陈健
- 作品数：14 被引量：79H指数：7
- 供职机构：江苏大学流体机械工程技术研究中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏高校优势学科建设工程项目江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目更多>>
- 相关领域：机械工程理学农业科学轻工技术与工程更多>>
- 雷诺数修正的潮流能水轮机水动力特性算法完善被引量：1
- 2018年
- 为提高潮流能水轮机的能量转换效率,该文基于叶素动量定理（BEM）,采用Goldstein叶尖损失修正因子,引入叶片局部雷诺数变量,系统分析该变量对二维水翼动力学参数的影响,并对经典的BEM方法中叶素升力系数以及阻力系数的计算进行修正,提出BEM修正算法——RE_BEM算法,并将改进的算法的计算结果与拖曳水洞实验进行对比验证。研究结果表明,在不同的叶尖速度比（TSR）下,潮流能水轮机的能量系数以及轴向力系数预测准确性得到提高。与未考虑局部雷诺数BEM理论软件计算结果,考虑局部雷诺数的影响后,在TSR为9和10时,其能量系数计算的结果误差由原来的12%和32%降低到3%和8%。
- 张德胜陈健石磊施卫东耿琳琳
- 关键词：水轮机水翼雷诺数
- 轴流泵叶顶泄漏涡空化的数值模拟与可视化实验研究被引量：14
- 2014年
- 该文以某一等比例缩放模型泵为研究对象,采用修正的SST k-ω湍流模型和空化模型,对额定工况下轴流泵叶顶泄漏涡空化流进行了数值模拟,并与高速摄影结果进行了对比分析。探讨了叶顶区域泄漏涡空化流场结构,揭示了不同空化数下空化发生位置和空泡形态演变过程。研究结果表明,改进的数值模拟方法准确计算了叶顶区域空化流场的流动结构;轴流泵的初生空化为叶顶间隙空化和叶顶泄漏涡空化,随着空化数σ降低,叶顶泄漏涡卷吸区也出现了剪切层空化;在空化数较小工况下,沿着叶片吸力面在轴向形成空泡云,并在叶片尾缘存在周期性的空泡脱落和爆破过程,破坏了流动稳定性,并诱导产生空化噪声。
- 张德胜陈健张光建施卫东潘大志
- 关键词：轴流泵数值模拟空化高速摄影
- 轴流泵叶轮叶顶区空化特性试验分析被引量：14
- 2016年
- 为了研究叶顶区空化特性,以某一模型轴流泵为研究对象,利用高速摄影试验,探讨不同叶片数下泵的水力性能和空化性能、不同流量下的叶顶泄漏涡轨迹、不同空化数下的叶顶空化形态以及叶顶区空化发展瞬态特性.试验结果表明,适当增加叶片数,泵的水力性能和空化性会更好;在小流量工况下,叶顶更易发生空化初生;随着流量的增大,叶顶泄漏涡轨迹与叶片吸力面的夹角逐渐减小,同时泄漏涡初生点逐渐向叶顶尾缘移动;在叶顶三角形云状空化尾缘产生云状空化涡,受到叶顶泄漏涡的卷吸,与叶顶泄漏涡涡带尾缘脱落的空化涡相互作用混合,沿着几乎垂直叶片的方向向相邻叶片的压力面移动,造成了流道的堵塞,降低了泵的水力性能.垂直云状空化涡堵塞流道,引起叶顶区流量减小,造成叶顶间隙空化减少以及与叶顶区相连的三角形云状空化的宽度减小.
