流體機械的案例
流體機械節能減排現狀和對策
流體機械是指以流體為工作介質，產生能量的機械設備，流體機械主要包括水輪機、汽輪機、燃氣輪機、膨脹機、風力機、泵、通風機、壓縮機、風動工具、氣動馬達、液壓馬達等。流體機械使用的能源大多是煤、石油、天然氣等燃料，流體機械將這些能源燃燒，產生熱能，然后再將熱能轉換成電能、機械能。隨著社會經濟的快速發展，流體機械消耗的能源也越來越多，為緩解能源緊張的現狀，必須加強流體機械的節能減排管理，下面就流體機械節能減排現狀及對策進行分析。
1. 我國流體機械能源消耗及節能減排現狀
1.1 流體機械能耗現狀
到目前，我國流體機械耗電量已經達到18271 億kW·h，在我國總耗電量中，達到50％。在流體機械中，風機、水泵、壓縮機等的能源消耗量最大，據不完全統計，我國目前擁有的水泵數量可達1400萬-1850 萬臺，這些水泵消耗的電能可以達到7255 億kW·h，水泵的耗電量達到全國電能消耗的25％；我國目前擁有的風機數量達到幾百萬臺，其功率為1000 萬-2000 萬kW，風機的耗電量達到3451億kW·h，占全國耗電量的13％；而壓縮機的耗電量可達3115 億kW·h，占全國耗電量的10％。由此可見，目前我國流體機械能耗十分嚴重，加強流體機械的節能顯得刻不容緩。
1.2 流體機械節能現狀
據不完全統計，到目前為止，我國流體機械節省電能達到1013億kW·h，在全國電能節能中達到80％，其中水泵節省電能654 億kW·h，占全國電能節省的52％；風機節省電能165 億kW·h，占全國電能節省的12.3％；壓縮機節省電能169 億kW·h，占全國電能節省的13.4％。
展開 『分享』流體機械中浸液轉子動力學特性的研究
基于大間隙環流中轉子運動的理論模型, 應用數值方法研究了流體機械中浸在大間隙環流中偏心
轉子的動力學特性。研究結果表明: 慣性耦合動力學效應已不可忽略; 偏心率、轉子轉速及壁面粗糙度等參數
是影響大間隙環流中偏心轉子動力學特性的重要參數
流體機械中浸液轉子動力學特性的研究.pdf
流體機械中浸液轉子動力學特性的研究
摘 要: 基于大間隙環流中轉子運動的理論模型, 應用數值方法研究了流體機械中浸在大間隙環流中偏心
轉子的動力學特性。研究結果表明: 慣性耦合動力學效應已不可忽略; 偏心率、轉子轉速及壁面粗糙度等參數
是影響大間隙環流中偏心轉子動力學特性的重要參數。圖4 參4
關鍵詞: 流體機械; 液體環流; 轉子動力學; 數值方法
【流體機械專欄】考慮簧 片閥耦合的往復活塞壓縮機三維瞬態CFD分析
Simerics MP+軟件專注于容積式流體機械（如泵和壓縮機）的CFD仿真，將往復壓縮機三維CFD網格劃分和求解方法模板化，解決了軟件易用性和穩定性的問題。
有關流體力學各類網址
Institutes and Societies
機械工程研究會
http://www.vlme.com/special.html
流體機械 CFD及其應用
53.
