张永学
- 作品数：58 被引量：399H指数：10
- 供职机构：中国石油大学（北京）机械与储运工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重大技术装备创新研制项目中国石油化工集团公司科技攻关项目更多>>
- 相关领域：机械工程石油与天然气工程动力工程及工程热物理理学更多>>
- 低比转速离心泵叶轮的水力设计数值方法被引量：9
- 2011年
- 低比转速离心泵叶轮因扬程高、流量小、流道长而使内流状态复杂,其水力设计普遍采用基于相似理论的方法,叶轮水力性能高度依赖叶轮模型和设计者的经验。综合考虑相似理论设计经验成熟和叶轮空间流动理论设计的优势,采用二元流动理论,应用准正交线法绘制轴面流网,结合欧拉能量方程,进行轴面速度的迭代计算,根据轴面速度的分布要求,不断优化轴面流道轮廓,用贝塞尔曲线对叶片头尾部进行修圆,依据该方法编制的程序完成比转速为67的叶轮水力设计。结果表明:通过对相关参数的调整可实现低比转速离心泵叶轮的快速设计,设计所得叶片表面数据齐全,便于数控机床加工制造,还可结合各种优化程序对叶轮进行优化设计。
- 周鑫张永学姬忠礼江翠伟
- 关键词：低比转速离心泵叶轮贝塞尔曲线
- 压裂泵脉动流速对高压管汇振动特性的影响被引量：7
- 2021年
- 压裂过程中高压管汇的运行稳定性对于保障油气田开采具有重要意义,很有必要对高压管汇的流固耦合振动特性进行研究。为此,采用ANSYS Workbench软件对高压管汇模型进行振动特性分析。分析结果表明:最大振幅位置处z方向振幅最大,x、y方向振幅相对较小,实际施工时应对z方向进行约束;随着入口平均流速增大,管汇的最大振幅和最大等效应力均不断增大;随着入口流速脉动幅值增大,最大振幅不断增大,但对最大等效应力影响不大;随着入口激振频率的增加,高压管汇的最大振幅和最大等效应力均先增大后减小,当激振频率与管汇固有频率相等时,高压管汇最大振幅和最大等效应力同时达到最大值。研究结果可以为压裂高压管汇设计提供理论参考。
- 张永学何涛樊建春徐傲冀凯卓
- 关键词：脉动流速流固耦合模态分析激振
- 离心泵叶轮的计算机程序水力设计
- 利用二元理论,在准正交线法轴面流动计算以及逐点积分法的基础上,编程实现了离心泵叶轮水力设计。设计提出了新的过流断面线计算方法,克服了传统过流断面面积内切圆检查方法效率低,精度差的缺点。改进了传统的逐点积分法,设计可以方便...
- 张永学李振林
- 关键词：离心泵叶轮水力设计
- 文献传递
- 离心泵前置导叶的正交优化设计被引量：4
- 2015年
- 为研究前置导叶各设计参数对离心泵水力性能的影响,对一IS系列离心泵运用二元理论自编程序完成其前置导叶的水力设计。应用L9（3^4）正交表,选取导叶轮毂半径r、长宽比R1b、安放角分布规律n及出口边速度环量Cur为设计参数,对其进行4因素3水平正交设计并得到9组导叶。对加装导叶的离心泵进行全流道数值计算,以扬程和水力效率为考察目标并利用极差方法分析影响其水力性能的主次因素,得到最佳方案。对最佳方案下导叶进行加工并试验,结果表明：数值模拟与试验结果基本吻合,综合优化后相比于未加装导叶的离心泵,加装导叶时离心泵扬程变化不大,水力效率提高1.43%,轴功率减少了0.83 kW,总能耗节能约2.06%,同时验证了正交优化方法的可行性及可靠性。
- 侯虎灿张永学李振林周鑫王子哲
- 关键词：离心泵水力设计数值模拟
- 曲面附近空化泡多周期演变的动力学特性及其对壁面的破坏作用
- 2023年
- 空化泡溃灭常发生在水力机械过流部件的曲壁面附近并造成空蚀。为探究其机理,该文综合考虑非凝气体影响下的汽-液相变传质作用和热力学效应,建立空化泡数值模拟模型,并以此深入研究曲面附近空化泡多周期演变及其对壁面的破坏作用。结果表明在任一特征距离下,空化泡的溃灭时间随曲率的增大而增大。而曲率一定时,溃灭时间随空化泡与壁面的特征距离ξ的增大先增大后减小:ξ=1.0时,溃灭时间最大;ξ≤1.0时,反弹半径几乎不随曲率发生变化;ξ>1.0时,反弹半径随着曲率的增大而增大。空化泡溃灭后所产生的冲击波会引起壁面压力峰值:0<ξ<1.4时,空化泡溃灭时产生的高速射流也会引起壁面压力峰值;ξ=0时,壁面温度最大,达到了11 700 K;ξ>2.0时,壁面压力冲量随着曲率的增大而增大;0<ξ<2.0时,则相反。此外,壁面导热量则随着曲率的增大而减小。该研究可为工程界防止空化空蚀提供参考。
- 田磊张永学张永学吕良张金亚张金亚
- 关键词：空化泡
- 基于FLUENT的高含硫天然气管道泄漏扩散模拟被引量：41
- 2008年
- 利用CFD软件FLUENT首次对高含硫天然气管道破裂泄漏扩散规律进行了数值模拟,得到了甲烷、硫化氢在一定风速、地形条件影响下的扩散规律,以及甲烷和硫化氢的浓度分布规律,为有效预测高含硫天然气泄漏扩散的影响范围提供了依据。研究结果对于认识高含硫天然气泄漏扩散规律以及相关安全事故的预警和救援具有指导意义。
- 李振林姚孝庭张永学刘春风
- 关键词：高含硫天然气扩散FLUENT
- 新型螺旋管气液分离器分离性能数值模拟
- 2011年
- 采用计算流体力学方法,选择双流体模型和RNGk-ε湍流模型对新型未开孔螺旋管气液分离性能进行数值模拟,分析螺距、管径等结构参数及液体黏度、入口速度、入口含气率等操作参数的分离效果.结果表明:在螺距为26.67和47.22mm,在入口速度为1～30m/s时,增加螺距或入口速度可以改善分离效果.当入口速度较大时,减小管径可以改善分离效果;反之,当入口速度较小时,增大管径可以改善分离效果.减小液体黏度,可以改善分离效果.这可为螺旋管的开孔方案、分离性能实验及工程应用提供指导.
