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液环式航空燃油离心泵自吸性能

排灌机械工程学报 2024年第4期42卷 342-349页

作者：张岭杨兴李一鸣王凯龚永祥刘厚林航空工业新乡航空工业(集团)有限公司河南新乡453049 江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013

基于Mixture模型对液环式航空燃油泵进行自吸阶段的非稳态数值计算,研究自吸过程中燃油泵内气液两相分布的变化过程,对不同时刻下燃油泵内部含气率、气液两相分布、压力及速度流线、熵产率和湍动能变化规律进行分析.结果表明:燃油泵的... 详细信息

基于Mixture模型对液环式航空燃油泵进行自吸阶段的非稳态数值计算,研究自吸过程中燃油泵内气液两相分布的变化过程,对不同时刻下燃油泵内部含气率、气液两相分布、压力及速度流线、熵产率和湍动能变化规律进行分析.结果表明:燃油泵的吸气和排气主要集中在自吸过程的前期和中期;随着自吸时间的增加,各监测面的含气率逐渐降低,当自吸时间为3.00 s时,蜗壳出口含气率接近于0,自吸过程结束;泵内压力随相对距离的增加而增大,泵内同一相对距离平面压力随自吸时间的增加而增大;在气液混合时,高速区域主要集中在叶轮中间流道和蜗壳壁面处,低速区域则集中分布在隔舌附近和导叶出口;随着自吸过程的进行,泵内湍动能和熵产率也随之增大,泵内能量损失增大,主要集中在叶轮叶片、导叶叶片和蜗壳出口处.

关键词：液环式航空燃油离心泵自吸性能含气率熵产率

含气率对小流量下混流式混输泵轴系振动的影响

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农业工程学报 2022年第3期38卷 22-29页

作者：朱国俊李天舒冯建军闫思娜李康罗兴锜西安理工大学水利水电学院西安710048 浙江富安水力机械研究所杭州311121

振动是反映混输泵运行稳定性的关键指标,液体含气率对混输泵的振动强度有重要影响。为探究小流量工况下含气率变化对混输泵轴系振动的影响规律,该研究以某3级混流式气液混输泵为研究对象,采用建立的多通道振动测试系统采集小流量工况下... 详细信息

振动是反映混输泵运行稳定性的关键指标,液体含气率对混输泵的振动强度有重要影响。为探究小流量工况下含气率变化对混输泵轴系振动的影响规律,该研究以某3级混流式气液混输泵为研究对象,采用建立的多通道振动测试系统采集小流量工况下混输泵输送不同含气率的水时主轴和轴承座的振动信号,然后分析水中含气率对主轴和轴承座振动特性的影响规律。结果表明:针对该研究的混流式混输泵,主轴径向振动幅值随含气率的增加呈现明显的非线性变化规律,含气率增加导致的主轴径向振动增幅可达纯水工况下的3.2倍;含气率的增加主要影响轴承座的轴向振动而径向振动受影响较小,不同含气率下轴承座的轴向振动幅值均高于径向振动;在8%~14%含气率范围内,混输泵内部出现气液两相流型过渡转换,从而导致主轴振动特性变化;含气率的增加对叶轮出口与导叶进口间的动静干涉作用具有一定的强化效应;0~20%含气率范围内,主轴径向振动的概率密度极值随着含气率的增加而降低,当含气率超过20%以后,主轴径向振动的概率密度极值随着含气率的增加而提高,两者趋势相反,该结论可为混流式混输泵内含气率的判定提供依据。

关键词：混输泵振动含气率流型转换主轴径向振动概率密度分布

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微通道内环状流薄液膜厚度及波动实验研究

化工学报 2024年

作者：阮达侯静静薄紫一张帅帅马学虎辽宁省化工资源清洁利用重点实验室

微通道中环状流广泛应用于精细化学品合成等领域，而环状流中薄液膜的流动形态及厚度对反应过程的热质传递影响显著，因此实验利用激光诱导荧光法对薄液膜厚度进行精准在线测量。结果表明，随气相剪切力增大，液膜厚度降低，波动形态由... 详细信息

微通道中环状流广泛应用于精细化学品合成等领域，而环状流中薄液膜的流动形态及厚度对反应过程的热质传递影响显著，因此实验利用激光诱导荧光法对薄液膜厚度进行精准在线测量。结果表明，随气相剪切力增大，液膜厚度降低，波动形态由低频高振幅波转变为高频低振幅波。二氯甲烷为3 ml/min、含气率为0.7时波动频率最高可达260 Hz。在相同含气率下，液膜形态由流体黏度和表面张力决定，液膜厚度随流体黏度增大而增大，液膜波动频率随表面张力增大而减小。通过薄液膜在微通道内受力分析，构建了不同流体的薄液膜厚度的预测模型，预测值与实验值偏差±15%。本研究明晰了微通道内不同物性液体及气速对液膜波动及厚度的影响，为薄液膜强化热质传递提供理论指导。

