多级轴流式混输泵内气液两相流的数值计算

利用Fluent计算软件在多重参考坐标系下采用欧拉方法的双流体湍流模型计算多级轴流式泵内高含气状态下的三维气液两相流场。通过对绝对流速、叶轮相对流速、压力、气液两相分布及其相间滑移速度矢量的分析,探讨了气液两相介质在泵内的流动规律。通过与泵性能实验结果对比,验证了本文方法对气液两相轴流泵计算分析的有效性。     

基于格子Boltzmann方法的微通道内气液两相流流型和压力降特性研究

微流体广泛应用于生物医学和化工等领域。采用格子Boltzmann方法对T型微通道内气液两相流的流动特性进行研究,分析壁面特性、气液流速和气液流速比等对两相流运动特性的影响。结果表明：壁面接触角越大越容易形成气泡,随着毛细数的增大,分散相脱离点逐渐远离两相入口,形成更长的分层流,不易形成气泡;当气相流速较大,生成气泡的位置远离T型微通道交叉处,分层流的长度增加;不同条件下沿微通道方向压力逐渐减小,在气液两相交汇区域压力存在波动;微通道轴线流速的峰值出现“滞后”现象,速度波动随气液流速比增大而增大;大密度比气液两相流模拟,可以对宏观实验现象的机制进行更深入的解释。     

气液脉冲两相流耦合激振数值模拟与试验

提出了一种气液耦合激振方式,通过控制气路和液路交替产生的高压脉冲两相振荡流,利用其产生的激振力实现对液压系统管道内壁的污染物去除。首先,建立了高压脉冲两相流动力学模型,开发了气液脉冲两相流试验系统,利用Ansys Fluent模块进行数值模拟与仿真分析;其次,湍流模型采用k-ε二方程模型,气液两相流采用流体体积函数(volume of fluid,简称VOF)模型,用Simple算法对双流体控制方程组进行迭代求解,对气液脉冲两相振荡流的压力场、速度场及流态进行了分析;最后,采用压力变送器和数据采集卡对气液入口处不同流体压力下管道中部的混合流体激振压力进行测量,对实测压力信号进行滤波,并与数值模拟进行对比。分析表明:混合流体激振压力随着进气口和进油口流体压力的增大而增大,变化趋势与数值模拟基本吻合;在气液交替混合过程中,随着通气时间的增加,混合流体激振压力逐渐增大。数值模拟和试验研究揭示了气液脉冲两相流的动力学特性,为气液两相流激振的可控性提供了理论依据和试验基础。     

利用冷凝侧回收热调控供液温度特性分析

针对某型液冷源供液温度波动较大以及冷凝侧热无利用排放问题,通过对系统工作原理和冷凝侧换热器结构等方面进行分析,提出可以利用冷凝侧回收热控制供液温度波动或实现供液温度的精确控制。建立了冷凝侧换热器的计算模型,并计算出系统冷凝侧空气进、出口温度、冷凝温度和冷却液出口温度等工作参数,以及在不同工况下的热回收量。结果表明,通过冷凝侧热回收的方式对液冷源供液温度进行调控,能够抑制供液温度波动,避免压缩机频繁启停,提高液冷源工作稳定性;冷凝侧热回收时,最大冷却液旁通流量为总流量的50%左右最为合适,并总结了系统制冷量与总热负荷能够实现平衡的工况区域。研究结论结果可为相关领域冷凝侧热利用提供参考。     

油气两相回流泵送密封的端面温度分布分析及试验验证

密封端面温度不但影响端面变形也表征了端面的摩擦状态,对密封的运行至关重要,尤其是对于动压密封启停时的非开启状态。研究油气两相回流泵送密封(OG-BPS)在开启态和非开启态下的端面温度分布。在ANSYS Workbench中建立热-结构耦合数值分析模型并进行变工况参数试验,分析了转速、压差和液气比等工况参数对端面温度的影响。结果表明:在开启态下,端面温度随着转速和液气比的增加仅略有增加,因此OG-BPS在变工况条件下能够稳定可靠地工作;在未开启态下,端面温度随着转速和压差的增加而急剧增加,但随着液气比的增大,端面温度迅速下降,油气两相介质有利于启停运行。试验结果与数值计算结果相吻合,证明了数值计算的正确性。     

