空化
- 帶誘導輪的離心式航空燃油泵空化特性分析*
而其根本原因就是空化。空化已是制約其向更高轉(zhuǎn)速、更小體積、更大功重比發(fā)展的主要矛盾[2]。空化始終是水力機械領(lǐng)域研究的熱點之一[3]，空化研究主要集中在清華大學[5]、北京理工大學[6]、浙江大學[7]、江蘇大學[8-9]、中船重工702所[10]、加州理工[11]等科研機構(gòu)。蒸汽型空化學者們基于數(shù)值仿真、實驗手段對水翼、螺旋槳、噴水推進、離心泵等進行了大量研究，取得了良好的研究成果。如季斌[3]采用修正的湍流模型與ZGB 空化模型，研究了NACA 系列水
風機技術(shù) 2022年6期2023-01-29
- 脈沖對空化射流影響機理研究*
忠義,等.脈沖對空化射流影響機理研究.石油機械,2022,50(11):30-36,42.0 引言水射流技術(shù)自19世紀發(fā)展至今,由于其獨特的能量轉(zhuǎn)換途徑和環(huán)保特色,受到世界石油領(lǐng)域的青睞。近些年,脈沖射流和空化射流逐漸興起,為了提高流體的空化效果,專家學者根據(jù)空化原理設(shè)計了一系列的流體空化裝置[1-4]。風琴管自振空化射流噴嘴、Helmholtz型自振空化噴嘴等典型噴嘴以及井下解堵工具逐漸面世,被應用于油罐清洗、井下解堵、鉆頭鉆井等諸多作業(yè)中。李根生等[5
石油機械 2022年11期2022-12-08
- 基于改進的Keller-Miksis模型的超聲空化氣泡動力學研究
0051引言超聲空化是液體中的微小氣泡在聲波作用下形成、發(fā)展和崩潰的一系列動力學過程[1]。在空化泡的潰滅過程中會產(chǎn)生瞬時的高溫和高壓，并且伴隨有聲致發(fā)光、沖擊波、高速射流等現(xiàn)象[2-3]。空化效應是諸多超聲治療[4-6]過程中的關(guān)鍵作用機制。高強度聚焦超聲治療[7-10]是利用超聲波可以穿透軟組織并可以聚焦的物理特性，將超聲波聚焦于體內(nèi)腫瘤病灶，在焦點處形成高能密度區(qū)，使組織出現(xiàn)凝固性壞死，通過熱效應、空化效應和機械效應等達到治療效果，其中空化效應一方面
中國醫(yī)療設(shè)備 2022年11期2022-11-28
- 截止閥內(nèi)流道空化形態(tài)演變規(guī)律及空蝕損傷試驗研究
249）0 引言空化現(xiàn)象在石油化工流體設(shè)備中普遍存在，流體流經(jīng)節(jié)流元件時，流速增加，局部壓力降低，當局部壓力小于介質(zhì)飽和蒸汽壓時，流體內(nèi)溶解的氣核會迅速生長，并發(fā)展成氣泡，產(chǎn)生空化。空化過程的高湍流及能量釋放具有兩面性，一方面流體空化會造成設(shè)備空蝕，導致流體機械損壞［1-2］，另一方面可以利用水力空化瞬間集聚的高能量為工業(yè)提供非常特殊的高溫高壓環(huán)境［3］，研究水力空化對提高流體設(shè)備壽命以及新興技術(shù)發(fā)展有著積極意義。蔡宗航等［4-7］利用高速攝影技術(shù)研究了文
流體機械 2022年8期2022-10-13
- 誘導輪非對稱空化流動數(shù)值計算和試驗研究
內(nèi)存在一定程度的空化，但空化的產(chǎn)生會使流場趨于不穩(wěn)定，甚至對發(fā)動機的工作穩(wěn)定性和可靠性產(chǎn)生影響。誘導輪內(nèi)的空化存在多種形式，非對稱空化是已知的一種存在于渦輪泵揚程下降過程中的復雜流動現(xiàn)象。對于附著型非對稱空化，誘導輪內(nèi)各通道的空化區(qū)長度表現(xiàn)出明顯的不同。在此工況下，須單獨考慮和分析每個葉片，但這將使得空化模型變得非常復雜。Horiguchi等[1]利用奇點方法給出了預測交替型空化的近似模型，為非對稱型空化的預測提供了重要的借鑒。本文基于奇點法理論，并結(jié)合空
真空與低溫 2022年5期2022-10-13
- 基于偽勢模型的表面張力對空化泡潰滅的影響
負壓的產(chǎn)生，導致空化空蝕破壞，影響水利樞紐運行的安全，因此空化空蝕在水利研究中一直倍受重視。前人研究表明，空化泡外流體與泡內(nèi)氣體壓差在短時間內(nèi)迅速變化，導致空化泡潰滅，潰滅過程中產(chǎn)生的微射流、沖擊波、高壓、高溫是空蝕破壞的主要原因[1-3]。受限于復雜的邊界和有限的觀測手段，基于理論分析和試驗的空化泡潰滅過程研究多著眼于空化泡形態(tài)的演化，難以獲得空化泡及周邊流體流場的連續(xù)變化過程。與之相比，計算流體力學可以直觀地反映出空化泡潰滅過程中流場、壓力場和溫度場的
長江科學院院報 2022年9期2022-09-27
- 翼型空化起始對應空化數(shù)及尺度效應分析