关键词：微流体学两相流薄液膜波动 Micro-LIF 含气率

起伏振动垂直上升管气液两相流截面含气率分析与计算

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化工学报 2023年第6期74卷 2391-2403页

作者：刘起超周云龙陈聪东北电力大学能源与动力工程学院吉林省吉林市132012

起伏振动下气液两相流含气率的准确预测对漂浮核电站的安全稳定运行有重要意义。实验研究了不同振动和流动工况下垂直上升管气液两相流的含气率特性。结果表明,起伏振动对泡状流下的含气率影响比较明显,对弹状流、搅混流和环状流的影响... 详细信息

起伏振动下气液两相流含气率的准确预测对漂浮核电站的安全稳定运行有重要意义。实验研究了不同振动和流动工况下垂直上升管气液两相流的含气率特性。结果表明,起伏振动对泡状流下的含气率影响比较明显,对弹状流、搅混流和环状流的影响较弱。整体来看,起伏振动导致泡状流的含气率增加,其他三种流型下的含气率减小。对静止管道内常用的含气率计算模型进行评价,发现现有含气率计算模型比较适用于起伏振动下含气率的计算,但对泡状流和弹状流下含气率的预测误差较大。考虑振动的影响,引入了液相Froude数,建立了考虑流型的含气率计算关系式,显著提高了起伏振动下含气率的预测准确度。

关键词：气液两相流起伏振动上升管含气率计算模型

基于电容传感器的液体管内含气率测量系统的研究

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传感器与微系统 2024年第3期43卷 52-55页

作者：柯伊宇许沧粟李孝禄杨孟洋李运堂陈源中国计量大学机电工程学院浙江杭州310018 浙江省智能制造质量大数据溯源与应用重点实验室浙江杭州310018 浙江大学能源工程学院(清洁能源利用国家重点实验室) 浙江杭州310027

电容传感器具有非侵入式、低成本、结构简单等特点,被广泛应用于液体管内含气率的测量。基于电容传感器,设计了含气率测量系统,对外径25mm、内径21mm液体管内含气率进行测量。为了验证含气率测量系统的准确性,搭建了可视化验证平台。对... 详细信息

电容传感器具有非侵入式、低成本、结构简单等特点,被广泛应用于液体管内含气率的测量。基于电容传感器,设计了含气率测量系统,对外径25mm、内径21mm液体管内含气率进行测量。为了验证含气率测量系统的准确性,搭建了可视化验证平台。对管内气液两相进行图像采集,对管道截面处的含气率进行计算;分析了视窗左右截面的含气率偏差,研究了采集位置偏差对验证方法有效性的影响。研究表明:通过传感器系统测量的含气率与图像处理得到的含气率吻合;视窗左右截面的平均含气率的偏差不超过3.097%。本研究设计的含气率测量系统的准确性较好,所提出的可视化验证方法能够有效地对含气率测量系统的准确性进行验证。

关键词：气液两相流含气率电容传感器可视化

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高压气液两相射流冲击破煤特性

湖南科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期39卷 11-17页

作者：郭晴宜李贺施式亮鲁义路洁心王正徐超平湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201

目前,水力割缝技术已经成为治理煤矿瓦斯灾害,实现煤层卸压增透的主要手段之一.高压气液两相射流作为一种新型高效的多介质强力射流,在冲蚀破岩性能上优于传统单介质射流.为了提高高压气液两相射流的破煤性能和卸压增透效果,通过改变高... 详细信息

目前,水力割缝技术已经成为治理煤矿瓦斯灾害,实现煤层卸压增透的主要手段之一.高压气液两相射流作为一种新型高效的多介质强力射流,在冲蚀破岩性能上优于传统单介质射流.为了提高高压气液两相射流的破煤性能和卸压增透效果,通过改变高压气液两相射流的含气率、射流压力、冲击靶距以及喷嘴直径等基本参数,并结合超声波系统,探究了关键参数对两相射流冲击破煤的影响.结果表明:高压气液两相射流的冲击侵蚀破煤比传统纯水射流效果更显著,并且当含气率F_(a)=30%,射流压力P_(w)=10 MPa,冲击靶距D_(s)=300 mm,喷嘴直径D_(n)=3.5 mm时,气液两相射流冲击破煤的效果更好.试验研究结果对于含气率、射流压力、冲击靶距及喷嘴直径等关键参数的选择提供了合理的参考,有效地提高了高压气液两相射流冲击破煤的效果.

