导叶式混流泵流场特性研究

应用RNG k-e湍流模型,对混流泵设计工况下的流场进行数值模拟,得到效率-流量曲线、扬程-流量曲线和功率-流量曲线,通过与实验数据对比,两者误差在2%以内,具有非常高的计算精度。计算结果表明:叶轮和导叶的压力面的压力均大于吸力面、叶片的压力分布由进口至出口逐渐增大,导叶压力由叶根至叶顶逐渐增大,通过对混流泵水动力性能曲线预测和内部流动分析,为混流泵的优化提供依据。     

出口角对离心泵内固液两相流动影响

采用欧拉多相流模型、标准k-ε湍流模型与SIMPLEC算法,应用计算流体力学软件Fluent,对3台不同叶片出口安放角的离心泵内的固液两相湍流进行了数值模拟,分析了叶片出口安放角对泵内部固液两相流场的影响.计算结果表明:在叶轮流道内,固体颗粒的相对运动方向比液相更偏向叶片压力面,大叶片出口角叶轮内两相速度的夹角较大.通过对比不同叶轮内压力分布及固体颗粒体积浓度分布,得出以下结论:大出口安放角的叶轮压力面附近聚集了更多的颗粒,导致大量颗粒与叶片尾部的压力面相撞;叶片出口安放角增大使得叶轮出口压力增大.     

基于Fluent数值模拟的混流泵水动力性能分析

基于Fluent软件对混流泵转速、流量和表面粗糙度等不同情况下的内部流场、压力分布以及水动力性能进行了详细研究;分析了叶片压力面、吸力面压力分布规律和速度分布情况,得到混流泵叶片压力面和吸力面之间的压力差与效率、扬程之间的内在关系。研究表明:混流泵的水动力性能随着转速的增大而逐渐增大的;而混流泵的力矩和功率随着表面粗糙度的增大而增大,效率和扬程却明显降低。     

基于单向流固耦合的混流泵减重技术研究

混流泵应用轻质材料是减重的主要措施之一。基于CFturbo叶轮机械设计软件开发混流泵,提出在叶轮、导叶中采用不同轻质材料组合的方案,并基于CFD仿真单向流固耦合技术,从混流泵的外特性曲线性能、叶轮及导叶的应力与形变3个方面,对6种组合方案综合评估,验证单向流固耦合技术分析方法对轻质材料在混流泵中应用的可行性。结果表明：不同材料的叶轮对混流泵的性能影响较小;在不同流量下,叶轮与导叶采用不同材料时的最大应力与最大形变分别发生在叶片轮缘处和导叶进口处,并且最大应力值和最大形变量随流量的增加反而减小;叶轮和导叶采用轻质材料的3种可行的组合方案中,混流泵的总质量最小为29.74 kg,减重比达16.86%;最大为32.08 kg,减重比达10.32%。     

轴向间隙对多相混输泵内流特性及压力载荷的影响

多相混输泵是一种综合了轴流泵和压缩机两种性能的新型增压设备,其动静叶轮之间存在的动静干涉作用,会降低混输泵的稳定性,造成振动.针对此问题,利用ANSYS CFX软件,基于SSTκ-ω湍流模型,当进口含气率为8％时,对多相混输泵在不同轴向间隙下进行定常数值模拟,重点分析在设计工况下轴向间隙对混输泵内部流动和静叶轮叶片压力载荷的影响.结果如下:在设计流量下,轴向间隙的增加可以使静叶轮内气相分布更均匀,减小静叶轮内湍动能较大的区域,而不同轴向间隙对动叶轮内气相和湍动能分布影响较小;在静叶轮叶片进口处,吸力面压力值随轴向间隙的增大而减小,且沿流线方向,存在轴向间隙时吸力面压力值变化较无轴向间隙时波动更大;此外,轴向间隙对叶片压力面压力值变化影响较小,且从轮毂到轮缘,压力面压力值变化受轴向间隙的影响逐渐减小.研究结果可为提高多相混输泵水力性能提供参考.     