- 薛国民郭婵张永学许欢张新虎
- 关键词：数值模拟
- 空化对低比转速离心泵内流声特性的影响研究被引量：5
- 2021年
- 为了研究空化对低比转速离心泵内流声特性的影响,采用数值模拟和实验测量相结合的方法,研究了其在不同空化数下的压力脉动和流动噪声特性,并对典型位置处的压力脉动频域特性及声压频率响应进行了重点分析。结果表明:随着空化的发展,泵内低频及宽频脉动加剧。临界空化时,1/6倍转频成为了叶轮进口处的压力脉动主频,蜗壳区域内叶频虽仍为压力脉动主频,但1/6倍转频已成为了较为显著的次频。动静干涉作用引起的压力脉动是流动噪声的主要噪声源。空化诱导的噪声为宽频噪声,且主要集中在1000~2000 Hz高频段内。叶轮旋转偶极子声源作用下的特征频率处声压级随着空化的发展而下降;蜗壳偶极子声源作用下的特征频率处声压级随着空化的发展而增大,且叶频倍频处特征频率逐渐被淹没在其高频宽频段中。该研究可为低比转速离心泵中探究流声特性变化规律、降低因空化而加剧的振动和噪声提供必要的依据。
- 张永学冀凯卓何涛袁志懿张金亚
- 关键词：低比转速离心泵空化压力脉动宽频
- 雪花型翅片提高相变储热单元储/放热性能被引量：11
- 2022年
- 相变储热技术能够很好地解决可再生能源在利用过程中的波动性和不稳定问题。然而,现有可供选择的相变材料均存在热导率低这一致命缺陷,导致储/放热速率十分缓慢,严重制约了其实际工业应用。为此,本文基于雪花晶体的分形结构,提出了一种新型翅片结构来提高填充了相变材料的潜热储存单元储/放速率。针对该单元储/放热过程进行了全三维多场耦合数值模拟研究,结果表明,在同一换热流体流动条件下,与具有相同体积的纵向翅片相比,雪花型翅片能够显著提高潜热储存单元的传热速率和温度均匀性,完全熔化/凝固时间可分别缩短26.87%和32.01%;尽管储热单元的储/放热速率均得到了大幅度提升,但是液态相变材料最大速度的积分平均值在储热过程中降低了26.83%,而在放热过程中提高了18.00%。
- 张永学王梓熙鲁博辉杨胜旗赵泓宇
- 关键词：相变材料自然对流
- 基于响应面法的油田蓄热式加热炉燃烧器优化设计被引量：7
- 2017年
- 为提高水套加热炉热效率,降低污染物排放浓度,设计适用于油田水套加热炉的蓄热式燃烧器,并确定最优结构参数。基于响应面法采用三因素五水平的中心复合试验设计和岭嵴分析方法,通过数值模拟分析加热炉燃烧器燃料气喷口与二次空气喷口之间相对高度、二者之间径向距离和二次空气大直径喷口间夹角三因素对辐射管内NO浓度的影响机制,确定燃烧器最优结构参数。结果表明:二次空气大直径喷口间夹角的变化对响应值的影响最为显著,较小的夹角能够获得更均匀的温度分布和更低的NO排放浓度(体积分数);采用优化后燃烧器的加热炉NO浓度明显降低,理论热效率也有一定提高。数值模拟结果与建立的响应函数模型预测值基本一致,采用响应面法优化水套加热炉蓄热式燃烧器结构的方法是可行的。
- 张永学于丹丹胡承云王元华孙东
- 关键词：响应面法结构优化蓄热式燃烧器NOX排放