學液壓要知道的幾個流體動力學公式
1.連續性方程
使用條件：①穩定流;②流體是不可壓縮的
2.理想流體伯努利方程
使用條件： ① 質量力只有重力; ② 理想流體;③穩定流動
3.實際流體總流的伯努利方程
使用條件： ① 質量力只有重力; ② 穩定流動;③不可壓縮流體;④緩變流;⑤流量為常數
4.系統中有流體機械的伯努利方程
使用條件： ① 質量力只有重力; ② 穩定流動;③不可壓縮流體;④緩變流;⑤流量為常數
5.穩定流的動量方程
符號意義
A1，A2———任意兩斷面面積，m2
v1，v2———任意兩斷面平均流速，m / s
Q1，Q2———通過任意兩斷面的流量，m3 / s
Z1，Z2———斷面中心距基準面的垂直高度，m
α———動能修正系數，一般工程計算可取，α1 = α2≈ 1
hw———總流斷面 A1 及 A2 之間單位重力流體的平均能量損失，m
H0———單位重力流體從流體機械獲得的能量(H0 為“+”)，或單位重力流體供給流體機械的能量(H0 為“-”)，m
∑F———作用于流體段上的所有外力，N
展開 液壓泵與馬達中的摩擦副
液壓泵與液壓馬達是一種容積式流體機械，這類機械的特點是靠容積的改變來建立壓力和輸送流量的，而容積的改變又是靠轉子部件和定子部件的既緊密接觸又相對滑動來實現的。因此，在這類機械中存在著許多摩擦副，這是容積式流體機械與動力式流體機械（如離心泵、液力變矩器與耦合器等）最根本的差別。
液壓泵和液壓馬達中的摩擦副
1. 密封作用：滑動面的摩擦副要構成一個密封面，否則會造成高壓大量泄漏，降低容積效率，甚至不能建立要求的壓力。
2. 潤滑作用：滑動面的相對運動，如不能形成必要的潤滑條件，則摩擦副很快就磨損，甚至燒壞。
3. 力的傳遞作用：摩擦副的一方往往有很大的力傳遞給另一方，而力的大小一般是和泵或馬達的壓力負載成正比的。
展開 應用CFD數值模擬對離心通風機葉輪進行設計分析
這就要求設計者必須詳細掌握流體機械性能和內部流動狀況，從而給流體機械內部流動理論和試驗研究提出了新的課題。而大型商用CFD軟件的出現給風機的數值模擬帶來了極大的便利，使人們對風機內部流場有了更深入地了解。
在設計制造流體機械時，一般的過程為設計、樣機性能試驗、制造。如果采用CFD方法通過計算機進行樣機性能試驗，能夠很好地在圖紙設計階段，預測流體機械的性能和內部流動產生的漩渦、二次流、邊界層分離、尾流、葉片顫振等不良現象，力求將可能發生故障的隱患消滅在圖紙設計階段，在一定程度上取代了試驗，以達到降低成本、縮短研制周期的目的。
本次優化設計，采用FloWorks軟件對公司老產品9-26系列外徑為1120mm的葉輪內部流體運動進行全三維的數值模擬，并將數值模擬計算結果與試驗結果進行了對比，同時對葉輪內部流場進行了分析，為改進流體機械提供依據。
1、
數值模擬
采用 SolidWorks 軟件進行幾何建模和網格劃分。
展開 容積式旋轉機械前處理網格劃分工具TwinMesh應用介紹
容積式流體機械是通過運動部件和靜止部件之間的容積周期性變化來和流體進行能量交換的機械，機械和流體之間的相互作用力主要是靜壓力，主要應用于高壓小流量的場合。容積式流體機械按照運動形式可分為往復式和回轉式兩大類。往復式主要以活塞為主，而回轉式則有多種形式，如齒輪、羅茨、螺桿、渦旋等等。
容積式旋轉機械應用范圍十分廣泛，化工、油氣、食品、液壓、制冷等各種工程領域都會涉及。
對于此類旋轉機械的CFD仿真計算來說，由于工作腔內幾何結構復雜，內部流體區域隨著轉子轉動在不停地發生變化，同時又存在極小的間隙，這就使得對網格的要求極為苛刻，需要高質量、快速的網格生成工具，來滿足求解器準確地預測主流流動、邊界層流動和間隙內的流動。
德國CFX-Berlin公司在多年的容積式旋轉機械仿真咨詢經驗的基礎上開發出了一款高效的前處理網格劃分工具——TwinMesh。
TwinMesh是針對容積式旋轉機械內部流動仿真的網格生成工具，該工具可自動生成高質量的六面體網格，與ANSYS CFX求解器結合，可以對齒輪泵、羅茨泵、擺線泵、雙螺桿式壓縮機/膨脹機/泵、偏心螺桿泵、渦旋壓縮機/膨脹機、汪克爾轉子發動機、滑片泵等容積式流體機械實現其內部流場的CFD仿真。
TwinMesh網格應用的各類模板
首先我們來看一下TwinMesh和ANSYS CFX是如何協作來完成容積式旋轉機械的流動仿真問題。
前處理中，轉子部分的六面體網格由TwinMesh創建，非轉子部件可由ANSYS Meshing /ICEM CFD等模塊生成網格，在TwinMesh中可一鍵生成CFX的求解def文件進行計算。
展開 流體力學--研究機構
荷蘭Eindhoven科技大學流體力學實驗室(fluid dynamics laborary of Eindhoven University of Technology)
