叶栅稠度对多翼离心风机性能影响的研究

用数值模拟方法对风机的性能参数和三维流场结构变化进行分析,研究叶栅稠度对小型多翼离心风机性能的影响。数值模拟结果表明:多翼离心风机的流量、全压、全压效率都随叶栅稠度增大先增大后减小,存在最佳稠度使风机的性能最优;叶栅稠度小时,叶片的负荷大,叶轮容易产生大尺度流动分离,尤其是在径向速度较小的叶顶附近,严重时可能造成风机失速,流动损失增大,风机性能下降;叶栅稠度大时,叶片表面积大,附面层摩擦损失大,风机效率低,同时叶片数多使叶轮通流面积减小,流动阻塞,风机流量降低。     

尾缘弯折角对宽攻角范围涡轮叶片气动性能影响的数值研究

采用数值模拟方法研究了涡轮尾缘弯折角对宽攻角叶型气动性能的影响,对比研究了尾缘弯折角和攻角变化对涡轮叶型载荷、出口气流角和损失系数的影响。计算结果表明:当攻角小于7°时,涡轮叶栅损失系数随尾缘弯折角增大而减小;当攻角大于7°时,涡轮叶栅损失系数随尾缘弯折角增大而增大。当尾缘弯折角一定时,涡轮叶栅损失系数先减小后增大,攻角为-23.35°处损失系数最小。随着攻角增加,出口气流角减小,叶片载荷后移。在全攻角范围内,尾缘弯折角增大,涡轮叶栅出口气流角增大,叶片载荷后移。     

高负荷轴流风扇中弯曲动叶的应用研究

本文采用弯曲叶片设计方法,对前期设计的大折转角高负荷轴流风扇的叶轮叶片进行根部正弯处理,弯角为30°。采用数值模拟方法,对比了直叶片和正弯叶片的叶轮流场,确定了弯叶片气动作用的有效性。结果表明设计工况下,利用径向叶片力,压制了由于旋转和叶栅高扩压度引起的轮毂分离流动。正弯动叶级效率提高了1.64%,静压升增大了10.74%。动叶吸力面根部分离区位置后移,强度减弱,静叶吸力面流动有明显改善,低速区均明显减小,通流能力增大,降低了叶栅内部流场中的能量损失。     

叶片正弯曲对涡轮静叶栅流场影响的试验研究

对一典型涡轮静叶型开展了叶片正弯曲对涡轮叶栅流场性能影响的试验研究。测量了直叶栅和 +10°、+2 0°、+30°弯曲叶片叶栅出口流场。结果表明 ,对该叶型叶栅 ,随着叶片正弯曲角的增加 ,通道涡一直位于叶栅端壁附近 ,其强度变化很小 ,但叶栅出口尾缘涡明显增强 ,并向叶栅中部扩展 ;同时 ,随着叶片正弯曲角的增加 ,叶栅端部总损失变化不大 ,但叶栅中部总损失迅速增加 ,导致叶栅总损失随叶片正弯曲角的增加而增大 ,直叶片叶栅总损失最小     

稠度对跨音速叶片扩压器流场影响的数值研究

以某跨音速离心叶轮为匹配对象,设计了6种不同稠度的叶片式径向扩压器,采用数值模拟手段研究了稠度对离心压气机级性能和跨音速扩压器内部气流流动影响机理。结果表明:随着稠度降低,级性能整体呈现出先上升后下降的趋势,存在最佳性能点。设计工况的流场分析显示,增大稠度有利于减小低稠度叶片扩压器的通道扩张角,改善分离情况;较低稠度时继续减小稠度则可推迟叶盆处气流分离,同时叶背易分离,并且减小稠度有利于减弱半无叶区和有叶扩压段内的二次流旋涡。然而,稠度减小会引起扩压器叶片尾部稠度过小,导致叶背尾部气流分离,引起扩压器进出口稠度不匹配的问题。     

叶片反弯曲对涡轮静叶栅流场影响的试验研究

对一典型涡轮静叶型开展了叶片反弯曲对涡轮静叶栅流场性能影响的试验研究。测量了直叶片叶栅和-10°、-20°弯曲叶片叶栅出口流场。结果表明,对该叶型叶栅,随着叶片反弯曲角的增加,叶栅出口通道涡的强度和尺度稍有增大,但位置变化不太明显,尾缘涡有所减弱,叶栅中部和端部横向二次流均增强;随着叶片反弯曲角的增加,叶栅中部损失变化不大,而端部附近损失明显增大,使叶栅总损失增大,直叶栅总损失最小。     

