了计算,实际工况温度计算结果与现场测试结果吻合良好,证明计算所选模型是可靠的。综合分析各工况热流场的计算结果表明,当空气预热温度小于500 K时,炉膛内平均温度随着空气预热温度的增加而升高;当空气预热温度大于500 K时,炉膛内平均温度趋于稳定,炉膛内温度分布更为均匀;当预热温度为468 K时,加热炉热效率为90.6%,烟气中NOx生成量为285 mg/m3,低于国家标准。综合考虑,该加热炉选择的理想空气预热温度为468 K。
- 张永学侯虎灿师志成
- 关键词：温度场
