數(shù)值模擬核主泵水力優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)開(kāi)發(fā)

為研究混流式核主泵內(nèi)部流動(dòng)情況,提高核主泵的水力效率,對(duì)不同結(jié)構(gòu)導(dǎo)流體的混流式核主泵水力模型的三維湍流流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,研究導(dǎo)流體結(jié)構(gòu)對(duì)混流式核主泵模型水力性能的影響。結(jié)果表明：對(duì)于只加導(dǎo)流環(huán)、導(dǎo)葉葉片對(duì)稱(chēng)布置的導(dǎo)流體模型泵,當(dāng)導(dǎo)流環(huán)方案為l=15mm、θ=15°時(shí),模型泵水力效率值最高;對(duì)于不加導(dǎo)流環(huán)、導(dǎo)葉葉片非對(duì)稱(chēng)布置的導(dǎo)流體模型泵,當(dāng)γ1取24°時(shí),模型泵水力效率值最高;對(duì)于加導(dǎo)流環(huán)、導(dǎo)葉葉片非對(duì)稱(chēng)布置的導(dǎo)流體模型泵,當(dāng)導(dǎo)流環(huán)方案：l=15mm、θ=15°、導(dǎo)葉葉片布置方案γ1=24°時(shí),模型泵水力效率值最高。研究結(jié)果揭示了不同結(jié)構(gòu)導(dǎo)流體對(duì)核主泵模型泵內(nèi)部流場(chǎng)的影響規(guī)律,為高效水力模型優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。

利用rngk-ε紊流模型,采用有限體積法和結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,對(duì)虹吸式出水管進(jìn)行數(shù)值模擬。由數(shù)值模擬結(jié)果分析了虹吸式出水管內(nèi)部水力特性,并通過(guò)改變影響虹吸管水力特性的幾個(gè)主要參數(shù)對(duì)原方案虹吸管進(jìn)行了水力優(yōu)化。優(yōu)化方案較原方案進(jìn)行比較,在水流流態(tài)、壓力分布和水力損失方面,均有明顯改善,可為虹吸式出水管設(shè)計(jì)提供參考。

為了適應(yīng)船用泵的發(fā)展,研制開(kāi)發(fā)新型高效船用冷卻泵,采用了fluent模擬泵內(nèi)流場(chǎng),對(duì)cb80-65-125型船用冷卻泵進(jìn)行優(yōu)化.模擬分析了設(shè)計(jì)工況下,葉輪優(yōu)化前后,葉片背面與工作面的相對(duì)速度分布及z=0平面上的靜壓分布.根據(jù)模擬得到的結(jié)果,通過(guò)修改葉片進(jìn)口安放角和葉片形狀,對(duì)泵進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),并對(duì)葉輪優(yōu)化前后的流場(chǎng)進(jìn)行了分析比較.對(duì)泵做了性能試驗(yàn),并將試驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果作了對(duì)比.結(jié)果表明,葉輪內(nèi)部流場(chǎng)和相對(duì)速度分布都得到了改善,優(yōu)化后的葉輪形狀更符合流動(dòng)特性,泵流量和揚(yáng)程都能滿(mǎn)足要求,高效區(qū)寬,設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的效率提高了3.56%.因此,結(jié)合fluent模擬泵內(nèi)流場(chǎng)來(lái)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法是可行的.

1 水平井?dāng)?shù)值模擬技術(shù) 一、前言 水平井技術(shù)作為老油田調(diào)整挖潛、新油田產(chǎn)能建設(shè)、實(shí)現(xiàn)少井高效開(kāi)發(fā)的一 項(xiàng)重要技術(shù)，已得到了廣泛的應(yīng)用。油藏?cái)?shù)值模擬作為其配套技術(shù)之一，在油田 開(kāi)發(fā)研究中發(fā)揮了重要作用。該技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于滲流機(jī)理研究、提高采收率 方法研究、剩余油分布研究、油田開(kāi)發(fā)方案優(yōu)化、水平井參數(shù)優(yōu)化等多個(gè)方面。 水平井參數(shù)優(yōu)化有利于評(píng)價(jià)不同類(lèi)型油藏水平井技術(shù)政策界限，增加可采儲(chǔ) 量和最大幅度提高采收率，確保水平井開(kāi)采取得最佳增油效果和經(jīng)濟(jì)效益，以最 大限度地減小投資風(fēng)險(xiǎn)。 水平井參數(shù)優(yōu)化方法是隨著水平井技術(shù)的應(yīng)用而從無(wú)到有并逐步發(fā)展起來(lái) 的。早期一般使用經(jīng)驗(yàn)法來(lái)判斷水平井各項(xiàng)參數(shù)，即借鑒同類(lèi)型油藏開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)對(duì) 水平井進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確度較低。后來(lái)發(fā)展為解析法，人們對(duì)傳統(tǒng)油藏工 程方法加以改進(jìn)以適應(yīng)不同類(lèi)型油藏水平井產(chǎn)能計(jì)算，這是一種半定量方法?，F(xiàn) 在普