超精密定位工作台静压导轨静态特性及流场仿真分析

研究超精密液体静压定位工作台中的液体静压导轨静态特性问题。根据流体润滑理论及雷诺方程,构建了导轨油膜压力的数学物理模型,运用有限元方法求解静压导轨的各项静态特性参数,如导轨的承载能力、静刚度、流量等。运用三维造型软件Solid Works和CFD软件FLUENT,从结构三维造型设计和内部三维流动综合分析液体静压导轨,获得油膜压力的分布云图、曲线和油腔液压油流速分布云图,并分析不同结构设计参数和环境参数对液体静压导轨静态特性的影响。本文研究将对实际的静压导轨系统设计具有指导意义。     

叶片倾角对液力缓速器内流场的影响分析

基于 CFD 软件平台,利用滑移网格的方法,将液力缓速器定子和转子之间的接合面命名为网格分界面（interface）,用它来传递不同子域间的工作液的流动信息。采用了 RNG k-ε模型和 SIMPLEC 算法对不同叶片倾角的液力缓速器进行三维数值模拟和分析,得到了缓速器内部流场的压力及速度分布云图,进一步对制动力矩进行比较。结果表明：叶片倾角在36°到51°的范围里,随着叶片倾角的逐渐增大,制动力矩逐渐增加大;当叶片倾角增大到43°后,制动力矩开始逐渐减小。     

伺服液压缸非对称静压支承结构对比仿真分析

静压支承能够实现金属间无需直接接触,以达到纯液体摩擦,大大减小两者之间的摩擦力。伺服液压缸导向套可采用静压支承来减小摩擦,提高液压缸使用寿命。但在特殊工况下,液压缸往往还受到径向偏载力,针对新型非对称静压支承结构进行了油膜性能研究。利用Fluent软件分别对传统四垫静压支承和新型非对称静压支承结构进行流场仿真,对比在不同进口压力、不同活塞杆速度、不同偏心量下的压力云图分布及其摩擦力变化。通过分析压力云图,比较两种不同静压支承结构的承载性能。仿真结果表明:新型非对称静压支承结构的摩擦力小,当活塞杆受到径向偏载时能够自适应达到平衡。     

精密数控机床闭式静压导轨结构设计及油腔流场研究

针对精密数控机床对导轨精度的要求,设计一种基于薄膜反馈节流器的闭式静压导轨系统,并根据无穷大刚度原则计算了导轨的结构参数。利用三维软件SolidWorks建立静压导轨油腔的三维模型,导入流体力学软件FLUENT的前处理器Gambit进行网格划分;在设定一定进口压力条件下,给定导轨在静止状态和移动状态下的静压腔流场与温度场的变化规律。通过FLUENT的数值分析得到:在相对静止状态下,静压腔的流场成对称分布;相对速度变大时,静压腔流场在边缘区域压力成不规则的下降,温度在此区域急剧上升,容易出现"气穴"现象,致使油液发热,从而导致导轨运动精度降低。     

液体静压导轨支承油膜的有限元分析

介绍了液体静压导轨支承的设计,并对其油膜压力分布进行了研究.根据流体润滑理论及雷诺方程,构建了导轨油膜压力的数学物理模型,提出了运用有限元法进行油膜刚度及导轨承载能力的分析与计算方法.借助非线性有限元软件Marc对一个应用实例进行了分析与计算,得到油膜压力的分布云图和曲线,求解出了油膜刚度和导轨的承载能力.计算结果表明,该方法计算结果精确,可以满足设计要求.     

ANALYSIS OF OVERFLOW CRITICAL VALUE FOR TiAl BASED ALLOY MELT DURING PROCESS OF CENTRIFUGAL CASTING

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｉＡｌｂａｓｅｄａｌｏｙｓｈａｖｅａｔｒａｃｔｅｄａｇｒｅａｔｄｅａｌｏｆａｔｅｎｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｐｏｔｅｎｔｉａｌｙａｔｒａｃｔｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｆｏｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｕ...     