输气管道气固耦合振动特性分析

针对管道振动情况的研究,提出考虑气体压力脉动与管道耦合作用下的管道振动特性分析的计算模型与计算方法。根据管道结构建立了具有异径管活塞式压缩机的输气管道模型,在该模型的基础上,结合管道结构参数,建立管道系统气柱固有频率、气体压力脉动、激振力的计算方法,通过这些计算方法得出气柱固有频率、气体压力脉动与模态阶次之间的关系,以及异径管处的激振力与宽径比之间的关系;得出在激振力作用下,管道振动位移、速度的变化情况。将计算结果与现场测试值进行对比,发现计算值与测试值基本吻合,验证了计算模型与方法的正确性。研究结果表明:在异径管、弯管、汇流管等处,将压力脉动与管道的耦合作用考虑进管道振动研究分析中,更能真实地反映输气管道的振动特性,对提高管道寿命、减少管道振动具有重要的参考价值。     

超(超)临界疏水阀开阀水锤及管道振动

针对超(超)临界疏水阀开阀水锤及阀后管道振动问题,运用充液管道振动分析的流固耦合理论及特征线法,建立开阀水锤及管道振动的数学模型,求解得到疏水阀在不同流量特性及不同套筒层数下阀开启时水锤压力、流体流速、管道轴向内力和管道振速的时域曲线。研究结果表明:水锤压力取决于流体的流速与压力相互作用,管道内力受水锤压力影响较大,局部受管道振速影响;额定流量恒定时,线性流量特性下水锤峰值压力明显小于快开特性,流速大于等百分比特性,超(超)临界疏水阀宜选用线性流量特性;随着套筒层数增加,水锤压力峰值和管道轴向内力峰值减小,但开阀初始阶段流速波动和管道振动增加。     

粗糙液膜机械密封液汽相变研究

以逆向重构的确定性粗糙表面机械密封模型为依据，建立机械密封微间隙三维粗糙液膜流动计算模型；联立黏温效应与流体物性参数，对比光滑模型和粗糙模型的流速、端面压力、温度和相态规律；研究粗糙模型在不同载荷和转速下对液膜密封汽化相变特性以及密封性能关键参数的影响。研究结果表明：粗糙模型受温度变化程度更大，从478 K增加到了493 K;相态分布均随温度的升高而增大，其中同一温度下，粗糙模型的汽相分布更多，且在493 K之后出口相变程度就达到了100%,最大相体积分数增加11.73%。从而推断出：随着压力升高，端面汽相占比逐渐降低，而转速增加促进了汽化的发生。     

气液混输漩涡泵内部气相分布与性能预测研究

为研究漩涡泵的气液混输性能,采用Fluent计算软件对泵内部气液两相流场进行了数值模拟。模拟结果初步揭示了该泵内气液两相流动特征,由此可知泵流道内的气泡主要集中在叶片压力面根部,气泡聚集程度随含气率的增加而增加。泵性能预测曲线与试验曲线较为吻合,说明了所采用的计算模型是基本可行的。     

增压器内部流场分析及气液两相流特性研究

以增压器为模型,对增压器中压力波动产生的原因进行了分析。为揭示增压器增压原理及内部气液两相流的特性,基于Reynolds时均化的N-S方程和标准的两方程湍流模型,运用流场计算软件的动网格技术,对高压缸中水和气体两种不同介质的增压过程进行了数值计算,并将计算结果与实测结果进行了比较。研究表明:增压器增压过程是一个逐层增压的过程,同时如果增压器内部含有气体,将增加增压器的压水时间,并引起增压器压力波动的增加,从而影响整台超高压设备的性能。在实际运行过程中,应该避免气体流入高压缸,必要时还可以在管道中安装气液分离器去除水中残留的气体。     