- 张德胜石磊陈健潘强施卫东
- 关键词：轴流泵高速摄影
- 绿麦芽喷动干燥技术研究被引量：5
- 2005年
- 喷动床具有类似于稀相流化床的喷动区和类似于逆流密相移动床的环形区,结构简单,传热传质效果好,可以考虑将其应用到绿麦芽干燥过程,以取代现有的耗时长、传热传质不均匀的固定床干燥工艺。为此,设计和试验了绿麦芽喷动床干燥机,其柱体内径为180mm,高为700mm,锥体部分高为100mm,锥角为90°,气体入口管内径为25mm。在每次装料量为3kg绿麦芽,空气流量为100m3/h的条件下,研究了9种绿麦芽的喷动干燥工艺,并对干燥产品的质量进行了多指标的检测。结果表明,较好的麦芽喷动干燥工艺为:60℃热空气干燥4h后,85℃热空气加热麦芽使其升温至80℃,最后再使用85℃热空气焙焦2.5h。整个喷动干燥过程用时8h,与传统工艺18～20h相比,干燥时间明显缩短。能耗量约为5700kJ/kg水,相对于一般麦芽厂的能耗节约了大约30%。产品麦芽的含水率为4.74%(湿基),色度(欧洲啤酒协会)为4.25,浸出率为81%,α-氨基氮为157.6mg/(100g),粗细粉差为1.5%,糖化时间为9min,都达到优等浅色麦芽的指标。
- 刘伟民李小果陈健糜茂俊徐圣言
- 关键词：喷动床绿麦芽
- 基于PANS模型的轴流泵叶顶空化特性被引量：8
- 2016年
- 以某一等比例缩放模型为研究对象,采用一种局部时均化模型（PANS）和Zwart空化模型,对额定工况某一特定汽蚀余量下的轴流泵叶顶空化流进行了数值模拟,并与高速摄影试验进行了对比.探讨了叶顶区不同的空化类型和泄漏涡系,找到了叶顶泄漏涡最易发生空化的位置,分析了不同叶片弦长系数截面空化流场.研究结果表明,模拟得到的空化性能曲线与试验值吻合较好,最大误差为5.8%;利用旋涡强度方法,得出了叶顶泄漏涡涡心在弦长系数为0.30-0.35时,有最大旋涡强度系数和最小压力系数,表明此处是最易于发生空化的位置;叶顶空化的形成及发展通常伴随着涡结构的演变,泄漏涡在向相邻叶片的压力面运动时,由于与壁面的相互作用,会诱导反向旋转的旋涡,而在叶片出口处,也会形成脱离涡和诱导涡,脱离涡会向相邻叶片的压力面运动,造成相邻叶片压力面的载荷变化.
- 石磊张德胜陈健耿琳琳刘俊龙施卫东
- 关键词：轴流泵高速摄影
- 基于大涡模拟的轴流泵叶顶泄漏涡瞬态特性分析被引量：11
- 2015年
- 为了深入掌握轴流泵叶顶区湍流特性,采用大涡模拟方法对某一模型轴流泵内部非定常流动进行了数值模拟。根据时域和频域特性图,分析间隙内压差和泄漏速度之间的关联现象,讨论了叶顶间隙内泄漏流的瞬态特性。根据三维泄漏涡结构,揭示了轴流泵叶顶区不同类型的涡系,叶顶泄漏涡带在剪切层内涡丝动力的驱动下逐渐变长,然后与射流剪切层分离;叶顶间隙内涡团的瞬态变化大于叶顶泄漏涡的周期性变化,导致剪切层内的小尺度涡的生成周期时间较短,其在主泄漏涡带上方形成了小尺度泄漏流涡带。从叶顶轴平面的涡结构可发现,随着弦长系数的增大,剪切层内的分离涡不断被分离并且被叶顶泄漏涡卷吸,在主泄漏涡向相邻叶片压力面的运动过程中,其涡量不断减小,并且在转轮室端壁面附近不断诱导各种尺度的涡产生。
- 张德胜石磊陈健耿琳琳吴苏青
- 关键词：湍流大涡模拟瞬态特性
- 基于DCMFBM模型的轴流泵叶顶区云状空化脱落预测被引量：4
- 2016年