0010 引 言空化是船海領(lǐng)域中經(jīng)常發(fā)生的一種現(xiàn)象，因包含了相變、可壓縮性、非定常等特點，長久以來一直是該領(lǐng)域的研究熱點。一般而言，空化會帶來一系列不利影響，空化起始和潰滅過程會使諸如魚雷、艇體、螺旋槳等海洋結(jié)構(gòu)物發(fā)生劇烈振動，進而引發(fā)噪聲、結(jié)構(gòu)破壞、效率降低等問題，所以也是海洋結(jié)構(gòu)物需要極力避免的現(xiàn)象[1]。雖然空化對海洋結(jié)構(gòu)物的危害一直是研究者們關(guān)注的問題，但對于其成因仍無定論。目前，廣為接受的表述是由Franc 和Michel 提出的，即空化是液體介
中國艦船研究 2022年3期2022-07-05
- 誘導輪超同步旋轉(zhuǎn)空化傳播機理
，從而提高主泵的空化性能。由于其安裝角小、稠度大等結(jié)構(gòu)特點，能夠在一定程度的空化條件下正常工作，而不發(fā)生明顯的揚程性能下降。然而即便在設(shè)計工況下，誘導輪內(nèi)也可能發(fā)生空化誘發(fā)的流動不穩(wěn)定現(xiàn)象，例如我國新一代高壓補燃循環(huán)液氧煤油液體火箭發(fā)動機研制過程中，超同步旋轉(zhuǎn)空化現(xiàn)象長期以來是導致渦輪泵振動量級過高的重要激振源之一，我國在研的500 tf級液氧煤油發(fā)動機渦輪氧泵水試和熱試車中均出現(xiàn)了明顯的超同步旋轉(zhuǎn)空化現(xiàn)象，其特征頻率幅值顯著大于葉輪轉(zhuǎn)頻幅值，導致振動幅值
火箭推進 2022年2期2022-05-14
- 調(diào)壓閥流體空化特性仿真及影響因素分析
下，內(nèi)流場易發(fā)生空化現(xiàn)象，導致流體產(chǎn)生空化氣泡。空化氣泡形態(tài)和空間位置的變化將改變流場特性，引起調(diào)壓閥異常振動和噪聲，降低閥門的穩(wěn)定性和可靠性，從而影響液壓系統(tǒng)性能，因此有必要對調(diào)壓閥流體空化現(xiàn)象開展研究。為了充分了解流場空化機理和空化流動特性，國內(nèi)外學者針對空化現(xiàn)象建模開展了一系列研究。SINGHAL等［1］采用均相流假設(shè)建立了一種基于輸運方程的流場空化模型。黃彪等［2］分別采用Kubota空化模型和Singhal空化模型進行空化流動的數(shù)值模擬，結(jié)合試驗
流體機械 2022年1期2022-03-03
- 文丘里管空化反應器的空化特性研究
題之一。文丘里管空化反應器作為一種典型的水力空化裝置已廣泛地應用于污水處理領(lǐng)域。文丘里管收縮段流體流速增大，液體內(nèi)部壓力低于飽和蒸氣壓而產(chǎn)生空化泡，經(jīng)過生長、發(fā)展、潰滅等一系列流體動力學現(xiàn)象稱為空化現(xiàn)象。空化泡潰滅時伴隨產(chǎn)生的高速微射流和沖擊波也已廣泛應用于污水處理、自來水消毒、醫(yī)學超聲等方面。水力空化可以強化各種物理、化學過程，如促進化學反應、微細胞裂解、重油水解和消毒等[1]。然而，空化技術(shù)在水質(zhì)凈化、污水處理等領(lǐng)域的規(guī)?；瘧萌允艿匠杀镜南拗?。深入研
山東建筑大學學報 2022年1期2022-03-02
- 不同頭型回轉(zhuǎn)體空化現(xiàn)象的數(shù)值模擬研究
081)1 引言空化現(xiàn)象，指當高速流動的液體達到某些特定條件時，液體內(nèi)部壓力降低產(chǎn)生撕裂而出現(xiàn)氣泡，包含相變、湍流脈動、可壓縮、非定常等諸多方面的復雜流動現(xiàn)象[1]。下游壓力上升導致空泡潰滅時，會伴隨高頻、高壓的脈沖的產(chǎn)生，破壞機械結(jié)構(gòu)，影響機械運行的穩(wěn)定性[2-3]。因此對空化現(xiàn)象開展研究具有現(xiàn)實的工程意義，以減小空化現(xiàn)象對機械造成的不利影響。按照空化流發(fā)展階段，可將其劃分為初生空化、片狀空化、云空化和超空化[4]。初生空化指液體中未溶解的微小氣核或非冷
兵器裝備工程學報 2022年1期2022-02-21
- 倒角閥座式水壓錐閥空化射流動態(tài)行為數(shù)值模擬
易在開口區(qū)域誘發(fā)空化，形成空化射流。由于水的黏度遠小于礦物質(zhì)油，水壓錐閥內(nèi)的空化現(xiàn)象普遍更加嚴重，并對產(chǎn)品性能存在重要的影響。而當前，水壓技術(shù)在采礦、清洗、建筑等領(lǐng)域的應用愈加廣泛[1-3]。通過分析水壓錐閥內(nèi)部空化射流的動態(tài)特性，探索空化分布規(guī)律及作用機制，能夠為產(chǎn)品性能優(yōu)化提供充足基礎(chǔ)及科學依據(jù)。早期關(guān)于水壓錐閥的研究主要以實驗手段為主。OSHIMA S等[4]通過半切模型機對不同結(jié)構(gòu)的水壓錐閥開展了實驗研究，揭示了多種壓差條件下的空化分布情況。LIU
液壓與氣動 2021年12期2021-12-16
- 局部微通道對NACA翼型空化的抑制