為滿(mǎn)足南水北調(diào)東線(xiàn)工程對(duì)大量?jī)?yōu)秀的高比轉(zhuǎn)速軸流泵的需求,采用不同于傳統(tǒng)升力法和圓弧法的流線(xiàn)法設(shè)計(jì)了系列軸流泵水力模型,提出了從輪緣到輪轂線(xiàn)性修正的葉輪葉片環(huán)量分布規(guī)律,沖角按輪轂到輪緣增加的方式選擇,取值范圍為0°~3°,比轉(zhuǎn)速越大,沖角取值越小.采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε紊流模型和simplec算法計(jì)算了軸流泵水力模型三維定常流場(chǎng),數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明,數(shù)值模擬的性能曲線(xiàn)與同臺(tái)測(cè)試的性能曲線(xiàn)基本吻合,葉輪輪緣的參數(shù)是水力模型高效率的關(guān)鍵,該系列模型實(shí)現(xiàn)了更高的效率和更寬的高效區(qū)特性,在南水北調(diào)東線(xiàn)一期工程4座泵站中得到應(yīng)用。

為研究spg50-200型立式屏蔽泵的水力性能,給優(yōu)化過(guò)流部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ),采用cfd分析軟件對(duì)屏蔽泵的內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。給出了三維造型方法和流場(chǎng)分析方法,分析了泵內(nèi)流體的速度和壓力的分布特性,并基于流動(dòng)模擬結(jié)果預(yù)測(cè)了水力性能,將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)進(jìn)行了對(duì)比,研究了蝸殼斷面形狀對(duì)泵性能曲線(xiàn)的影響,介紹了屏蔽泵的應(yīng)用前景。研究結(jié)果對(duì)泵的性能改進(jìn)有一定指導(dǎo)意義。圖11表1參9

應(yīng)用cfx軟件及標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型和多參考坐標(biāo)系,實(shí)現(xiàn)了沖壓式多級(jí)離心泵任意一整級(jí)(包括葉輪、導(dǎo)葉及泵體)的全三維流場(chǎng)的數(shù)值模擬。通過(guò)分析沖壓泵內(nèi)流場(chǎng)的壓力分布和流速分布,進(jìn)而計(jì)算出泵的特性曲線(xiàn),并與實(shí)驗(yàn)性能曲線(xiàn)進(jìn)行驗(yàn)證,為沖壓泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。

日前，哈電集團(tuán)哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司自主研發(fā)的第三代核主泵電機(jī)水潤(rùn)滑推力軸承順利完成72小時(shí)試驗(yàn)，成功攻克了我國(guó)閑第三代核主泉電機(jī)水潤(rùn)滑推力軸承的設(shè)計(jì)難題，大大推進(jìn)了核主泵電機(jī)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。通過(guò)試驗(yàn)的核主泵電機(jī)水潤(rùn)滑推力軸承，將能夠滿(mǎn)足核主泵電機(jī)60年免維護(hù)、抗磨、耐腐蝕、無(wú)污染、耐輻照的要求，標(biāo)志著我國(guó)水潤(rùn)滑推力軸承研發(fā)技術(shù)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。

奧氏體不銹鋼在加工、運(yùn)輸和裝配過(guò)程中如果與碳鋼直接接觸,就會(huì)被碳鋼污染,而導(dǎo)致奧氏體不銹鋼耐蝕性能的改變。眾所周知,核主泵用奧氏體不銹鋼對(duì)耐蝕性有著非常嚴(yán)格的要求,本文以z2cn18-10核主泵用奧氏體不銹鋼為例,通過(guò)fecl3腐蝕試驗(yàn)和電化學(xué)方法測(cè)試了被碳鋼污染后其耐腐蝕性能的變化。試驗(yàn)結(jié)果表明:附著在不銹鋼表面的碳鋼對(duì)其長(zhǎng)期總體腐蝕速率影響不大;嵌入式的碳鋼顆粒會(huì)顯著降低奧氏體不銹鋼的點(diǎn)蝕電位,增大發(fā)生點(diǎn)蝕的傾向;硝酸鈍化可部分抵消被污染不銹鋼點(diǎn)蝕電位的降低,但該值仍遠(yuǎn)低于同樣經(jīng)過(guò)硝酸鈍化,而未被污染的不銹鋼的點(diǎn)蝕電位。此外,還針對(duì)碳鋼污染對(duì)核電站輻射場(chǎng)的影響和對(duì)燃料包殼熱傳導(dǎo)效率的影響進(jìn)行了討論。