- 为了深入研究轴流泵叶顶区云状空化非定常脱落过程,应用二次开发技术将基于密度修正的RNG k-ε湍流模型的滤波器模型(Density correction method filter based model,DCMFBM))嵌入商业软件ANSYS CFX中进行数值模拟,并将模拟的结果与高速摄影试验作对比。数值模拟结果表明,DCMFBM模型能够成功地预测叶顶区云状空化尾缘空穴的周期性脱落过程,与试验值吻合较好。随着叶片的转动,脱落的空穴向相邻叶片的压力面运动,运动过程中的破裂消失不仅影响了相邻叶片压力面载荷分布,同时会影响自身叶片吸力面载荷分布;由于轮毂与叶片的相互作用,形成了从轮毂到轮缘的径向射流,径向射流在运动到靠近叶顶区时,会冲击叶顶区空穴表面,造成叶顶区空穴的脱落,同时径向射流最终被叶顶泄漏涡吸收。
- 张德胜石磊陈健耿琳琳刘俊龙
- 关键词：轴流泵云状空化高速摄影
- 轴流泵叶顶泄漏涡与垂直涡空化特性被引量：9
- 2018年
- 该文利用高速摄影和压力脉动测量结果,以某一模型轴流泵为研究对象,研究了轴流泵叶顶涡空化机理,探讨了不同流量、不同空化数下的叶顶空化形态及垂直空化涡发展的瞬态特性,分析了叶顶空化形态与压力脉动结果之间的关系。试验结果表明,小流量(0.6~0.8)Qopt(Qopt=365 m3/h)工况下,更易空化初生且叶顶空化形态更不稳定,随着空化数的降低,叶顶空化更加剧烈;垂直空化涡自叶顶三角形云状空化尾缘脱落,垂直于叶片压力面向相邻叶片移动,造成流道堵塞,影响泵的水力性能。随着流量的降低,垂直空化涡初生点向叶顶尾缘移动;减小空化数,其尺度与强度增大。压力脉动与空化结构图像对比表明,叶片吸力面为传感器所在圆周压力最低处。叶顶空化区为低压区范围,在大流量1.2Qopt工况下,叶顶泄漏涡涡带为狭长的低压区。随着流量与空化数的降低,叶顶泄漏涡与叶顶相连形成三角形空化云,形成较大范围的低压区。垂直空化涡的脱落使得云状空化面积减小,低压区范围减小。垂直空化涡向相邻叶片压力面移动中,与脱落的叶顶泄漏涡尾缘混合作用,使压力回升过程中产生波动。空化结构对轴流泵叶轮叶顶区压力具有重要影响。
- 沈熙张德胜刘安金永鑫陈健施卫东
- 关键词：空化高速摄影压力脉动
- 不同叶顶间隙下轴流泵叶顶泄漏涡的大涡模拟及实验研究
- 本研究采用大涡模拟研究了不同间隙尺寸对轴流泵叶顶泄漏流及泄漏涡的影响,并结合高速摄影试验验证结果的准确性。对网格的过滤尺度进行验证,以保证不同间隙下的叶轮流道叶顶区内部网格尺度位于惯性子区内,使80%的湍动能得以直接求解...
- 沈熙张德胜金永鑫陈健
- 关键词：大涡模拟高速摄影
- 文献传递
- 轴流泵叶顶泄漏涡及其空化的数值模拟与可视化试验被引量：10
- 2017年
- 为了研究叶顶泄漏涡的三维结构及其空化特性,该文以某一轴流泵模型为研究对象,利用修正的滤波器模型(Modified Filter-based Model,MFBM)对轴流泵叶顶间隙流动进行数值模拟,并与试验进行对比。结果表明修正后的湍流模型可以很好地预测泵的水力性能和空化性能。该文通过轴向速度和湍动能分布,详细地解释了不同工况下叶顶间隙内的流场结构。利用最小张量法则,可以判别叶顶区的空化初生现象,且结果与利用最大旋涡准则预测的涡心涡量和压力分布相一致。通过叶顶区的三维涡量分布,揭示了叶顶泄漏涡的三维卷吸过程,表明了叶顶泄漏涡的空间结构。利用数值模拟和可视化试验,说明了叶顶空化涡的类型及其演变过程,尤其是叶片出口处几乎垂直于叶片吸力面的大尺度空化云结构,其初生机理及其诱导的流动失稳等现象将是今后研究的重点。
- 张德胜石磊陈健金永鑫施卫东
- 关键词：轴流泵空化数值模拟可视化试验