关键词：高压气液两相射流破煤特性含气率射流压力冲击靶距喷嘴直径

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声空化条件下传动液体积弹性模量的时空演变

机床与液压 2024年第3期52卷 149-155页

作者：陈益宏许沧粟李孝禄李运堂陈源金杰庞文中国计量大学机电工程学院浙江杭州310018 浙江省智能制造质量大数据溯源与应用重点实验室浙江杭州310018 浙江大学能源工程系浙江杭州310027 中广核太阳能德令哈有限公司青海德令哈817000

传动液体积弹性模量代表介质的抗压缩能力,其动态变化会影响传动系统的精准调控。以含有空气和蒸汽的ISO 4113试验油为研究对象,建立传动管内体积弹性模量均相流模型和动态模型,考虑由传动液压缩引起的温度变化以及空化效应(空气空化、... 详细信息

传动液体积弹性模量代表介质的抗压缩能力,其动态变化会影响传动系统的精准调控。以含有空气和蒸汽的ISO 4113试验油为研究对象,建立传动管内体积弹性模量均相流模型和动态模型,考虑由传动液压缩引起的温度变化以及空化效应(空气空化、蒸汽空化和伪空化),在Roe格式分解和Steger Warming通量分裂法的基础上提出一种新的数值求解方法来预测不同空化区中压力和含气率的变化,并预测体积弹性模量的时空演变。讨论压力、含气率和温度对动态体积弹性模量的影响,并比较两种模型之间的区别。结果表明:在低压区,两种模型对动态体积弹性模量的预测结果基本吻合;当压力小于1 MPa,动态体积弹性模量随压力增大而增大,随初始含气率增大而减小,而初始温度对其影响不明显;当压力在1~10 MPa内,动态体积弹性模量随压力增大而快速增大,随初始含气率和温度增大而减小,其变化率不断减小;在初始含气率小于5%的条件下,动态模型预测的动态体积弹性模量-压力曲线更平滑;当压力大于10 MPa,在均相流模型中,动态体积弹性模量随压力增大呈线性缓慢增长趋势,而在动态模型中,由于气体不断溶解,动态体积弹性模量随压力增大而趋于稳定。对比发现,均相流模型适用于低压条件,而动态模型在高压区也同样适用。

关键词：动态体积弹性模量均相流模型动态模型空化效应含气率时空演变

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含气率对往复式油气混输泵排出性能影响

液压与气动 2022年第6期46卷 144-150页

作者：荆学敏魏修亭宫志康朱昶昊王永琪刘川山东理工大学机械工程学院山东淄博255000 山东金鹏石化设备有限公司山东淄博255200

为了研究含气率对往复式油气混输泵排出性能的影响及转速、含气率、流量的相互关系,基于标准k-ε湍流模型和混合多相流模型,采用计算流体力学软件中的动网格技术和用户自定义函数,在介质含气率不同时对混输泵的排出过程进行三维动态仿... 详细信息

为了研究含气率对往复式油气混输泵排出性能的影响及转速、含气率、流量的相互关系,基于标准k-ε湍流模型和混合多相流模型,采用计算流体力学软件中的动网格技术和用户自定义函数,在介质含气率不同时对混输泵的排出过程进行三维动态仿真模拟。结果表明:介质增压速度、最大流量、平均流量与含气率成反比。根据转速、含气率、流量关系曲线调节转速,使泵的流量与抽油机流量相匹配,为往复式油气混输泵性能参数的选择及现场应用提供数据参考。

关键词：油气混输泵含气率排出性能仿真

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基于滞止压力分布计算高压淹没水射流含气率

水动力学研究与进展（A辑） 2022年第3期37卷 317-325页

作者：刘剑王观石罗嗣海余健翔龙平江西理工大学资源与环境工程学院赣州341000 江西理工大学土木与测绘工程学院赣州341000

空化是高压淹没水射流的基本特征,气相的体积浓度对射流速度和侵蚀能力有重要影响。目前对空化机理研究不成熟,工程中对射流空化锥的含气率计算和定量测试均存在困难。该文基于高压淹没自由射流速度方程,射流横断面动量通量守恒和空化... 详细信息

空化是高压淹没水射流的基本特征,气相的体积浓度对射流速度和侵蚀能力有重要影响。目前对空化机理研究不成熟,工程中对射流空化锥的含气率计算和定量测试均存在困难。该文基于高压淹没自由射流速度方程,射流横断面动量通量守恒和空化泡的湍流减阻效应,得出射流涡黏系数和含气率的2次方相关,经验系数α和含气率的-5/2次方相关;并建立了射流横断面含气率分布与滞止压力的关系;再根据气泡的力学平衡和功能转换,建立绝热及空间受限条件下空化含气率和速度参数的-2次方相关的关系;结合试验测得射流滞止压力,计算出射流横断面上的速度分布、含气率分布以及相关的系数c_(1)和c_(2)。该文建立了通过测滞止压力分布推算高压淹没水射流速度和含气率分布的方法。

关键词：水射流空化减阻含气率滞止压力均相流