全程悬浮气动平衡器密封及摩擦特性研究

对于气动设备而言,密封性能好坏直接影响其工作性能,密封圈与气缸之间摩擦特性影响活塞往复运动的平稳性,在ANSYS有限元分析软件中建立O形密封圈与气缸接触的二维轴对称有限元分析模型,分别对O形密封圈静密封和动密封性能进行研究,得出预压缩率、工作介质压力、摩擦因数对密封性能的影响规律。搭建摩擦力特性测试实验平台,分别对最大静摩擦力、空载时动摩擦力、加载时动摩擦力的特性进行了实验测试,得出工作介质压力和运动速度对摩擦特性的影响规律。     

氮氩气体保护TIG焊接电弧数值分析

以TIG焊接电弧为对象,依据磁流体动力学理论构建电弧的数学模型,运用ANSYS有限元分析软件对二维稳态下轴对称的、氩氮混合气体保护的TIG焊接电弧进行了数值分析,得到了50%N2 Ar混合气体保护下焊接电弧的温度场、速度场的形态分布特征.并通过与纯氩气保护的TIG焊接电弧温度、压力以及等离子体速度等分布的比较,得出了加入氮气作为保护气体时,TIG焊接电弧能量及形态的分布变化.对比结果表明,加入氮气作为保护气体提高了TIG焊接电弧的电弧温度、等离子体速度和电弧压力,能得到更高能量密度的焊接电弧.     

消失模铸造的合理浇注速度研究

利用基础理论计算出消失模铸造的速度流量随着静压头、气隙的厚度、气隙的周长、透气性的增大而增大,随涂料层厚度、消失模密度、液态金属的浇注温度的增大而减小,并在生产实践中验证.     

微型涡旋压缩机切向泄漏流动特性与数值分析

针对微型涡旋压缩机工作腔内流场运动状态和切向泄漏特性难以通过实验测试获取的问题,以带有径向间隙的动、静涡旋盘啮合形成的三维流体模型为研究对象,采用CFD动网格技术,建立结构化网格和定义边界运动,探索月牙形压缩腔在工作过程中腔内流体的瞬态分布情况,研究径向间隙导致切向泄漏的工作腔内温度场、速度场和压力场瞬态分布规律。结果表明：切向泄漏对温度场和速度场不均匀分布情况影响较大,对压力场影响较小,在啮合间隙处压力和温度呈梯度变化,速度出现极值;平均进、出口质量流量和泄漏量与转速成正比。     

波纹管机械密封多体多场热流固耦合性能分析

建立波纹管机械密封的波纹管-动环-流体膜-静环多体模型,对高温、高压、高速工况下的密封界面进行热流固耦合数值计算与分析,得到密封环在温度场、速度场、压力场等多场耦合影响下的应力和应变规律。在此基础上,分析主轴转速和流体压差对密封环端面温升和热应力变形的影响规律。结果表明:动静环的最大变形在端面的内径处,且变形量由内向外递减;动环端面的温升随密封压力和转轴旋转速度的增大近乎呈直线增加;动环的热应力变形程度随主轴转速和流体压差的增加而增加。     

基于AMESim的CNG发动机高压减压阀建模与分析

建立了天然气发动机高压减压阀的AMESim模型.对该模型的建立过程进行了详细的阐述,并且进行了静态和动态仿真,得到了静态特性曲线和动态特性曲线,同时通过对这些曲线的分析,阐述了模型与实际天然气高压减压阀在静态和动态特性上的差异.这种差异主要表现在对实际的天然气高压减压阀建模时的理想化上,但是这些存在的差异并未改变其总体的态势.仿真结果表明这个模型是可以接受的.     

平面磨削加工表面静摩擦系数与表面粗糙度关系的计算模型

静、动摩擦系数之间的差值对于超精密机床低速不稳定运动时的爬行临界速度影响显著，本文通过分析平面磨削加工表面形成的摩擦副之间的实际接触情况，根据Florida模型得出静摩擦系数与表面粗糙度关系的计算模型。