019）0 引言空化與空蝕一直是制約流體機械發(fā)展的難題，盡管學者與工程人員開展了轉(zhuǎn)輪或翼型的結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化、增加誘導輪等措施以抑制空化，如鄔偉等［1］在翼型的吸力面上設(shè)置拱弧小凸臺以用于葉片頭部流動控制，驗證了阻礙回射流對云狀空化的抑制作用；SRIJNA等［2-4］對水翼進行了繞流的試驗和數(shù)值模擬，獲得了云狀空化的一般特征；程瑜［5］研究了Mekle模型和Schnerr and Sauer模型對空化流動的速度場流場與空泡的影響，發(fā)現(xiàn)Schnerr空化模型與
流體機械 2021年9期2021-10-27
- 不對稱導管對船后槳空化性能的影響
后槳上產(chǎn)生強烈的空化。空化在船后槳表面的不斷產(chǎn)生和潰滅，會對船后槳產(chǎn)生極大的危害，不僅會引起船后槳的振動和噪聲還會對槳葉產(chǎn)生侵蝕現(xiàn)象，損壞槳葉。對于船后槳的空化進行研究仍然是目前的前沿課題，而目前應用數(shù)值模擬方法研究螺旋槳的空化特性已經(jīng)非常成熟，國內(nèi)外學者也進行了深入研究。Rhee等[1]使用非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格研究了船用螺旋槳的空化性能。Shin等[2]對位于船后的常規(guī)螺旋槳和高側(cè)斜螺旋槳的空化性能進行了數(shù)值模擬。劉登成等[3]基于不可壓縮的RANS方程，使用S
哈爾濱工程大學學報 2021年7期2021-07-13
- 考慮當?shù)亓鲃犹卣鞯腪wart-Gerbera-Belamri空化模型改進及應用
100081)空化涉及非定常、可壓縮、湍流脈動以及質(zhì)量傳遞等多種復雜的流動現(xiàn)象,普遍存在于流體機械、航天、船舶等領(lǐng)域[1-3]. 目前，數(shù)值模擬已經(jīng)成為空化現(xiàn)象的主要研究方法，空化模型的建立和應用是研究空化問題的重點和難點[4]. 工程上常用的空化模型主要可分為三類：第一類空化模型基于簡化的Rayleigh-Plesset方程，如Schnerr-Sauer空化模型[5]，全空化模型[6]及Zwart-Gerbera-Belamri空化模型[7]等，該模型
北京理工大學學報 2021年4期2021-05-19
- 大側(cè)斜槳非定常空化流動結(jié)構(gòu)的數(shù)值研究
的推進器之一，其空化性能對于航行器的快速性、隱蔽性和安全性的影響不可忽視，同時對于船體減振降噪的要求越來越高，因此必須對船尾非均勻來流下螺旋槳空化以及空化對槳葉周圍流動結(jié)構(gòu)的影響情況開展數(shù)值模擬研究，掌握其空化演變規(guī)律和內(nèi)部流動情況[1-2]，從而為控制其影響提供指導。目前國內(nèi)外對于船舶螺旋槳空化流動問題的研究主要采用試驗研究和數(shù)值模擬兩種手段。Alves-Pereira等人[3]基于試驗的方法對螺旋槳葉片近區(qū)壓力場變化與空化演變過程進行了定量分析。他們利
水電與抽水蓄能 2021年2期2021-05-14
- 基于自適應陷波器連續(xù)譜積分的超聲清洗 發(fā)射換能器瞬態(tài)空化閾值與強度測量
10023）超聲空化是由于液體介質(zhì)受超聲波的作用，在某些區(qū)域產(chǎn)生負壓，從而產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象。空化效應在超聲清洗過程中起關(guān)鍵作用，由于空化泡可以進入工件與污物的縫隙之間，其膨脹與收縮能夠?qū)⑽畚飶奈锛砻鎰冸x，克服了常規(guī)方法清洗的困難[1]。在空化泡潰滅的過程中會產(chǎn)生沖擊波，它可以將污物乳化，或使污物脫落；同時，空化泡潰滅會誘發(fā)聲化學發(fā)應，發(fā)生氧化而使污物氧化溶解。但空化效應也會引發(fā)空化腐蝕而損壞物件，如船舶螺旋槳與超聲去污中的變幅桿的空化腐蝕[2]。因此對液體
聲學與電子工程 2021年1期2021-04-19
- 離心泵空化余量分析研究
050）0 引言空化余量（NPSH）是離心泵的一個重要水力性能指標。目前確定空化余量的最可靠方法仍然是實驗。在出廠實驗中，比較通用的標準是由美國水力標準協(xié)會（HIS）制訂的［1］，也就是以揚程下降3%時的裝置空化余量NPSHa作為當前流量點的泵臨界空化余量NPSHr。本文將葉輪葉片中最低壓力處剛剛發(fā)生空化時的工況稱為初生空化，對應的空化余量為初生空化余量NPSHR。但需要說明的是初生空化工況和臨界空化工況所對應的空化發(fā)展程度有很大的差別，前者是葉片表面剛剛
流體機械 2021年1期2021-02-23
- 彎曲文丘里環(huán)隙型水力空化發(fā)生器的特性
