基于特性方程的离心压气机的性能仿真

详细分析了空气在离心压气机中的流动机理,基于特性方程建立了一种能够达到设计精度要求的快速简单的离心压气机数学模型,模型中计及离心压气机内出现的各种损失。性能仿真模型具有速度快,适用于大量计算等优点。用Modelica语言和Dymola编译器实现了离心压气机的性能仿真。采用建立的数学模型对Chevis离心压气机的性能进行了模拟,并把仿真结果同实际性能曲线进行了比较。结果表明,采用建立的性能仿真数学模型能够模拟离心压气机性能,并能够实现非设计转速小流量工况下的性能仿真,为设计离心压气机提供了一个有力的工具,具有重要的参考价值。     

带放气型周向槽的离心压气机失速控制研究

机匣处理技术足工业上压气机解决气动失稳问题最常用的手段.然而离心压气机内部流场极其复杂,呈强烈三维紊流特性,由于目前实验条件的限制,只有依靠精确的计算机仿真模拟,才能获得其内部流场的详细情况.现提出一种在周向槽机匣处理的基础上增加放气的机匣处理方案,并就方案在离心压气机上进行了精确的计算机仿真,将计算结果与实验结果进行了比较,并详细对比分析了带实壁机匣和放气型周向槽处理机匣的雎气机转子顶部区域流场结构,及叶片通道内二次流动情况,结果表明:放气型周向槽机匣处理结构使得离心压气机在扩大稳定裕度的同时压气机效率有所改善,并分析得到放气型周向槽机匣处理的扩稳机理.     

船用透平末级长叶片振动性能研究

针对某船用新型末级长叶片,为了获得共振转速和对应动频率,对叶片转子试验组件在高速动平衡试验台上进行动频试验,叶片振动信号经感应元件拾取后由遥测发射机和接收机传输至信号分析系统,获得多个通道下的叶片振动信息.试验数据表明,末级叶片靠近额度工作转速附近的"三重点"共振转速为一阶模态家族节径数k=7和k=8的共振转速均能避开运行工况,对应的动频率与数值分析结果对比可知:节径数k=7、k=8时的动频值相差不超过5%;数值计算和试验分析均证明叶片在工作转速内是安全可靠的.     

用多重网格法数值预测高速离心叶轮三维流场

研究离心叶轮压气机性能优化问题,针对发展迅速、准确预测复杂流动离心压气机的性能设计是非常必要的.传统方法用显式时间推进法效率低、收敛速度慢等缺点,采用隐式残差光顺以及基于变分原理的多重网格方法,具有计算效率高、收敛速度快等特点的数值仿真,采用改进的数值算法对内部三维粘性流场进行了数值仿真,给出了多重网格重数对收敛速度的影响,数值预测了不同流量下的流场流动情况,并与实验结果进行了比较.研究结果表明,多重网格可以有效地加速收敛,数值结果与试验结果吻合较好,改进的数值方法可以较好的预测离心叶轮的性能.     

离心解脱试验中瞬时转速的测试程序

如何动态地对离心电机的转速进行测试,为产品离心解脱试验中解脱时的解脱加速度的计算提供准确的转速值,从而保证产品的质量,这是个非常的重要问题。针对这个问题,编制了一套基于LabVIEW的离心解脱试验中瞬时转速的测试程序,对产品离心解脱试验中产品解脱时的速度进行实时测试,为产品离心解脱试验及类似的转速测试提供了强有力的技术支持。     

高炉渣离心粒化数值仿真与试验研究

研究高温炉渣离心粒化过程.采用离心粒化工艺实现高效环保地回收利用高温炉渣的潜热是冶金行业实现可持续发展的方向,为了将炉渣粒化成所需要的粒度范围,需要对粒化器即转盘的外形参数如直径和深度以及运行参数如熔渣流量和转盘转速进行研究.采用VOF两相流模型对高温炉渣在注入及旋转过程中的流动及粒化过程进行数值仿真,根据仿真结果分析各参数对粒化效果的影响,得到与特定流量匹配最优的转盘控制参数.对比不同模型不同转速下的仿真结果和冷态模拟试验结果,验证了仿真结果的正确性,此研究结果可为下一阶段进行余热回收奠定基础,为工程应用提供参考.     

