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基于CFD仿真及水轮机理论研究液力透平最高效率点偏离设计工况的问题1. 引言1.1 研究背景液力透平是一种利用水动力能量转换为机械能的装置，广泛应用于水电站、泵站等工程中。
在液力透平的设计与运行中，最高效率点是十分重要的参数，它代表着液力透平在最佳工况下的性能表现。
在实际运行中，液力透平的最高效率点往往会偏离设计工况。
这就引发了研究液力透平最高效率点偏离设计工况的问题。
液力透平最高效率点偏离设计工况可能会导致能量损失增加、效率降低、运行不稳定等问题，影响设备的运行效果和经济性。
研究液力透平最高效率点偏离设计工况的影响因素以及原因，对于优化液力透平设计、提高设备性能具有重要意义。
在现代科学技术的发展下，计算流体力学（CFD）仿真技术的应用日益广泛。
通过CFD仿真，可以对液力透平的内部流场和性能进行详细的数值分析，揭示液力透平最高效率点偏离设计工况的机理，为改进设计工况提供理论支持。
结合CFD仿真技术开展液力透平最高效率点偏离设计工况的研究，具有重要的工程应用价值。
1.2 研究目的具体目的包括：研究液力透平工作原理及设计工况，了解其在理想状态下的运行机理；探讨CFD仿真在液力透平研究中的应用，分析其对液力透平效率提升的作用；分析液力透平最高效率点偏离设计工况的影响因素，识别其导致性能下降的主要原因；通过改进设计工况，提出相应的措施和方法，提高液力透平的效率和性能。
通过以上研究，可以为液力透平的性能优化和设计提供理论参考和实践指导。
1.3 研究意义液力透平是一种重要的能量转换装置，广泛应用于水力发电、工业化工等领域。
研究液力透平最高效率点偏离设计工况的问题，对于提高液力透平的效率和性能具有重要意义。
通过深入研究液力透平最高效率点偏离设计工况的影响因素，可以帮助工程师更好地理解液力透平的工作原理，进而设计出更加优化的液力透平结构。
分析液力透平最高效率点偏离设计工况的原因，可以为解决这一问题提供理论依据和技术支持。
基于C F X的导叶与叶片间距对泵装置性能改变的研究孟庆峰1 ，陈松山1 ，何钟宁1，李慈祥2( 1．扬州大学，江苏扬州225009; 2．南京市水利规划设计院有限责任公司，江苏南京210006)摘要: 基于CFX采用数值模拟方法计算轴流泵导叶进口边与叶轮叶片出口边的平行间距S的变化对泵装置性能的影响。
在质量守恒定理和动量守恒定理的基础上，应用N av i e r－S to ke 方程和标准k －ε湍流模型，通过对轴流泵全流道三维湍流数值模拟，求解了导叶出口处的速度场和压力场。
分析了S = 9mm，S = 12mm，S = 15mm 3 种情况下，流量、扬程、功率和效率的关系，研究了轴流泵导叶进口边与叶轮叶片出口边的平行间距的变化对泵装置性能的影响。
关键词: 轴流泵; 导叶; 间距; 性能中图分类号:文献标识码:d o i: 10．3969 /j．i ss n．1005 －0329．2013．02．009T H312 AStudy on Gu i d e V ane and B l a d e P i t c h S on Pump D e v i c e P e r f o r m a n c e Change by CFXMENG Q i n g-fe n g1，CHEN Son g-sha n1 ，HE Zh o n g-n i n g2，LI C i-x i a n g3( 1． Yangzhou Un i vers i ty，Y a n gz h o u 225009，C h i n a; 2． N a n ji n g W ate r P l a nn i n g＆D e s i g n I n st i t u te，L t d．，N a n ji n g 210006，C h i n a)Ab s tr ac t:The p a ra ll e l space S of a x i a l f l o w pump g u i d e vane i n l et s i d e and the o u t l e t s i d e of i mp e ll e r b l a d e changes on t h e pump d ev i ce performance was ca l c u l ate d by num er i ca l s i mu l at i o n me th od based on C FX． On the mass co n se rvat i o n th eo re m a nd m o m e n t um co n servat i o n th eo re m ，the N av i e r－Stoke e qu at i o n and the sta ndard k －εt u r bu l e n ce m o d e l were a pp li cate d，T h ro u g h the th ree－d i m e n s i o n a l t u r bu l e n t f l o w num er i ca l s i mu l at i o n on th e w h o l e f l o w passage of a x i a l f l o w pump，The g u i d e vane o u t l et ve l oc i ty f i e l d and pressure f i e l d were so l ve d． The re l at i o n s h i p of the f l o w，h ea d，p o we r and eff i c i e n cy were a n a l ys i se d in th ree ca- ses as S =9mm，S =12mm，S = 15mm，The p a ra ll e l spa ce S of a x i a l f l o w pump g u i d e vane i n l et s i d e and the o u t l et s i d e of i mp e ll e rb l a d e changes on the pump d ev i ce performance was st ud i e d．