生方式有很多種，空化是其中較重要的一種產(chǎn)泡方式。空化是指當液體的壓強下降到足夠低時液體中空泡的生成及其后續(xù)的動力學行為[19]?？张菔且环N存在徑向振動或表面波動的、泡與泡之間存在強烈相互作用的、一直處于動態(tài)變化中，且具有高度活性的氣泡，在其內(nèi)部可能產(chǎn)生高溫高壓，在其周圍的液體中可能產(chǎn)生沖擊波、微射流、微聲流[20]。因此，相較于其他的微細氣泡產(chǎn)生方式，其正面或負面的效應也更為強烈，如空化可用于清洗、乳化、漂白、結(jié)晶、納米顆粒合成、細胞粉碎、過程強化、超聲萃
凈水技術(shù) 2021年2期2021-02-23
- 空化撞擊流數(shù)值模擬
003）1 概述空化的發(fā)生主要是在流場中存在低于對應溫度下的飽和蒸氣壓而出現(xiàn)的氣泡的產(chǎn)生、發(fā)展和潰滅的過程[1]。空化在氣泡潰滅瞬間能夠產(chǎn)生在小范圍內(nèi)產(chǎn)生巨大的高溫高壓和能量。隨著對空化的認識深入，空化產(chǎn)生的空化效應被用于清洗、廢水處理、切割等方面。撞擊流[2]是由兩股相對的流高速射流撞擊，在撞擊面能夠產(chǎn)生極高的相對速度。空化撞擊流[3]是將空化技術(shù)和撞擊流技術(shù)結(jié)合提出來的一項技術(shù)。空化撞擊流既能夠利用空化產(chǎn)生的效應，也可以具有撞擊流的特性，因此該技術(shù)可以
科學技術(shù)創(chuàng)新 2021年2期2021-01-21
- 水中高速運動體內(nèi)置測速渦輪裝置空化特性研究
場速度、壓力達到空化條件，運動體特定位置將發(fā)生空化。周圍流場受到空化的影響發(fā)生改變，從而對渦輪的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生影響。研究三維空間內(nèi)的敏感機構(gòu)的空化特性，對提升運動體的水中環(huán)境感知能力的提升具有重要意義[2]。目前，對流場中空化現(xiàn)象的研究，在微觀層面，空化現(xiàn)象的產(chǎn)生與變化機理并未完全為人們所了解。在宏觀層面，空化現(xiàn)象在大多數(shù)情況下產(chǎn)生并發(fā)展于流場的劇烈變化的區(qū)域，對實驗測試條件要求苛刻，其產(chǎn)生的影響難以通過理論分析進行完整、具體地闡述[3?4]。盡管如此，近年出現(xiàn)
工程力學 2020年12期2020-12-18
- 水翼葉梢渦空化實驗研究進展
82)0 引 言空化是水動力學中的一種復雜流動現(xiàn)象。通常情況下，當水中壓力足夠低時便會發(fā)生空化[1]。空化是水中氣核在低壓區(qū)快速生長的結(jié)果[2]，常見于液體流動中的分離、旋渦等低壓區(qū)。氣核可能游離于水中，也可能附著于水中雜質(zhì)或邊界上。作為液態(tài)流體內(nèi)特有的相變現(xiàn)象，空化一般包括起始(初生)、發(fā)展以及消失(潰滅)3個過程：空化發(fā)生階段稱為“空化初生”，伴有輻射噪聲級的大幅度上升；消失階段稱為“空化潰滅”，釋放出巨大的壓能和熱能；在發(fā)生和消失之間為“空化發(fā)展”階
實驗流體力學 2020年5期2020-11-03
- 特斯拉閥水力空化的數(shù)值研究
更加突出[1]。空化技術(shù)是一種新興的水處理技術(shù)，根據(jù)空化產(chǎn)生的方法一般可以分為超聲空化、水力空化、光空化和粒子空化等4 種類型。其中，水力空化是水處理研究學者關(guān)注的熱點領(lǐng)域之一。水力空化是指液體流經(jīng)某一節(jié)流元件產(chǎn)生較大的壓降，使得液體的壓力低于其飽和蒸氣壓，從而發(fā)生空化的現(xiàn)象[2]。水力空化技術(shù)因為具有能量利用率高、裝置簡單、操作方便等優(yōu)點[3-5]，得到了廣泛的應用。目前，空化發(fā)生器的主要形式有文丘里管和多孔孔板?？装迨?span id="j5i0abt0b" class="hl">空化器與文丘里管空化器都具有結(jié)構(gòu)簡
高校化學工程學報 2020年4期2020-09-15
- 非線性空泡模型在軸流泵空化模擬中的評估分析
013）0 引言空化是軸流泵內(nèi)部不可避免的一種水動力學現(xiàn)象，空化嚴重時會破壞過流部件表面和產(chǎn)生振動噪聲，嚴重影響機組的高效安全運行。近年來，基于Navier-Stokes方程和相間質(zhì)量傳輸模型框架的空化數(shù)值計算方法，由于能描述空化的動量傳輸和質(zhì)量傳輸兩個過程，成為空化流動研究手段的主要趨勢。Athavale等［1］應用Singhal模型對3種不同比轉(zhuǎn)速船用軸流泵空化流場進行了數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)不可凝結(jié)氣體（non-condensable gas，NCG）能夠降
流體機械 2020年6期2020-07-14
- 基于格子Boltzmann方法的雙空化泡遠壁區(qū)潰滅規(guī)律研究
