周岭
- 作品数：57 被引量：455H指数：14
- 供职机构：江苏大学更多>>
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- 相关领域：机械工程农业科学水利工程石油与天然气工程更多>>
- 基于DEM的流化床气固两相流瞬态数值模拟与验证被引量：7
- 2017年
- 为了突破均相流模型不能全面考虑颗粒碰撞过程中受力的瓶颈,采用基于欧拉-拉格朗日方法的DEM离散元模拟方法,对准三维鼓泡流化床起始阶段的气固两相运动进行了瞬态数值模拟.结合流化床起始过程的高速摄影试验结果,从床层高度、空泡大小的变化以及颗粒相运动特性等角度对比分析了试验结果和数值计算结果.发现在流化床鼓泡的初始阶段,DEM模型的预测结果和试验结果吻合较好,床层高度和空泡形态基本一致;在流化床内由于高速气流和颗粒相互作用产生的空泡临近破碎的阶段,DEM预测的空泡直径和床层高度均小于试验测量结果.但是从整体流体动形态以及颗粒运动轨迹等角度,DEM模型能够较为准确地对稠密两相流进行求解,同时也能较好地描述气固流化床内的动力学特性,研究结果对工程实际具有重要的指导意义.
- 施卫东张铃杰周岭陆伟刚
- 关键词：流化床气固两相流数值模拟
- 基于不同曳力模型的鼓泡流化床CFD-DEM数值模拟与试验研究被引量：7
- 2022年
- 为了准确选择稠密气固两相流中的曳力模型以提高数值模拟结果的准确性,基于CFD-DEM双向耦合方法,采用现阶段气固流化床数值模拟中常用的Ergun,Wen&Yu,Syamal-O′Brien,Gidaspow,Di Felice以及Huilin&Gidaspow共6种曳力模型开展数值模拟,将其与高速摄影试验测得的床层高度、空泡形态、直径以及压力波动等运动特征进行对比.对于中等表观气速v=350 L/min的气固两相流动系统中,这6种曳力模型在描述空泡形态与床层高度的变化方面差异较大;Di Felice模型没能够预测出鼓泡破碎后出现的二级小气泡,而Ergun模型则较高估计了床层高度的变化,综合对比发现:Gidaspow模型虽然略微低估了二级小空泡直径的变化,但是在空泡形态和压力波动与试验吻合较好.在基于DEM的流化床数值模拟中,Gidaspow模型能够对稠密气固两相流动进行较为准确的预测.
- 白玲韩晨徐云峰周岭张铃杰施卫东
- 关键词：气固两相流数值模拟
- 混流泵非均匀轮缘间隙流场数值计算被引量：4
- 2016年
- 为了研究非均匀轮缘间隙下混流泵叶轮内部流场,基于RNG k-ε模型,采用SIMPLEC算法对混流泵在0、0.3、0.5 mm偏心距下的内流场进行数值模拟,对比分析了有、无偏心状态下混流泵外特性、叶片表面静压分布、周向压力和湍动能分布以及轮缘间隙流场的流线分布。研究结果表明,数值模拟采用的网格类型、湍流模型能够较为准确地计算混流泵的内部流动特性。0.5 mm偏心距下混流泵扬程最大下降了9.8%,设计工况点效率下降了4.3%,高效点向大流量偏移;偏心对混流泵叶轮进出口压力分布影响较大,靠近偏心一侧的叶片出口轮缘处压力分布呈现沿径向梯度分布趋势且周向压力分布严重不均;非均匀轮缘间隙严重干扰了端壁区流场,使轮缘间隙流场的泄漏流、二次流等不稳定流动现象明显增多,湍动能耗散随着偏心距增大不断加剧,水力损失增大,是造成效率下降的主要因素。