http://www.fluid.tue.nl/
流體力學和熱傳導的科研和教育機構,主要研究渦,湍流及空氣動力學
15. 美國FLOMETRICS公司(FLOMETRICS)
http://www.flometrics.com/
研究流體力學,熱力學,自動控制和測量設備的工業公司 研究領域包括CFD,實驗,理論及流體機械設備
16.瑞士 機械及機械處理工程 能源系統試驗室 (ETH Zentrum, Mechanical and Process Engineering, Energy Systems Laboratory )
http://www.les.iet.ethz.ch/
內容：研究建筑物內的空氣流動，燃燒，能源和環境問題。
17.瑞士 機械及機械處理工程 渦輪機械試驗室 (ETH Zentrum, Mechanical and Process Engineering, Turbomachinery Laboratory )
http://www.lsm.iet.ethz.ch/lsm/
提供研究及人員信息的摘要。
18.瑞士 機械工程 壓力機械及流體力學實驗室 (EPFL, Mechanical Engineering, Hydraulic Machines and Fluid Mechanics )
http://imhefwww.epfl.ch/
介紹流體力學實驗室(LMF)在CFD方面的工作。
展開 使用工程流體動力學（EFD）軟件加快機械設計
關于如何在機械設計應用中使用工程流體動力學技術的更多信息，敬請聯系你當地的Flomerics分公司。登陸www.flomerics.com網站查詢所有分公司或代理商。
招收兼職（全職）CAE，待遇從優，主要為工程流體機械分析
公司招聘CAE兼職（全職）分析，公司主要需要幫助分析疲勞分析，螺紋耦合分析。歡迎各位專家指導咨詢啊，聯系電話15895038306.
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案例分享 | 利用MSC Cradle進行包含翼端渦流區域的螺旋槳氣穴的預測
氣穴現象的仿真
流體機械里氣穴現象是導致性能降低，振動，腐蝕的重要原因。
因此，利用CFD仿真來預測氣穴的發生范圍對流體機械的設計開發很重要。
本研究中，利用CFD仿真對船舶的螺旋槳周圍的氣穴，尤其是翼端部渦流的再現進行了預測，并進行了仿真結果與實驗的比較[1]。
[1] Fujiyama, K. et al, smp'11 Workshop on Cavitation and Propeller Performance, 2011
氣穴發生范圍的預測
自適應網格生成
翼端渦流區域的表現
小結
通過利用MSC Cradle
進行了船用螺旋槳周圍的氣穴發生以及由此引起的推力變化的高精度預測。
另外，利用自適應網格劃分
功能，再現了翼端渦流氣穴的局部現象。
（此
文由MSC Cradle技術部提供
）
展開 【流體】 完美的渦輪機械網格劃分，你需要這5條建議
將流體域離散為包含四邊形/六面體、三角形/四面體以及棱柱體等細小單元的過程稱之為網格劃分，而對旋轉機器/渦輪機械進行網格劃分則是CFD玩家們公認的最復雜和最具挑戰性的工作之一。
對渦輪/旋轉機械進行網格劃分分為以下步驟：
1 選擇網格類型
為了模擬得到精確的流場，渦輪機械的CFD計算需要高質量的六面體網格。基于多塊（Multi-block）方法的結構化六面體網格比非結構的四面體網格具有下列優勢：
● 更少的網格單元數目
● 更高的計算精度
● 高解析度的邊界層網格
● 允許比非結構網格具有更大的縱橫比（aspect ratio）
當網格與流動方向對齊時，結構化網格可以顯著減小計算誤差。但是當幾何變得復雜時，網格的質量會下降。所以，在CAD幾何文件清理之后，就應該著手探究生成多塊結構化六面體網格的可行性。
對復雜的或者奇形怪狀的幾何，六面體網格很難生成，非結構四面體網格應運而生。這種情況下，在邊界附近生成高質量的棱柱層網格變得尤其重要，這對求解邊界層流動以及保持湍流模型所需的Yplus值意義重大。
在一些情況下，我們也需要混合網格，例如，葉輪（旋轉域）區域采用六面體網格，而渦殼（靜止域）區域則采用四面體+棱柱層網格。這種情況下，則可能產生非共形交界面（non-conformal interface）。
通常，多塊六面體網格較多用于軸流（axial flow）機械，而混合網格則多用于徑向流/離心流（radial/centrifugal）以及混合流動機械。
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