065)一、引言空化現(xiàn)象由空化泡的初生、發(fā)育和潰滅過程組成，是一種氣液兩相之間質(zhì)量傳輸?shù)姆嵌ǔ？蓧嚎s湍流流動過程。空化泡潰滅瞬間形成巨大壓強，易造成材料剝蝕從產(chǎn)生空化現(xiàn)象[1]。由于空化發(fā)生時周圍環(huán)境不同，空化也分成很多種類，尤其是水質(zhì)狀況[2]、機械裝置[3]、熱力學效應[4]等的變化都會對空化產(chǎn)生較大影響。空化泡廣泛存在于水中，特別是泄洪洞，水輪機和其他水力設(shè)施及水力機械中。空化泡在潰滅時遇洞壁，水輪機葉片等等固體邊界時，會產(chǎn)生高溫高壓高速射流現(xiàn)象[5
福建質(zhì)量管理 2020年9期2020-05-22
- 基于復合結(jié)構(gòu)的兩級空化發(fā)生器設(shè)計優(yōu)化及數(shù)值模擬
)0 引 言水力空化現(xiàn)象是指液體內(nèi)局部壓力降低時，液體內(nèi)部或液固交界面上蒸汽或氣體?？张莸男纬?、發(fā)展和潰滅的過程[1–2]。利用空泡潰滅時釋放的大量能量，水力空化可以應用在廢水處理、強化工業(yè)過程及空化水射流等領(lǐng)域。同時在螺旋槳空化噪聲，超空泡減阻技術(shù)的研究目前也很多[3–4]。空化發(fā)生器原理是當水流流過收縮裝置時，過流斷面急劇變化，水流被增速降壓，當壓強降到水的氣化壓強下時發(fā)生空化[5]。空化效果的強弱影響空化發(fā)生器的效率，確定出最優(yōu)化的復合空化器的結(jié)構(gòu)參
艦船科學技術(shù) 2020年2期2020-04-17
- 壅塞管空化器空化流場特性的數(shù)值模擬研究*
法和新工藝。水力空化技術(shù)作為一種現(xiàn)代先進的水處理技術(shù),不僅可以高效處理多種有機污染物,而且具有多種優(yōu)點[2-7],如無二次污染，反應裝置簡單等,尤其是在處理含有難降解有機污染物的污水和具有生物毒性的污水方面，顯示出無可比擬的優(yōu)越性[8-11]。目前,國內(nèi)外對水力空化的研究主要表現(xiàn)為三種形式:射流空化、孔板空化和漩渦空化。這三種空化方法都未能很好地使空化泡有效潰滅，即不能快速潰滅并釋放高能量,嚴重制約了水力空化在工業(yè)中的應用。壅塞管空化器能夠較好地解決空化泡
機械制造 2020年1期2020-03-04
- 結(jié)合空化微泡母小波變換的高空化噪聲比超快速主動空化成像方法?
域，通過熱效應、空化效應和機械效應等達到治療效果。其中空化效應是腫瘤熱消融、體外碎石.、超聲溶栓以及超聲藥物控制釋放等超聲治療的關(guān)鍵機制。為了控制和利用空化效應以實現(xiàn)FUS的高效精準治療，必須對FUS過程中的聲空化進行監(jiān)控成像。目前，現(xiàn)有的聲空化檢測和成像的方法主要是光學法和聲學法。光學法主要是通過高速/超高速攝影[4?5](High-speed photography, HSP)、聲致發(fā)光[6?7](Sonoluminescence, SL)以及聲致化學
應用聲學 2020年6期2020-03-03
- 前置定子導管槳空化特性數(shù)值分析
而改善了推進器的空化性能。但是，隨著水下航行體航速的提高，使得前置定子導管槳發(fā)生空化的可能性大大增加。空化會降低推進器的推進性能，同時也能引起結(jié)構(gòu)振動和空化噪聲。因此，為了降低推進器空化噪聲并提高臨界航速，有必要探究帶前置定子導管槳空化特性。目前，研究推進器空化主要有數(shù)值計算方法和實驗方法。由于實驗成本比較高，大部分的研究都基于數(shù)值計算。隨著船舶噸位和航速的提高，推進器的載荷也隨之提高，使得發(fā)生空化的可能性大大增加。同時，數(shù)值計算的發(fā)展也給水下推進器的空化
艦船科學技術(shù) 2019年12期2020-01-14
- 誘導輪空化流動特性實驗研究
100)0 引言空化是液體在環(huán)境壓力降至飽和蒸汽壓時發(fā)生的一種相變現(xiàn)象[1]，當發(fā)生于水力機械中時，通常會造成噪聲增大、葉片材料腐蝕、揚程斷裂及引發(fā)流動不穩(wěn)定等危害[2]。為了提高水力機械的抗空化能力，通常在離心泵上游安裝誘導輪，通過對來流增壓避免主泵發(fā)生空化。文獻[3-4]研究了誘導輪內(nèi)出現(xiàn)的空化不穩(wěn)定現(xiàn)象，并提出了殼體開槽等抑制措施；文獻[5-6]研究了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對誘導輪內(nèi)流動不穩(wěn)定的影響，并通過將壓力傳感器埋于葉片表面獲取旋轉(zhuǎn)坐標系下的壓力脈動，基
農(nóng)業(yè)機械學報 2019年12期2019-12-31
- 噴水推進泵臨界空化工況空化流態(tài)試驗