K e y w o r d s: a x i a l f l o w pump; g u i d e vane; s p ac i n g; performance1 前言数量以及导叶与叶片间距S 等方面，都有一定的可能去提升导叶的转化性能，从而提高整个泵装置的效率。
基于CFX计算的离心压缩机整级全流道流场分析[刘宾宾1王维民1*张娅1吴炯2][1-北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室，北京1000292-华陆工程科技有限责任公司，西安710065][ 摘要] 离心式压缩机是压缩和输送能源和化工生产中各种气体的关键设备，在整套装置中占有极其重要的地位。
近年来，叶轮两侧间隙内流体流动对转子的激励作用成为影响压缩机性能进一步提升的重要因素。
本文充分考虑了离心压缩机设计过程中的多个影响因素，建立离心压缩机整级全流道流体动力学分析模型，包括密封间隙和轮盘轮盖两侧间隙内的流场区域，计算分析离心压缩机内部一次流及二次流流场分布。
通过该模型，分析二次流对一次流的干扰作用，并且根据叶轮两侧间隙内的流场，分析间隙内的压力分布，更准确的计算叶轮的气动推力。
本文成果可为改进离心压缩机设计和优化压缩机性能，提高运行效率及稳定性提供技术基础。
[ 关键词] 离心压缩机 整级 数值模拟 二次流Investigation on the Flow Field in All Channel of a Centrifugal Compressor Stage Based on CFX[Binbin Liu 1Weimin Wang 1*Ya Zhang 1Jiong Wu 2][ Abstract ] Centrifugal compressor is key equipment for energy and chemical production to compress and transport process gas. In recent years, it is found that the influence of flow within the two sides of impeller clearance to be an more important factor to prevent improving the performance of centrifugal compressor. This paper has fully considered multiple factors affecting centrifugal compressor performance and established fluid dynamics analysis model of all channel for whole stage of centrifugal compressor，including seal clearance and cavities for two sides of impeller. Then the field distribution of primary and secondary flow was analyzed. By this model，we can analysis the exciting effect of secondary flow. Also, we can get the pressure distribution inside the space of both impeller sides clearance. This will help to calculate impeller pneumatic thrust more accurately. The results of this paper may contribute to improve centrifugal compressor design and optimization of compressor performance. It also provided technical basis for improving the operation efficiency and stability of centrifugal compressors.[ Keyword ] centrifugal compressor, all channel, numerical simulation, secondary flow1 引言随着计算机及数值计算技术的发展，计算流体动力学（CFD）已经广泛应用于叶轮机械的研发过程中。