- 李伟季磊磊施卫东张扬周岭
- 关键词：混流泵偏心距
- 导叶叶片数对井用潜水泵性能的影响被引量：15
- 2016年
- 选取一典型井用混流式潜水泵作为研究对象,借助数值模拟和试验测量的方法研究导叶叶片数对井用潜水泵性能的影响。在导叶叶片型线不变的情况下,通过调整叶片数6、7、8共3个方案进行数值模拟。以单级泵模型建立计算域,划分高密度结构化网格,通过网格无关性分析确定了合适的网格划分方案。基于SST k-ω湍流模型和标准壁面函数进行多工况数值模拟,对不同叶片数方案的泵性能预测结果进行了对比。证实在小流量工况下,叶片数的增加提高了导叶叶片流道内整流效果,泵的扬程随叶片数的增加而提高。然而在大流量工况下,过多的叶片会占据更多的流道面积,并产生较大的水力损失。7叶片方案的进口面积与叶轮出口面积匹配较好,水力损失较小。将7叶片方案进行了加工制造和样机性能试验,试验结果表明模型泵性能优秀,高效区宽且具有无过载特性。数值模拟预测的扬程和功率均略高于试验结果,预测的泵效率与试验值基本一致,两者随流量变化的整体趋势基本一致,证实本文数值模拟具有一定的精度。
- 周岭白玲杨阳施卫东陆伟刚
- 关键词：井用潜水泵水力损失数值模拟
- 基于准稳态假设的混流泵启动特性分析被引量：6
- 2016年
- 为了研究混流泵启动过程的准稳态性能,该文以瞬态外特性试验性能参数为依据,获得了混流泵准稳态计算的外特性曲线和无量纲扬程瞬态性能曲线,通过对3种转速下的压力场、速度矢量分析,总结出准稳态计算混流泵内部流动的一般性规律并与粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)测量的瞬态内部流场进行对比。研究发现,准稳态计算扬程呈现直线上升趋势,并随着体积流量的增大逐步偏离试验扬程;3种转速下泵内压力具有相同的分布趋势,叶轮进口截面相对速度矢量近似满足相似定律,并在低转速下出现大尺度的叶顶泄漏涡。与无量纲瞬态性能一致,瞬态PIV测量结果呈现出明显不同于准稳态工况的瞬态效应:在0.75 s时准稳态计算中叶顶泄漏明显,在外缘形成泄漏涡和进口边回流,而瞬态PIV测量中端壁区边界层正从层流向湍流发展;在1.07 s时准稳态计算中叶轮进口速度分布较为均匀,而瞬态PIV测量中流体在惯性力作用下呈现从轮毂向轮缘运动的趋势,卷吸效应较为明显;在1.35 s时准稳态计算结果与1.07 s时的速度场分布较为相似,而瞬态PIV测量中加速的卷吸效应更为显著,外缘高速流动区域随着转速的增加不断增大。该研究可为考证准稳态假设方法的准确度和揭示混流泵启动过程瞬态内部流动特性提供参考。
- 李伟季磊磊施卫东李维强周岭蒋小平
- 关键词：计算机仿真混流泵启动过程瞬态特性
- 高效井用潜水泵基础理论研究与系列产品开发
- 施卫东周岭王川张启华陆伟刚朱军许建强史志华余学军白玲黄学军陈建华谭林伟王洪亮刘伟
- 井用潜水泵(深井离心泵)是抽取地下水的主要设备，广泛应用于农田排灌、地热利用、自来水供应、高层建筑给水、石油开采等领域。随着全球淡水资源日益匮乏，局部干旱逐年加剧，地下水水位逐渐降低，地热利用等新能源推广日益加大，广大用...