海200111）空化是離心泵內(nèi)部重要的激勵源，在泵運行過程中或多或少都存在空化現(xiàn)象，尤其在某些苛刻、極端的運行條件下，空化的產(chǎn)生對泵的穩(wěn)定運行極為不利。航空燃油泵廣泛應用于航空發(fā)動機，現(xiàn)代戰(zhàn)機應具備高空、長航時、高超聲速等特征，意味著燃油泵將在高溫低壓的條件下工作，此時燃油在高溫環(huán)境下的空化特性，如空化區(qū)域溫度降低，導致當?shù)亓黧w介質(zhì)物理特性變化，從而對空泡結(jié)構(gòu)和流場結(jié)構(gòu)造成影響，其在高溫和低溫介質(zhì)中影響顯著［1］。空化問題已成為燃油泵研發(fā)面臨的主要問題之一
北京航空航天大學學報 2019年8期2019-09-10
- 基于水力空化技術(shù)實現(xiàn)殺菌的實驗研究
和潰滅的過程稱為空化[1]。空化現(xiàn)象是液相變?yōu)闅庀嗟南嘧冞^程，同時又是瞬息變化的隨機過程，因此空化現(xiàn)象是極其復雜的。目前，主要有水力空化、超聲空化、振蕩空化和光致空化[2]。相比于其他類型空化，水力空化具有裝置簡單、體積小、能耗低、效率高、操作方便等優(yōu)勢，在工程上得到廣泛應用，如物面清洗(如除污、除銹、除船體海洋生物等)[3]、殺滅水中浮游生物[4]、分散海面溢油[2]等。但目前基于水力空化技術(shù)開展殺菌的研究較少。Harrison等人[5]用水力空化方法進
節(jié)能技術(shù) 2019年3期2019-08-30
- 不同噴孔入口的柴油機噴嘴空化特性
[2].噴嘴內(nèi)部空化現(xiàn)象往往以渦空化最為復雜，這一情況主要發(fā)生在漩渦流場的作用下，當渦心壓力低并且壓力為空化臨界壓力時，系統(tǒng)渦心處就會發(fā)生渦空化，且一般呈線狀形態(tài)，被稱為線空化[3-6].由于線空化復雜程度較高，因此對其研究較少.研究表明[7]，增加噴孔的傾斜角度，會增大其產(chǎn)生空穴的幾率.這是因為傾斜角度的增加會使得噴孔坡度變大，進入噴孔的流體在該位置的流動狀態(tài)和轉(zhuǎn)向過于劇烈，就很容易造成大規(guī)模低壓區(qū)域，使空化現(xiàn)象較容易發(fā)生.張軍等[8]通過對壓力室噴嘴(
燃燒科學與技術(shù) 2019年4期2019-08-26
- 泵內(nèi)部空化研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
蔡聞宇摘要：空化是指液體流場低壓區(qū)域形成蒸汽，空泡的過程，它是泵性能和效率下降的主要原因。總結(jié)了空化產(chǎn)生的原因與影響因素，著重對空化的三個負面作用進行比較和分析，提出改善的措施和未來研究方向，以期為空化研究提供參考。關(guān)鍵詞：泵；空化；文獻綜述一、概述在醫(yī)療、水加工領(lǐng)域，可以利用空化進行結(jié)石破碎、機加工毛刺清除。然而在水泵中，空化發(fā)生都是有害的，空化會導致泵揚程和效率顯著下降、改變流道內(nèi)的速度分布、運行噪聲增大、管路振動等，嚴重時會使泵中液流中斷，不能正
科學與技術(shù) 2019年21期2019-04-27
- 軸流泵葉頂泄漏渦與垂直渦空化特性
隙的存在，葉頂區(qū)空化極其復雜，常伴存著葉頂間隙空化、射流剪切層空化、葉頂泄漏渦空化、葉片吸力面片狀空化。且這幾種復雜空化類型相互干涉，堵塞流道，降低葉片載荷，誘導流動失穩(wěn)[2-3]。近年來，數(shù)值模擬被大量應用于水力機械內(nèi)部流場及空化的預測[4-9]。李忠[10]采用RNGk-ε等模型對軸流泵內(nèi)部流場進行三維定常計算，結(jié)果表明空化主要發(fā)生于泄漏渦渦核內(nèi)部，且空化的位置由葉片葉頂區(qū)的壓差所決定。施衛(wèi)東等[6-7]利用不同的湍流模型模擬軸流泵中的葉頂泄漏渦特征發(fā)
農(nóng)業(yè)工程學報 2018年12期2018-07-19
- 串列螺旋槳空化特性數(shù)值分析
載的增大，螺旋槳空化、噪聲問題更加突出，一種新型的螺旋槳——串列螺旋槳進入人們的視野。串列螺旋槳是一種2個普通螺旋槳位于同一轉(zhuǎn)軸且轉(zhuǎn)速及旋轉(zhuǎn)方向相同的特種推進器。與其他特種螺旋槳相比，它構(gòu)造簡單，加工、安裝及維修更加方便，且當負載較大時，推進效率有所提高[1]。串列螺旋槳在一段時期并沒有得到發(fā)展，在20世紀60年代以后，串列螺旋槳才再次引起人們的興趣，國內(nèi)外學者也做了一定的研究[1]。但總體來說，有關(guān)串列螺旋槳方面的研究較少，有關(guān)串列螺旋槳空化的研究更是少
西北工業(yè)大學學報 2018年3期2018-07-14
- 金屬熔體中超聲聲空化特性的研究進展
超聲過程中產(chǎn)生聲空化。聲空化是指波在液體中傳播時引發(fā)液體“撕裂”致使空穴或氣/汽穴即空化泡的產(chǎn)生、膨脹與潰滅的一系列過程。伴隨聲空化的發(fā)生，在周圍液體中產(chǎn)生奇特的聲空化效應：釋放壓力激波,產(chǎn)生微射流。在金屬熔體中，一方面壓力激波引起平衡熔點升高造成過冷，從而促進均值或抑制形核；另一方面，在壓力激波與微射流共同作用下，金屬熔體浸入其中雜質(zhì)表面的狹縫或凹槽中，從而“活化”雜質(zhì)而形核；再者，熔體在凝固過程中，壓力激波或微射流“折斷”枝晶，造成晶粒增殖。通過這些方