基于CFD的高海拔地区某型号离心泵水力性能优化郭傲辉;张政;李杨;孙振华;王丝丝【摘要】离心泵已在工农业生产过程中得到了广泛的应用,因此,水泵的高效运行非常重要.但是到目前为止,对高海拔地区水泵的高效率运行研究几乎是空白.为了解决某型号离心泵在高海拔地区长期运行后出现的效率明显降低的问题,基于CFD数值模拟软件,运用SST湍流模型,对该型号的离心泵在不同叶片数下的流场进行了数值模拟,并将模拟结果与试验数据进行了比对分析,以探索添加叶片对提升该型号离心泵效率的影响.结果表明:模拟结果与试验数据误差在允许范围内(<3％),将叶片数从4增加到6时,运行效率提升到89％,但叶片数增加到8时,并不利于离心泵效率的提升.研究结果可为该型水泵运行效率的提升和改型提供借鉴与理论参考.%Centrifugal pumps have been widely used in industrial and agricultural production,and the efficient operation is of great importance.However the researches of their efficient operation in high altitude areas are almost blank.In order to solve the low efficiency problem of a type of centrifugal pump in high altitude area after long－term operation,SST turbulence model is used to simulate the flow field of the centrifugal pump with different blades by CFD numerical simulation software,and the results are compared with the experimental data.The results show that the data error between the simulation and experiment is less than 3％; the operation efficiency increases to 89％when the blades number increase from four to six,however the increment of blade number to eight is adverse to efficiency improvement.The research result can provide a theoretical reference for upgrading the ef-ficiency and retrofit of the pump.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2018(049)012【总页数】4页(P98-101)【关键词】SST湍流模型;压力云图;离心泵;高海拔地区【作者】郭傲辉;张政;李杨;孙振华;王丝丝【作者单位】西藏农牧学院水利土木工程学院,西藏林芝 860000;国网河南电力安阳供电公司,河南安阳455000;西藏农牧学院水利土木工程学院,西藏林芝860000;西藏农牧学院水利土木工程学院,西藏林芝 860000;西南科技大学生命科学与工程学院,四川绵阳621000【正文语种】中文【中图分类】T1 研究背景离心泵已被广泛地应用于石油化工、农田灌溉、食品加工以及生活用水等各个领域[1]，是一种使用量非常大的水泵，它在国民经济中起着极为重要的作用[2]，显然，离心泵的高效运行非常重要。
推流式潜水搅拌机结构和性能特点及其应用途径1. 引言潜水搅拌机是一种利用水流动和机械切割等作用原理对沉积物进行搅拌的设备。
潜水搅拌机的应用范围特别广泛，如河流淤泥搅拌、水库底泥清淤、港口航道维护等等。
本文将针对潜水搅拌机中的一种推流式潜水搅拌机的结构和性能特点进行介绍，并以此探讨其应用途径。
2. 推流式潜水搅拌机的结构和工作原理2.1 结构推流式潜水搅拌机紧要由电动机、减速器、机壳、转子、叶片等构成。
其中，电动机驱动减速器转动，减速器再通过轴传递动力到转子和叶片，推动淤泥进行搅拌。
2.2 工作原理推流式潜水搅拌机通过转子和叶片在水中削切、搅拌底泥，形成水力剪切，产生涡旋。
在涡旋中，被削切的底泥沿着流线向外扩散，而同时又会被削切成更小的颗粒，从而形成较为均匀的悬浮液体。
该悬浮液体随即被带动消纳掉，从而完成了底泥淤积的处理。
3. 推流式潜水搅拌机性能特点3.1 搅拌效果好叶片接受四翼设计，确保推动力度，搅拌效果显著。
同时，推流式结构还可以大大提高效率。
3.2 能耗低推流式潜水搅拌机在搭载设计合理的电机和变速驱动器等带有节能功能的配件的基础上，能够最大限度地降低功率消耗和电能损失。
3.3 寿命长推流式潜水搅拌机的叶片和轴承等耐磨部件均接受高强度不锈钢材料，大大提高了产品的使用寿命和牢靠性。
4. 推流式潜水搅拌机的应用途径4.1 河流淤泥搅拌推流式结构可以带动更多的水体，从而实现更好的淤泥搅拌效果。
此外，推流式潜水搅拌机还具有对自然环境的无扰动性，对岸边环境影响特别小等优点。
4.2 水库底泥清淤由于水库底泥比较深，而传统的浅水区搅拌机对底泥未能靠近深度，推流式潜水搅拌机则可以到达底泥层深处进行搅拌，并将水体铲除底泥，实现彻底的清淤效果。
4.3 港口航道维护由于港口航道存在多而杂的地形和水文环境，防止淤泥滞留等问题是特别切要的。
推流式潜水搅拌机适用于航道淤泥的清除、水深加深、河段修整等工作，对维护港口航道有侧紧要的贡献。
