為了研究低溫膨脹機的壓力脈動特性,采用數值模擬方法對膨脹機水力模型進行數值模擬。首先通過定常數值模擬得到膨脹機的外特性,并將模擬結果與試驗結果進行對比,驗證了模擬結果的精確度,然后以定常數值模擬結果為基礎進行非定常數值模擬,得到導葉與轉輪內不同監(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。結果表明:轉輪內監(jiān)測點主頻與導葉葉片數對流體的影響一致,導葉內監(jiān)測點主頻與轉輪葉片數對流體的影響一致。監(jiān)測點主頻的幅值與監(jiān)測點的位置相關,當監(jiān)測點靠近導葉與轉輪之間的無葉區(qū)時,幅值更大;與無葉區(qū)距離越遠,幅值越小,受到導葉與轉輪之間動靜干涉的影響越小。研究結果可為低溫膨脹機的設計提供參考。（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】：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的水力試驗，得到膨脹機的外特性數值。試驗臺主要包括液氮儲罐、增壓泵及低溫膨脹機（圖2）。為了驗證定常數值模擬的精度，將試驗結果與定常數值模擬結果進行對比（圖3）。結果表明：數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，說明模擬結果的精度較高。然后以定常數值模擬的結果作為非定常計算的初始值，并以轉輪每旋轉5°的時間作為一個時間步長（2.778×10-4 s），在導葉和轉輪內布置監(jiān)測點（圖4,ST-P1～ST-P6分別為導葉上布置的監(jiān)測點，IM-P1～IM-P4分別對應轉輪葉片壓力面從入口到出口處的監(jiān)測點，IM-S1～IM-S4分別對應轉輪葉片吸力面從入口到出口處的監(jiān)測點）進行非定常數值模擬。圖3 低溫膨脹機模型數值模擬結果與試驗結果對比曲線

低溫膨脹機模型數值模擬結果與試驗結果對比曲線

【參考文獻】：
期刊論文
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