压气机性能衰退和清洗恢复仿真研究

针对于压气机叶片表面积垢的研究,清洗能在一定程度上可恢复压气机的性能.但清洗后性能恢复程度研究很少.针对压气机性能衰退和清洗恢复进行研究,采用仿真方法,根据仿真得到压气机叶顶间隙和粗糙度增大后性能衰退的特性曲线.对于叶片积垢情况,分析了积垢对压气机流通能力的影响,在此基础上改变叶片粗糙度对叶片积垢和清洗进行特性仿真,通过对比压气机叶片清洗前后的压比和效率参数,以及流场中流速、总温的变化,证明清洗后可以使压气机的性能恢复.说明实验对比为压气机性能衰退和清洗恢复研究提供参考依据.     

某离心压气机转子叶尖流场测试及可视化分析

对壁面动态压力传感器阵列测试技术进行了研究,并将该技术应用于某离心压气机转子叶尖的动态流场测试中,获取了大量的动态流场测试数据。采用锁相技术和线性插值方法对测试数据进行了处理和分析,并采用数据可视化技术将动态数据转化成压力分布云图,从云图中可以清楚看出离心压气机不同工作状态下转子叶尖的压力变化,有助于分析转子叶尖处泄漏流、前缘溢流以及泄漏流和分流叶片前缘的相互作用。转子叶尖流场测试及可视化分析结果可以为压气机性能验证和数值模拟方法的修正提供重要的技术支撑。     

基于模糊控制技术的离心机波浪模拟控制软件研究

现今国内外均采用土工离心试验的方法进行水利设施安全研究.然而如何对模型施加持续、可控的动栽荷,至今仍是困扰众多技术人员的一大难题.针对土工离心模型试验特殊的工况,提出了"PID模糊非线性控制器"的设计,通过试验取得了不错的效果.     

压气机叶片流固耦合共振判断和谐响应分析

针对气流扰动引起的压气机叶片振动问题,以整体式轴流压气机叶片为研究对象,借助ANSYS Workbench软件的BladeGen模块对叶片及其流场进行三维建模,然后进行流固耦合分析。求解叶片的压力、应变和前6阶模态振型,绘制坎贝尔图并对叶片进行谐响应分析,结果发现该叶片不会发生共振破坏,但是叶尖尾缘变形和振动较明显,而叶片前缘变形和振动很小。在气体流量不变的情况下,对叶片前缘和尾缘采用变半径设计,可有效提高固有频率、削弱振动。     

直升机尾桨叶疲劳试验技术的研究

基于直升机尾桨叶疲劳试验技术研究的现状,对尾桨叶疲劳试验实现技术进行了重点阐述.根据尾桨叶疲劳试验的加载及测量要求,结合尾桨叶构型特性,设计制造了可同时对尾桨叶施加离心力、挥舞力、摆振力、扭力及法兰盘压载荷的尾桨叶疲劳试验台,并说明了尾桨叶疲劳试验台的工作原理.通过应用对尾桨叶粘贴应变片的方法测得了 3件尾桨叶疲劳试验...     

不同离心力下的离心机强夯试验模拟

采用PFC3D对离心机强夯试验进行数值离散模拟,在与试验对比验证模拟结果正确的基础上,研究不同离心力对数值模拟结果的影响。在30g~70g离心力下,夯沉量结果近似一致,土体的孔隙率增量、配位数和竖向峰值应力都近似相等,说明土体被夯实,符合实际情况。但是,随着离心力继续增大,即离心力在80g、90g和100g的情况下,夯锤下落时出现倾斜现象,且由于模型偏小,影响模拟数据的采集。总结认为,60g离心力为模型上限。数值模拟为研究不同离心力下的数值强夯试验提供参考。     