某弹载电子设备的微小型化结构设计

弹载电子设备安装空间严重受限,且所处环境条件十分恶劣,对设备的小型化和可靠性提出较高要求。在狭小空间内,需要安装完所有必需的功能模块,实现既定的各项性能指标;同时必须满足恶劣的弹载环境条件要求;采用传统的设计方法,很难满足成品协议要求。基于将恶劣环境影响降到最低的原则,介绍了一种采取模块化、高度集成的设计思路,对弹载电子设备进行微小型化结构设计。     

某电子保险锁结构的改进设计

１引言长沙某科研所开发成功一套金融网络保险系统,该系统包括中央控制系统及其控制的各个电子保险锁终端。该电子保险锁试用期的情况表明：每使用１０００次,即输入正确的电子密码后,保险锁总会发生２０次左右的死锁现象,不能正常工作。更为严重的是,死锁现象一旦发...     

某型轴承防错工装的设计

针对某型轴承生产过程中出现止动槽位置加工错误,而在该型轴承生产流程中不易被发现并剔除的问题,专门设计了防错工装。该工装能够在不影响原有工艺的前提下,区分并剔除不合格品,切断错误件的流转途径,杜绝了上述问题的产生。     

三坐标测量系统在某白车身测量中的应用研究

三坐标测量系统作为一种高效、高精度的测量机器,在汽车白车身制造过程中得到了广泛应用.介绍了三坐标测量系统的工作原理,并就白车身工件坐标系及数学模型的建立进行了推导.以某车型车门饰板出现瘪塘的问题为例,分析了三坐标测量系统在白车身制造与检验中的作用.     

某型发动机尾喷管特性确定方法

获取发动机尾喷管特性是飞行推力确定的重要环节。通过对尾喷管特性物理意义的分析,提出了采用CFD数值仿真与地面全机校准试验相结合的尾喷管特性确定方法,以该方法获取的尾喷管特性为基础,在高空台试验中采用燃气发生器法计算发动机进口空气流量和出口总推力,并与高空台实测值进行对比,在所有功率状态下计算值与实测值的最大相对误差不超过5%,表明该方法确定的尾喷管特性满足飞行推力确定的精度要求,证明了该方法合理有效。     

某型飞机差动分配阀试验台设计

基于某型飞机差动分配阀的测试需求进行了试验台的设计.试验台由机械部分的安装座和进行液压能控制与调节的试验台组成.可以进行差动分配阀的密封性、差动刹车和流阻测量,满足了航修厂对差动分配阀的测试要求,在应用中取得了良好效果.     

某型飞机襟翼收放系统故障仿真应用研究

基于仿真技术,建立了某型飞机襟翼收放系统机电液耦合动力学模型。研究了故障仿真中故障的模型化方法,建立了襟翼收放系统故障仿真模型。将其作为故障仿真平台,仿真分析了襟翼收放系统正常及齿轮磨损故障状态下的动力学响应,通过故障分析得出了齿轮传动磨损状态下的故障特征。     

某型乘用车车门刚度分析

车门的下垂刚度是车门刚度设计中重要指标之一,也是汽车重要力学性能之一。针对某型乘用车车门的下沉刚度问题,以线性有限元理论为基础,运用ANSA建立车门的有限元模型并划分网格,利用MSC.Nastran对该乘用车车门进行下垂刚度分析,计算出该车门的刚度值,并根据该刚度值得到该车门的位移云图和应力云图。通过对其弯曲、扭转刚度的分析,验证车门不同位置的受力情况,获得该车门最薄弱的位置,验证该车门是否合理、可靠,有利于进一步提高车门的装配质量。     

某型车差速器轴承故障分析

针对某型车差速器轴承发生早期疲劳剥落故障,对其原因做了分析,确定为安装不到位或壳体精度超差导致的轴承过早失效。     

某型飞机电液压力伺服阀试验台设计

基于某型飞机电液压力伺服阀的测试需求进行了试验台的设计.试验台由进行液压能控制与调节的液压试验台和进行试验控制的控制柜组成.可以进行压力伺服阀性能参数测量,满足了航修厂对压力伺服阀的测试要求,在应用中取得了良好效果.