第14卷第5期2023年10月有色金属科学与工程Nonferrous Metals Science and EngineeringVol.14，No.5Oct. 2023桨叶层数对导流筒搅拌槽内搅拌影响的数值模拟罗璇1， 冯羽生*2a ， 逄启寿2b（1.江西环境工程职业学院机械与电子学院，江西 赣州 341000； 2.江西理工大学， a.经济管理学院；b.机电工程学院，江西 赣州 341000）摘要：搅拌桨叶层数对导流筒搅拌槽的搅拌特性有着极其重要的影响。
以赣南某稀土企业容积为10 m 3的导流筒搅拌槽实物模型数据为参考，利用Solidworks 三维软件建立了导流筒搅拌槽及不同搅拌桨叶层数的三维模型。
运用流体软件Fluent 对其进行网格等数据处理，然后根据相关公式选取桨叶层间距450 mm 为基础数据，以相近性原则选取甘油水溶液为载体，对料液在不同搅拌桨叶层数的导流筒搅拌槽中的混合过程进行仿真模拟。
以时均速度分布、速度、湍流动能和功率消耗等参数作为评价依据，选不同桨叶层数的导流筒搅拌槽的搅拌特性进行分析评价，验证了双层搅拌桨叶的导流筒搅拌槽的搅拌特性较好。
关键词：搅拌桨叶层数；导流筒搅拌槽；数值模拟；搅拌特性中图分类号：TF804.2 文献标志码：ANumerical simulation of the influence of blade layer number on the stirringcharacteristics in draft tube stirred tankLUO Xuan 1, FENG Yusheng *2a , PANG Qishou 2b（1. College of Machinery and Electronics ， Jiangxi Environmental Engineering Vocational College ， Ganzhou 341000， Jiangxi ，China ；2a. School of Economics Management ；2b. School of Mechanical and Electrical Engineering ， Jiangxi University of Science andTechnology ，Ganzhou 341000， Jiangxi ，China ）Abstract: The number of stirring blade layers has an extremely important effect on the stirring characteristics of the draft tube stirred tank. In this paper, the physical model data of a draft tube stirred tank with a volume of 10 m 3 in a rare earth enterprise in the southern part of Jiangxi province were taken as a reference, and a three-dimensional model of the draft-tube stirred tank and different layers of the stirring blades was established using SolidWorks 3D software. The 3D model was processed by the fluid software FLUENT, and the blade intervals of 450 mm were selected as basic data according to the relevant formula. The glycerin aqueous solution was selected as the carrier according to principle of similarity, and the stirring process of material and liquid in the stirring tank with different stirring blade layers number was simulated. Based on the parameters of time-averaged velocity distribution, velocity, turbulent kinetic energy, and power consumption, the stirring characteristics in draft tube mixing tank with different stirring blade layer numbers were analyzed and evaluated, verifying the optimal stirring characteristics of the draft-tube stirred tank with double-layer impeller blades.Keywords: stirring blade layers number ； draft tube stirred tank ； numerical simulation ； stirring characteristics收稿日期：2023-04-02；修回日期：2023-05-12基金项目：江西省教育厅科学技术研究项目（GJJ160621） ；江西省高校人文社会科学研究项目（GL19127）通信作者：冯羽生（1980— ），副教授，主要从事工程造价安装和数控技术方面的研究。