中國鑄造裝備與技術(shù) 2018年3期2018-06-08
- 不同內(nèi)軸類型環(huán)隙型水力空化器空化效果的數(shù)值模擬
類型的環(huán)隙型水力空化器結(jié)構(gòu)示意圖．空化器除了內(nèi)軸不同外，其余結(jié)構(gòu)與尺寸均相同．外腔直徑為 60,mm，空化器長度為400,mm，外腔與內(nèi)軸中心線重合，3種不同的空化器內(nèi)軸直徑均為 20,mm，內(nèi)軸最大直徑處直徑均為52,mm．采用三維結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分方案，運用專業(yè)網(wǎng)格劃分軟件Ansys Icem對計算區(qū)域進行空間六面體網(wǎng)格劃分，以球形內(nèi)軸空化器為例，其網(wǎng)格劃分結(jié)果見圖 2．圖1 不同內(nèi)軸類型的環(huán)隙型水力空化器結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 1 Structure sche
天津科技大學學報 2018年2期2018-05-04
- 空化噪聲譜研究
710062)?空化噪聲譜研究馮中營1,2,吳勝舉2(1.太原工業(yè)學院 理學系,山西 太原 030008;2.陜西師范大學 應用聲學研究所,陜西 西安 710062)空化是一種特殊的水動力現(xiàn)象,為研究不同的空化方法產(chǎn)生的空化噪聲譜,文章理論上進行多孔板振動的計算,并用ANSYS模擬多孔板的振動,研究其振動頻率與測得的空化噪聲譜之間的聯(lián)系,初步對小處理量的壓電超聲換能器產(chǎn)生的超聲空化譜及大處理量的多孔板、簧片哨和漩渦哨三種水力空化譜進行比較分析,結(jié)果表明,在
太原師范學院學報(自然科學版) 2016年2期2016-12-29
- 溫度對超聲清洗中空化泡動力學特性的影響
超聲清洗利用超聲空化的破壞作用和使流體邊界層厚度減小[5]等特性，將物體表面的污物層剝離，以達到清洗的目的。所謂超聲空化，是指當作用在液體介質(zhì)中的超聲波局部聲強高于空化閾值時引起的一種強聲現(xiàn)象[6—7]，往往伴隨著空化泡的非線性振動、瞬時高溫高壓以及空化泡潰滅時釋放的沖擊波和微射流等效應[8—9]。在超聲清洗中，為了提高空化效應，保證清洗效果和效率，需要針對不同的清洗環(huán)境選擇合適的參數(shù)。探討超聲空化機理和空化泡的運動規(guī)律是進一步研究空化效應的基礎(chǔ)。Rayl
表面技術(shù) 2016年8期2016-08-30
- 超聲珩磨作用下單雙空化泡振動系統(tǒng)動力學對比分析
聲珩磨作用下單雙空化泡振動系統(tǒng)動力學對比分析郭策， 祝錫晶， 王建青， 劉國東(中北大學 機械與動力工程學院，太原030051)針對超聲珩磨加工過程中空化泡的振動預測及現(xiàn)有理論模型的局限性，將空化泡泡內(nèi)氣體的膨脹視為等溫過程，壓縮視為絕熱過程，修正了超聲珩磨下單、雙空化泡的動力學模型。利用四階龍格庫塔方法分別對超聲珩磨和超聲兩種條件下單、雙空化泡的振動特性進行了數(shù)值計算，并討論了聲壓幅值、超聲頻率、磨削液靜壓力及泡內(nèi)含氣量對單、雙空化泡振動的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)
振動與沖擊 2016年12期2016-08-04
- 孔板和文丘里管復合結(jié)構(gòu)空化器的優(yōu)化設(shè)計
文丘里管復合結(jié)構(gòu)空化器的優(yōu)化設(shè)計曾章美1，劉小兵1*，蘭 崴2，黃長久1， 柯 強1，安滿意1(1.西華大學能源與動力工程學院，四川 成都 610039;2.國網(wǎng)重慶市電力公司，重慶 404100)利用ANSYS-CFX軟件，在相關(guān)水力裝置空化器研究的基礎(chǔ)上，對孔板和文丘里管復合結(jié)構(gòu)空化器的空化效果進行模擬優(yōu)化。在孔板結(jié)構(gòu)參數(shù)相同、位置一定的條件下，對復合結(jié)構(gòu)空化器的空化流場進行數(shù)值模擬，探討3種不同形式的文丘里管喉部結(jié)構(gòu)對空化效果的影響。通過對空化流場的
西華大學學報（自然科學版） 2015年6期2015-07-18
- 水翼葉頂間隙漩渦空化流動特性研究