收稿日期:2008-07-02 作者簡(jiǎn)介:晉文(1982-),女,河北邯鄲人,碩士研究生,從事建筑節(jié)能的研究。 文章編號(hào):1673-9468(2008)04-0061-04 基于建筑熱環(huán)境數(shù)值模擬的優(yōu)化設(shè)計(jì) 晉文,齊靜,張偉捷 (河北工程大學(xué)建筑學(xué)院,河北邯鄲056038) 摘要:為研究建筑設(shè)計(jì)因素對(duì)建筑熱環(huán)境的影響,暫且考慮了影響建筑熱環(huán)境的4個(gè)設(shè)計(jì)因素。 通過(guò)cfd軟件模擬和正交試驗(yàn)方法,找出了在自然通風(fēng)建筑設(shè)計(jì)中,室內(nèi)溫度平均值和pmv平 均值隨各設(shè)計(jì)因素的變化趨勢(shì),并得出了使室內(nèi)熱環(huán)境相對(duì)較好的4個(gè)設(shè)計(jì)因素的最佳搭配。 結(jié)果表明,北京地區(qū)通過(guò)改善建筑設(shè)計(jì)因素,能夠有效提高室內(nèi)熱舒適水平。 關(guān)鍵詞:建筑方案設(shè)計(jì);建筑熱環(huán)境模擬;cfd軟件;正交試驗(yàn)法 中圖分類(lèi)號(hào):tu111文獻(xiàn)

本文介紹針對(duì)牛欄江—滇池補(bǔ)水工程干河泵站參數(shù)開(kāi)展的水泵優(yōu)化設(shè)計(jì)工作,詳細(xì)論述了在水力設(shè)計(jì)方面改善葉輪空化性能的方法,并通過(guò)模型試驗(yàn)與cfd數(shù)值分析結(jié)果的比較建立起水泵npsh的判斷依據(jù),從而指導(dǎo)水泵cfd優(yōu)化設(shè)計(jì)。水泵模型試驗(yàn)結(jié)果表明,研發(fā)的水泵各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到預(yù)期的研究目標(biāo)。

鑄鐵蒸發(fā)器水室常開(kāi)有大直徑管孔、且鑄造結(jié)構(gòu)復(fù)雜。為實(shí)現(xiàn)鑄鐵蒸發(fā)器水室的參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì),基于visualbasic6.0語(yǔ)言程序開(kāi)發(fā),利用ansys二次開(kāi)發(fā)工具apdl和solidworks的api開(kāi)發(fā)接口,采用數(shù)據(jù)文件作為接口中介,實(shí)現(xiàn)了對(duì)鑄鐵蒸發(fā)器水室結(jié)構(gòu)的參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)及自動(dòng)生成三維實(shí)體模型的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。初步應(yīng)用表明,該平臺(tái)能有效提高設(shè)計(jì)效率和精度,為企業(yè)的快速響應(yīng)市場(chǎng)奠定基礎(chǔ)。

論述了泗陽(yáng)抽水發(fā)電站技術(shù)改造的主泵水力模型選擇和模型試驗(yàn)結(jié)果分析。試驗(yàn)分析表明:選用比速900的模型,在只需更換葉輪和導(dǎo)葉體的情況下,抽水流量至少可增加20%,而發(fā)電出力可提高50%。

論述了泗陽(yáng)抽水發(fā)電站技術(shù)改造的主泵水力模型選擇和模型試驗(yàn)結(jié)果分析,試驗(yàn)分析表明:選用比速900的模型,在只需更換葉輪和導(dǎo)葉體的情況下,抽水流量至少可增加20%,而發(fā)電出力可提高50%.