串列叶栅和叶片弯曲对角区失速和叶尖泄漏流的耦合作用

为了提高压气机叶栅的气动性能,本文针对高负荷串列叶栅进行数值模拟,研究了叶片正弯和串列叶栅对角区失速和叶尖泄漏流的耦合作用。结果表明,在串列叶栅前叶排存在比较严重的角区失速,叶片正弯能有效控制高负荷串列叶栅中的角区失速,在最优工况叶栅总损失降低了37.6%。串列叶栅中只有"前排叶片弯曲"的方案能取得与"两排叶片都弯曲"方案相似的控制效果,但由于"两排叶片都弯曲"方案对两排叶片都有控制作用,从而获得了更低的总压损失。叶尖泄漏流可以有效控制上端壁处的角区失速,同时也会带来泄漏流损失。叶尖间隙越大,叶栅的总压损失越小,叶栅中涡结构也会越复杂。大间隙下,叶尖泄漏涡和通道涡的位置与一般压气机叶栅不同,两排叶片各自生成的泄漏涡会在叶栅后汇聚成一个涡,通道涡由叶栅中的低能流体与一部分泄漏流组成。弯曲叶片主要作用是控制角区失速,对叶尖泄漏流的影响不明显。     

基于喉部参数控制的离心泵导叶扩散度研究

为研究导叶扩散段无量纲参数对离心泵水力性能的影响,通过控制导叶喉部参数设计出5种导叶扩散度方案,采用雷诺时均N-S方程和RNG_κ-ε湍流模型对离心泵进行全流场计算,对比分析了不同扩散度方案对上游叶轮、导叶本身以及下游压水室水力性能的影响,并验证了数值分析的可靠性。研究表明:导叶扩散度对上游叶轮水力性能较大,叶轮效率随导叶扩散度的增加而增大,扩散度过小会增大叶轮出口位置液流所受冲击损失;导叶水力性能对扩散度的变化比较敏感,其水力损失随扩散度的增加而增大,且扩散度越大导叶叶片进口工作面上压力波动越剧烈、背面静压提升越明显;导叶扩散度的变化对下游压水室的水力性能影响较小,水力损失随导叶扩散度的增加先减小后增大,导叶扩散度过大会加剧压水室内液体的环流运动、降低压水室的水力性能;泵的扬程随导叶扩散度的增加而减小,效率随导叶扩散度的增加先增大后减小,导叶扩散度K_d位于0.026~0.038之间时离心泵具有较高的运行效率。     

三维叶片技术对离心风机流场结构的影响

为对离心风机叶轮内流动进行有效控制,应用弯叶片和掠叶片的三维叶片技术于某型离心风机。根据积叠线在周向和在子午面内变化方式的不同,数值模拟正弯、反弯、前掠、后掠、前倾、后倾、前掠正弯、后倾正弯八种三维设计叶片。通过比对不同三维设计叶片的展向和型面的压力分布、吸力面的壁面极限流线,研究不同叶片对叶栅流道流场结构的影响。正弯、前掠、后倾、前掠正弯、后倾正弯叶片能增大吸力面与前盘之间的端部角区的压力梯度,将端区低能流体推向主流区,减少端区低能流体堆积,控制分离;同时,增加叶片近前缘处的叶片负荷,分离尺度减小。反弯、后掠和前倾叶片则作用结果相反,端区低能流体堆积,分离起始点前移,分离尺度增大,近前缘处叶片负荷减小。     

离心压缩机小流量级叶片扩压器的改进研究

采用数值模拟方法对某一离心压缩机小流量级内部全三维有粘流场进行了详细的分析,得到了内部各元件主要气动参数的分布情况.通过减小D4/D2值,减小叶栅稠度,增大当量扩张角等方法有效减小了叶片扩压器内的摩擦损失.数值计算结果表明,改进后计算模型多变效率提高约1.02％,效果显著.     

一种机载曲面液晶显示器设计

文中论述了满足机载使用环境要求的一种曲面显示器的总体设计方案。首先介绍了曲面显示的优点及主要显示介质;然后介绍了机载显示的主要技术指标及环境要求;最后重点论述了曲面显示器的结构设计、曲面背光设计、曲面加热设计、减振设计等关键技术,并通过仿真分析得出关键指标,如亮度可达810 cd/m²,非均匀性小于9.3%,加热5 min能够正常显示。结果表明,该曲面液晶显示器能够满足机载显示性能及环境要求。     

适应数控加工的三维曲面建模

论述了适应数控加工B样条曲面建立的方法,指出了B样条曲面具有一、二阶连续的特性,可以用多个曲面片的拼接而组成任意形状的自由曲面,从而解决了数控加工中空间曲面建模的难题,为建立空间自由曲面提供了理论依据.     