水翼葉頂間隙漩渦空化流動特性研究趙宇，王國玉，黃彪，劉雷鳴（北京理工大學機械與車輛學院，北京100081）采用試驗的方法研究了不同空化數(shù)下水翼葉頂間隙區(qū)域漩渦空化流動的發(fā)展變化。試驗在閉式空化水洞中進行，采用高速全流場顯示技術(shù)對空化流場進行觀測，并采用圖像處理技術(shù)對試驗結(jié)果進行處理，提出空化渦模型，闡述了渦空化的發(fā)展規(guī)律。研究結(jié)果表明：隨著空化數(shù)的降低，葉頂間隙漩渦空化的發(fā)展主要經(jīng)歷如下三個階段：（I）泄露渦內(nèi)部空化初生階段：在水翼中部附近產(chǎn)生游離狀空化，
船舶力學 2015年11期2015-04-26
- 錐形空化器流體動力特性研究
越了聲速［1］。空化器作為超空泡航行體最重要的部件之一，對于空泡的形成和穩(wěn)定以及航行體的控制有著至關(guān)重要的作用。最常見的空化器有圓盤空化器和錐形空化器。對于圓盤空化器的動力學特性，國內(nèi)外已經(jīng)進行了許多研究。Logvinovich 在20 世紀60 年代通過理論和實驗研究給出了空化器阻力系數(shù)、空化器直徑和空化數(shù)與自然空泡形態(tài)的函數(shù)關(guān)系［2］。圓盤空化器由于沾濕面和體積有限，難以使用有效的自導裝置。圓錐空化器與圓盤空化器相比有較大的沾濕面和相對較大的體積，自導
兵工學報 2014年7期2014-02-23
- 繞三維扭曲水翼云空化形成及演化的試驗研究
繞三維扭曲水翼云空化形成及演化的試驗研究曹彥濤，彭曉星，張國平，徐良浩（中國船舶科學研究中心 船舶振動噪聲重點實驗室，江蘇無錫 214082）水翼上云空化形成及演化的過程是一個極其復雜的非定常過程。文章利用高速攝影技術(shù)，以橫截面為NACA16012的三維扭曲水翼為研究對象，在一定的攻角和空化數(shù)下，對云空化的產(chǎn)生和演化過程進行了試驗觀察。結(jié)果顯示，云空化的產(chǎn)生與回射流有關(guān)，不同結(jié)構(gòu)的回射流造成片空化脫落的機制不同。云空化具有復雜的三維結(jié)構(gòu)，試驗證實了云空化中
船舶力學 2014年5期2014-01-19
- 軸流式水輪機間隙空化與翼型空化差別淺談
軸流式水輪機間隙空化與翼型空化差別淺談覃大清1，韓秀麗1，劉 斌2，劉萬江1，魏顯著1(1. 水力發(fā)電設(shè)備國家重點實驗室，哈爾濱 150040；2. 中國長江電力股份有限公司，湖北 宜昌 443002）本文介紹了軸流式水輪機間隙空化與翼型空化的差別，并針對在軸流式水輪機模型試驗中出現(xiàn)的特殊空化現(xiàn)象，通過CFD數(shù)值模擬技術(shù)進行分析，初步確定發(fā)生空化位置，采取一定的消除間隙空化措施，并在模型試驗中進一步證實，該空化現(xiàn)象為間隙空化。軸流式水輪機；間隙空化；CFD
大電機技術(shù) 2012年2期2012-09-21
- 蔗糖溶液中超聲空化泡運動數(shù)值的模擬
）蔗糖溶液中超聲空化泡運動數(shù)值的模擬黃永春 周 瑩 楊 鋒 任仙娥 何 仁（廣西工學院生物與化學工程系，廣西 柳州 545006）為了解超聲場作用下，蔗糖溶液中空化泡動力學的影響因素及影響規(guī)律，運用Rayleigh－Plesset方程模擬空化泡運動過程。結(jié)果表明：空化泡的振幅隨著超聲波頻率增大而減??；隨著超聲波聲強的增大而增大，空化變易；隨著環(huán)境壓力增大而減小，空化變難；隨著空化泡初始半徑增大而減小，空化強度變?nèi)?；隨蔗糖溶液溫度增大而增大，空化強度加大；隨
食品與機械 2011年6期2011-12-28
- 發(fā)動機噴嘴內(nèi)部空化初生的數(shù)值模擬研究
噴射過程中會產(chǎn)生空化。空化的出現(xiàn)是由于高速流動的燃油在噴孔入口處，由于拐角的存在，流體產(chǎn)生局部流動分離以及孔口收縮，引起橫截面面積減小而引起的[1]。依據(jù)質(zhì)量守恒和動量守恒定律，此截面上的流速會急劇增大，從而引起噴孔入口處產(chǎn)生壓力降，當局部壓力低于流體的飽和蒸汽壓時，就會導致空化現(xiàn)象的產(chǎn)生，但是空化并不嚴格遵循這個簡單的模型。空化的形成與很多因素有關(guān)，對于發(fā)動機噴嘴而言，空化與噴嘴的幾何形狀、針閥的升程、工作的條件（噴射壓力和背壓）以及燃油的物性有關(guān)。空化
中國機械工程 2011年17期2011-09-07
- 水力空化技術(shù)及其對壓載水的預處理
件以后，提出了“空化”的概念，并指出在液體和物體間存在高速相對運動的場合可能出現(xiàn)空化［3］。此后，由空化產(chǎn)生的種種不利影響相繼被發(fā)現(xiàn)，從而引起了人們的關(guān)注和研究。空化問題的研究最先開始是在船舶制造行業(yè)之中，然后才相繼擴展到了其他行業(yè)，比如像水力機械，水木建筑等領(lǐng)域中。起初學者們研究空化的最主要目的是為了避免產(chǎn)生空化，進而避免空蝕的作用。雖然研究目的不同，但是他們的研究成果還是為后來學者們在水力空化技術(shù)研究領(lǐng)域提供了理論上的指導。隨著人們對空化技術(shù)理論知識的
船舶 2011年4期2011-08-11