文章利用剛粘塑性有限元軟件deform-3d對(duì)分流組合模擠壓小直徑薄壁純鋁圓管過(guò)程進(jìn)行了三維有限元模擬,得出了模具焊合室深度以及工作帶長(zhǎng)度對(duì)擠壓力、應(yīng)力應(yīng)變、模具應(yīng)力等物理場(chǎng)量的影響規(guī)律,從而對(duì)模具結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。模擬結(jié)果表明,分流模上模應(yīng)力集中主要分布在分流橋和模芯部位,下模應(yīng)力集中分布在工作帶附近和焊合室圓角過(guò)渡區(qū),焊合室深度和工作帶長(zhǎng)度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響。通過(guò)試驗(yàn)得知,加大焊合室深度和工作帶長(zhǎng)度,可提高產(chǎn)品焊縫強(qiáng)度和表面質(zhì)量。

建立了鑄鐵水平連鑄用結(jié)晶器水冷套的傳熱模型,并用有限差分法模擬計(jì)算了不同高寬比水道結(jié)構(gòu)的水冷套系統(tǒng)傳熱過(guò)程。水道高寬比k值對(duì)水冷套冷卻能力的影響規(guī)律是:k值增加,水道內(nèi)水流速、等效傳熱面積均減小,水套的冷卻能力降低。并根據(jù)計(jì)算結(jié)果提出了圓結(jié)晶器水冷套的設(shè)計(jì)原則

通過(guò)建立基于rng湍流模型的三維數(shù)值模型,對(duì)某循環(huán)水泵房前池和流道進(jìn)行了數(shù)值模擬,重點(diǎn)對(duì)穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)的水力特性進(jìn)行了分析研究。結(jié)果表明:正常運(yùn)行水位下,各工況的水泵喉部流速偏差均小于10%,能保證水泵安全穩(wěn)定地運(yùn)行。但在最低運(yùn)行水位下,吸水池內(nèi)渦量較大,為此提出了設(shè)置消渦胸墻的優(yōu)化方案。兩臺(tái)水泵同時(shí)事故停泵時(shí),會(huì)造成循環(huán)水泵房的暫時(shí)性溢流,可將泵房?jī)?nèi)人孔移至泵房外且運(yùn)行水位降低0.30m;兩臺(tái)水泵同時(shí)啟動(dòng)時(shí),前池水位降低最大,但最小淹沒(méi)深度仍能滿(mǎn)足水泵的安全運(yùn)行要求。

由中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院研制的國(guó)內(nèi)首臺(tái)核主泵水力部件運(yùn)輸容器近期在大亞灣核電運(yùn)營(yíng)公司通過(guò)竣工驗(yàn)收并順利交付業(yè)主。在大亞灣核電運(yùn)營(yíng)公司交付現(xiàn)場(chǎng),業(yè)主對(duì)該運(yùn)輸容器進(jìn)行了外觀檢驗(yàn)和入場(chǎng)試驗(yàn),并對(duì)文件資料進(jìn)行了審查,最后一致認(rèn)為該運(yùn)輸容器質(zhì)量良好,文件資料完備,滿(mǎn)足合同要求,達(dá)到了竣工交付條件。

針對(duì)同一葉輪、不同導(dǎo)葉形式的潛水式貫流泵進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,分析各導(dǎo)葉形式對(duì)貫流泵水力性能的影響,對(duì)不同導(dǎo)葉形式的貫流泵流場(chǎng)流動(dòng)進(jìn)行了分析,并提出3種貫流泵結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,得出在導(dǎo)葉出口處接一小段擴(kuò)散管能夠達(dá)到收集能量的目的,貫流泵裝置的性能有明顯的提高。

論文從解決以往核主泵下導(dǎo)軸承鈷基合金堆焊層缺陷的問(wèn)題入手,通過(guò)堆焊及加工試驗(yàn),制定出合理的堆焊和加工工藝方案,首次實(shí)現(xiàn)了華龍項(xiàng)目該部件的自主制造。

指出了混流式核主泵在核島中有著十分重要的地位,闡述了混流式核主泵內(nèi)部流動(dòng)的研究現(xiàn)狀及混流式核主泵內(nèi)部流動(dòng)研究的發(fā)展趨勢(shì),進(jìn)一步分析了混流式核主泵內(nèi)部流動(dòng)的發(fā)展前景以及可達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效益。

核主泵是確定核電設(shè)備有效運(yùn)行的關(guān)鍵組件,在實(shí)際功能貫徹中,能夠有效依據(jù)自身靜壓型軸封系統(tǒng)的特性確保工作穩(wěn)定性,從而避免核泄漏情況的出現(xiàn),也規(guī)避了實(shí)際工作環(huán)境的輻射風(fēng)險(xiǎn),更在此基礎(chǔ)上提供了生態(tài)環(huán)境統(tǒng)籌的優(yōu)勢(shì),為后續(xù)工作的開(kāi)展提供了多元化的運(yùn)行前提。本文依據(jù)核主泵靜壓型軸封系統(tǒng)二級(jí)密封機(jī)理的特點(diǎn)和運(yùn)行原理展開(kāi)分析,確定機(jī)理和作用方向明確同時(shí),期望為后續(xù)二級(jí)密封工作的有效展開(kāi)提供良好基礎(chǔ)。