适应数控加工的空间曲面的建立

在数控加工中,对复杂形体表面加工的一个难点就是曲面方程的建立,如何对空间自由曲面建立数学模型已成热点。文中论述了适应数控加工B样条曲面建立的方法,指出了B样条曲面具有一、二阶连续的特性,可以用多个曲面片的拼接而组成任意形状的自由曲面,从而解决了数控加工中空间曲面建模的难题,为建立空间自由曲面提供了确凿的理论依据。     

曲面造型中一种快速的曲面跟踪求交算法

提出了一种新的曲面求交算法,采用精度好、效率高、计算稳定的迭代方法求得等参数网格线在曲面上的交点,并通过跟踪获得两曲面的交线。本算法由三个子算法组成,一个是求曲面上到固定点距离最近的点,一个是求参数网格线与曲面的交点,一个是求曲面与曲面的交点。为保证不遗漏交点,利用第一个算法对参数网格点进行分类,跟踪交点时利用第三个求下一个交点。与离散法求交相比,本算法具有计算稳定性、可靠性好,速度快,精度高的优点     

反光镜测试中曲面数据采集及拟合

为了求得未知椭球曲面的曲线方程,模拟曲面的几何结构,以数字投影系统中椭球反光镜为例,介绍了大口径非球面反光镜数据采集及拟合方法。利用三坐标测量机(CMM)对椭球反光镜面型进行精密测量,根据测试数据,采用数学拟合方法获得椭球反光镜的曲线方程。并对测试模型与拟合曲面进行了光线追迹和误差分析,拟合曲面与测试曲面符合较好。因此,采用三坐标测量机进行曲面数据采集及数学方法拟合,能够得到较理想的拟合曲面方程。     

涡轮叶栅通道中的流动显示

在大尺寸低速叶栅传热风洞中对一种高压涡轮导向叶栅的流场进行了流动显示实验研究。分别采用线簇和小球浮动法对五个雷诺数下的叶栅端壁区三维流场、叶片表面和端壁表面的流动进行了显示。实验结果表明 :涡轮叶栅中有强烈的二次流动 ,并存在复杂的涡系 ;三维流动区约占叶栅通道的 40 % ;雷诺数的增大将增强端壁区的三维流动。流场显示图片说明 :叶片吸力面靠近端壁有角涡形成与发展 ,并存在一个三角形区域 ;流场显示的通道涡大小与流场测量结果吻合。本文的实验结果可用于分析端壁表面和叶片表面换热特性的形成机理     

基于表面粗糙度均匀性的曲面磨削研究

针对曲面磨削中不同曲率处的表面粗糙度不均匀的问题,基于等残留高度法,分析了砂轮圆弧半径、砂轮进给速度、工件转速以及工件曲率对残留高度的影响。结果显示,为得到较小的残留高度,应尽量保持低的砂轮进给速度,并且提高工件转速。曲率半径越小,粗糙度差异越大,改变砂轮进给速度可改善这一问题。砂轮的进给速度与曲率半径大小成正比。采用金刚石滚轮法以及砂轮变速进给可有效改善曲面磨削的表面粗糙度均匀性。       

大曲面检测系统的研究

大曲面检测系统是以电子经纬仪交会测量原理为基础的。介绍了检测系统的组成和检测系统的建立。实验表明这种方法解决了对架设状态下大曲面的检测问题 ,检测精度可达亚毫米级。这种检测方法对于曲面的制造具有很大的应用价值。     

WCL调节仪在串级控制中的应用

在介绍WCL-13A调节仪特点和基本规格的基础上,着重介绍了串级控制技术和WCL-13A这种新型调节仪在太阳能电池制造中的扩散炉温度控制等场合的应用案例。     

神经网络在压铸机合模机构座板结构分析中的应用

在对压铸机合模机构座板进行机构分析时,利用人工神经网络的非线性映射能力,通过少量样本的有限元分析结果,训练一个用于结构分析的人工神经网络,使之能够针对不同的机械结构预测其有限元分析结果,解决了结构优化设计的瓶颈问题——优化设计的快速迭代和有限元分析的大量计算之间的矛盾。利用这种结构优化设计策略,设计了压铸机合模机构座板,结果表明了该方法的高效性。