- 关键词：
- 关键词：潜水泵推力轴承地热利用
- 潜水泵缩比模型的相似性验证与内部流场分析被引量：10
- 2017年
- 相似换算设计法是离心泵设计中最常用的方法之一。为了验证缩比模型的相似性,该文选取一典型井用潜水泵作为模型泵,基于缩比模型换算法获得设计泵,借助数值模拟与性能试验的方法,研究设计泵与模型泵的相似性,并分析两者内部流场的差异与规律。采用Ansys CFX软件分别对设计泵和模型泵进行数值模拟,以两级泵模型建立计算域,划分结构化网格,基于标准k-?湍流模型和标准壁面函数进行多工况数值模拟,分别对设计泵和模型泵进行了性能预测,并对预测结果进行了对比分析。结果表明:较于模型泵,设计泵的最大功率点向大流量工况偏移,且最大功率与额定功率的比值有所上升,但其仍具有较好的无过载特性。模型泵数值预测与试验结果的对比表明,在额定流量下,数值模拟预测的扬程低于试验结果 0.79%,功率低于试验值5.2%,效率高于试验值2.78%,且两者随流量变化的趋势基本一致,说明该文的数值计算结果具有一定的准确性。缩比模型在0.4~1.6倍额定流量工况范围内,扬程、效率和功率随流量变化趋势基本一致,设计泵与模型泵满足相似换算准则,模型等比例缩放法能够满足深井离心泵的水力设计要求。
- 施卫东杨阳周岭陆伟刚潘波
- 关键词：数值模拟水力损失
- 轴流泵叶轮区域空化特性数值模拟被引量：31
- 2012年
- 为了研究轴流泵内部叶轮区域空化特性,该文基于ANSYSCFX软件,分别应用Standardκ-ε,RNGκ-ε,κ-ω和SSTκ-ω湍流模型、均质多相流模型,对比转数ns=1033轴流泵在不同工况下进行全流道数值计算,将模拟值与试验结果进行对比分析,验证不同湍流模型及多相流模型的适应性并探究叶轮区域的空化特性。结果表明:在设计工况下,基于κ-ω湍流模型较其他3种湍流模型计算准确,临界汽蚀余量NPSHc计算值与试验结果误差为6.32%,可以较好反映轴流泵内部空化特性。随着有效汽蚀余量NPSH值的减小,空化首先在叶片背面进口靠近轮缘处发生,然后沿着主流方向往叶片中部发展直至充满整个流道,在临界汽蚀余量工况下,叶片中部区域空化面积较大,空化较严重时,叶片背面流线在叶片后部较紊乱,在靠近轮毂处形成漩涡微团,并向轮缘处移动,同时引起叶轮出口截面处轴面速度分布不均匀,增加了叶轮区域流场的紊乱性,揭示了叶轮区域内部空化流动特性。
- 施卫东李通通张德胜王国涛周岭
- 关键词：轴流泵空化湍流数值模拟
- 叶轮与导叶叶片数匹配对井用潜水泵性能的影响被引量：8
- 2018年
- 叶轮与导叶叶片数对泵的扬程、效率等都具有较大的影响。选取250QJ140型井用潜水泵作为研究对象,采用数值计算与试验相结合的方法,在叶轮与导叶叶片数组合变化下,对井用潜水泵的性能变化规律和内部流场分布进行了研究。基于不改变其他几何参数的原则,建立16组不同叶片数组合的两级井用潜水泵模型。采用ANSYS ICEM软件对各组模型分别进行了结构化网格划分,进而在ANSYS CFX商用软件中对各组模型进行了多工况定常数值计算。各组数值计算均选用标准k-ω湍流模型和标准壁面函数,获得了各组模型在不同工况下的性能预测值。通过各组方案性能预测值的对比可以发现:在额定流量工况下,当叶轮与导叶叶片数均为7时,井用潜水泵模型的效率最高。在小流量工况和大流量工况下,泵内的介质流动角度发生了变化。在小流量工况下,增加叶轮与导叶的叶片数可以提高叶片对于液体介质的整流,进而提高井用潜水泵性能;在大流量工况下,较少的叶轮与导叶叶片数更能减轻叶片对液体介质的排挤作用。将大流量工况下性能较好的方案6进行了样机制造和性能试验,结果表明,模型性能较好,在额定流量工况下,扬程预测值比试验结果低2.4%,轴功率预测值比试验结果低1.6%,效率预测值比试验结果高1.1%,数值预测结果与试验结果随流量的整体变化趋势一致,证实了本文中数值计算的准确性。
- 王洪亮施卫东杨阳周岭陆伟刚
- 关键词：井用潜水泵叶轮导叶叶片数数值模拟
- 新型节能节材井用潜水泵的研究
- 井用潜水泵是抽取深井地下水的主要设备，广泛应用于农田灌溉和地热开发。节能减排是国家的基本国策，如何提高泵效率，减小不必要的能耗已成为相关制造企业及科研工作者的共同课题。新型井用潜水泵采用叶轮极大直径设计法，使井用潜水泵的...
- 陆伟刚周岭施卫东
- 关键词：井用潜水泵叶轮
- 文献传递