基于翼尖加速度的旋翼共锥度测量方法研究

在直升机旋翼动平衡试验中,旋翼共锥度值是一重要的试验参数,它关系到直升机机动性能、安全性能等多方面重要指标。针对目前所采用的测量方法存在测量精度低、测量难度大以及测量点固定等缺点,在分析旋翼动态特性的基础上,提出利用多加速度传感器测量旋翼翼尖加速度信号,然后采用频域二次积分的方法得到旋翼翼尖位移,根据同一时刻旋翼之间的位移曲线关系,方便的计算出旋翼共锥度值。试验结果表明,此方法可以实现旋翼运动过程中,旋翼任意旋转位置上的共锥度测量。     

基于翼尖加速度的旋翼共锥度测量方法研究

在直升机旋翼动平衡试验中,旋翼共锥度值是一重要的试验参数,它关系到直升机机动性能、安全性能等多方面重要指标.针对目前所采用的测量方法存在测量精度低、测量难度大以及测量点固定等缺点,在分析旋翼动态特性的基础上,提出利用多加速度传感器测量旋翼翼尖加速度信号,然后采用频域二次积分的方法得到旋翼翼尖位移,根据同一时刻旋翼之间的...     

基于Patran和MSC Nastran的某空压机第1级叶轮强度分析及结构优化

基于Patran和MSC Nastran,采用三维有限元法分析某型空压机第1级叶轮在工作转速下的强度,并优化叶轮结构.研究结果表明：原叶轮在叶片进气边分别与轴盘和盖盘的焊接处出现高离心应力区域;原叶轮设计模型的最大应力为970 MPa,与材料抗拉强度试验平均值1 066 MPa相差9%,安全裕量不足.优化设计后的叶轮模型的最大应力为864 MPa,与材料抗拉强度试验平均值1 066 MPa相差19%,安全裕量提高1倍.     

直升机桨叶动平衡试验技术研究

通过研究直升机桨叶动平衡试验技术,重点分析了采用基准桨叶校准试验台、标准桨叶和伴随桨叶,以及采用标准桨叶和伴随桨叶校验批生产桨叶的几个关键步骤和技术途径,统一了部分术语和定义,整理了相关参数的计算公式,是对直升机桨叶动平衡试验技术的一次消化和总结,对于深入研究基准桨叶校准方法具有非常重要的意义,同时也为开展新型号直升机的桨叶动平衡试验打下了基础.     

The comparison of incomplete sensitivities and Genetic algorithms applications in 3D radial turbomachinery blade optimization

In the present work, a centrifugal pump impeller’s blades shape was redesigned to reach a higher efficiency in turbine mode using two different optimization algorithms: one is a local method as incomplete sensitivities–gradient based optimization algorithm coupled by 3D Navier–Stokes flow solver, and another is a global method as Genetic algorithms and artificial neural network coupled by 3D Navier–Stokes flow solver. New impeller was manufactured and tested in the test rig. Comparison of the local optimization method results with the global optimization method results showed that the gradient based method has detected the global optimum point. Experimental results confirmed the numerical efficiency improvement in all measured points. This study illustrated that the developed gradient based optimization method is efficient for 3D radial turbomachinery blade optimization.     

Design optimization of a laser printer cleaning blade for minimizing permanent set

When a cleaning blade in a laser printer is excessively deformed, immoderate permanent set can result, leading to weaker nip pressure between the cleaning blade and OPC drum that worsens its cleaning performance and printing quality. In this study, the correlation of the permanent set with stress and strain was investigated through tensile tests with rubber test specimens. Based on the experimental results, the maximum von-Mises stress value was used to quantify the permanent set. A design optimization problem was formulated to minimize the maximum von-Mises stress while satisfying the design constraints for maintaining appropriate contact between the cleaning blade and the OPC drum. We employed metamodel-based design optimization using design of experiments, metamodeling and an optimization algorithm to circumvent the difficulty of structural analyses at some design points. Using the proposed design approach, the optimal maximum von-Mises stress was reduced by 40.2 % compared to the initial stress value while all the design constraints were satisfied. In order to verify the validity of our design optimization result, we manufactured the cleaning blades according to the optimum design solution and performed permanent set and printer tests. The test results clearly showed the validity of our design optimization result.