中国可再生能源学会2011年学术年会论文（海洋能）潮流能水平轴水轮机导流罩水动力学特性数值分析陈存福1，王树杰1,2,袁鹏1，谭俊哲1(1.中国海洋大学工程学院山东青岛266100(2.流体传动及控制国家重点实验室浙江杭州310058)摘要：运用CFD软件，采用二维模型对潮流能水轮机导流罩内部进行数值分析。
分析不同形式、不同参数下导流罩压力场和速度场，研究了线型、关键参数对导流罩水动力特性的影响。
研究表明，该数值模拟方法能够有效预测导流罩性能，为潮流能水轮机导流罩的优化设计提供一定的理论基础。
关键词：潮流能；导流罩；CFD；水动力性能基金项目：2010年海洋可再生能源专项资金（GHME2010ZC04；GHME2010GC02-2）；流体传动及控制国家重点实验室基金（GZKF-201007）通讯作者：王树杰（1961—），男，博士，教授，主要研究领域为海洋能利用、海洋机电工程。
wangshujie@0引言随着能源问题的日益严峻，各国都在积极发展高效、清洁的新型能源，许多国家把发展海洋能做为发展新能源的重大战略。
以英国为代表的欧美国家，在潮流能的研究方面走在了世界的前列[1][2]。
潮流能在世界各个地域分布差异较大，英伦三岛和北美沿岸，潮流流速较大，最大流速可达4m/s 。
我国有海岸线1.8万多千米，由于地理环境不同，各地方潮流流速差异很大。
在渤海的大部，潮流流速低于0.77m/s ；黄海流道内的流速在0.5~1.0m/s 之间；浙江和福建一些地方，流道流速在1.0~1.5m/s 之间，涨潮流速最大可达3.0m/s [2]。
中国潮流能总量蕴含丰富，但流速偏低，造成了机组过大，成本较高。
鉴于流速的制约，国内许多潮流能研究机构都在积极研究应对策略，如何在低流速下最大限度的获取潮流能量一直是研究的热点。
导流罩是一种可提高流速的装置，将水轮机置于导流罩内可较大提高罩内流速，提高水轮机工作效率。
阿根廷University of Buenos Aires 和美国University of Illinois 的F.L.Ponta 等人研究了导流罩在垂直轴潮流能水轮机中的应用[3]；Thierry MAÎTRE 等人对二维混流式水轮机导流罩进行了研究，分析了二维翼型导流罩出口对水轮机效率的影响[4]；哈尔滨工程大学的孙科等人对潮流能双向导流罩进行了初步的研究，探讨了垂直轴二维导流罩的水动力学特性[5]；中国海洋大学的王树杰等人，用LBM 算法研究了二维导流罩水动力学性能，为导流罩研究探索了新的模拟方法[6]。
收稿日期:2002-10-31作者简介:吴德飞(1975-),男(汉族),江苏江都人,博士研究生,从事石油化工设备及多相流动与燃烧的研究。
文章编号:1000-7466(2003)02-0022-03搅拌槽内三维流场的CFX5数值模拟吴德飞,毛 羽,周晓辉,江 华,王 娟(石油大学化工学院,北京 102249)摘要:在CFX5软件平台上,采用旋转坐标系和k -ε双方程湍流模型模拟某实际工业搅拌槽内的流体流动状态。
对计算结果的分析以及与实际性能的对比表明,CFX5计算结果能够提供搅拌槽内流体流动相当准确的数学描述。
CFX5能为搅拌槽及其同类设备的新品研发、工业放大以及已有产品的优化改造提供方便快捷、功能强大的数学工具。
关 键 词:搅拌机;数值模拟;旋转坐标;流场中图分类号:TQ 051.702 文献标识码:ANumerical simulation of the three -dimensional flow field in a stirred tank with CFX5WU De -fei ,MAO Yu ,ZHOU Xiao -hui ,JIANG Hua ,WANG Juan(Department of Petrochemical Engineering ,University of Petroleum ,Beijing 102249,China )A bstract :Three -dimensional flow field of a working stirred tank is simulated in the rotating reference coordinate based on stan -dard k -εturbulent model with CFX5.The close agreement with the working data of the model predictions s hows that CFX5can pro -vide a numerical description of fluid flow in the stirred tank within a considerable degree of accuracy ,and CFX5provides a conve -nient and powerful nu meric calculationtool for exploitation ,research ,scale -up and optimization of agitatior and its congeners .Key words :agitator ;numerical simulation ;rotating coordinate ;flow field 搅拌槽是化工和制药等行业中的常见设备,这类设备的研究和设计尤其是放大设计目前还不成熟[1]。
