為了研究低溫膨脹機的壓力脈動特性,采用數(shù)值模擬方法對膨脹機水力模型進行數(shù)值模擬。首先通過定常數(shù)值模擬得到膨脹機的外特性,并將模擬結(jié)果與試驗結(jié)果進行對比,驗證了模擬結(jié)果的精確度,然后以定常數(shù)值模擬結(jié)果為基礎(chǔ)進行非定常數(shù)值模擬,得到導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪內(nèi)不同監(jiān)測點的時域圖,并通過快速傅里葉變換得到監(jiān)測點的頻域圖。結(jié)果表明:轉(zhuǎn)輪內(nèi)監(jiān)測點主頻與導(dǎo)葉葉片數(shù)對流體的影響一致,導(dǎo)葉內(nèi)監(jiān)測點主頻與轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)對流體的影響一致。監(jiān)測點主頻的幅值與監(jiān)測點的位置相關(guān),當(dāng)監(jiān)測點靠近導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪之間的無葉區(qū)時,幅值更大;與無葉區(qū)距離越遠,幅值越小,受到導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪之間動靜干涉的影響越小。研究結(jié)果可為低溫膨脹機的設(shè)計提供參考。（圖9,表1,參21） 

【文章來源】：油氣儲運. 2020,39(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

低溫膨脹機的水力計算模型圖

首先對膨脹機模型進行以低溫液氮為介質(zhì)的水力試驗，得到膨脹機的外特性數(shù)值。試驗臺主要包括液氮儲罐、增壓泵及低溫膨脹機（圖2）。為了驗證定常數(shù)值模擬的精度，將試驗結(jié)果與定常數(shù)值模擬結(jié)果進行對比（圖3）。結(jié)果表明：數(shù)值模擬與試驗所得的水頭和效率吻合較好，誤差均在5%以內(nèi)，說明模擬結(jié)果的精度較高。然后以定常數(shù)值模擬的結(jié)果作為非定常計算的初始值，并以轉(zhuǎn)輪每旋轉(zhuǎn)5°的時間作為一個時間步長（2.778×10-4 s），在導(dǎo)葉和轉(zhuǎn)輪內(nèi)布置監(jiān)測點（圖4,ST-P1～ST-P6分別為導(dǎo)葉上布置的監(jiān)測點，IM-P1～IM-P4分別對應(yīng)轉(zhuǎn)輪葉片壓力面從入口到出口處的監(jiān)測點，IM-S1～IM-S4分別對應(yīng)轉(zhuǎn)輪葉片吸力面從入口到出口處的監(jiān)測點）進行非定常數(shù)值模擬。圖3 低溫膨脹機模型數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果對比曲線

低溫膨脹機模型數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果對比曲線

【參考文獻】：
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本文編號：3114444