卡爪连接器卡爪周向定位及运动稳定性研究

卡爪与驱动环的配合角度决定着锁紧后卡爪和驱动环能否实现自锁。在介绍卡爪运动部件工作原理的基础上,对卡爪与驱动环的配合角度和卡爪周向定位机构进行了研究,采用NX8.5软件建立了卡爪三维模型并导入ADAMS软件中进行运动仿真,同时根据仿真曲线分析了卡爪的运动特性。分析结果表明:为了实现深水卡爪连接器的自锁,卡爪与驱动环的配合角度为3°;通过对比有、无周向定位机构时卡爪张开角度、质心位移和周向转动角度曲线,证明卡爪周向定位机构能够保证卡爪周向定位,并能有效提高卡爪运动的稳定性。所得结论可为深水卡爪连接器的密封设计提供参考。     

非同步动叶周向分布关系对轴流引风机性能的影响

为研究风机叶片发生非同步对风机运行的影响,以SAF36-25-2轴流式引风机为例,应用流场仿真软件FLUENT获得了相间对称分布、两两相间分布、两两对称分布和相邻分布4种叶片安装角发生正反向同等程度偏离情况下引风机的运行特性及流场特征。研究表明:叶片非同步将对风机通道内的流场产生极大的影响,正向偏离时,旋涡出现在非同步叶片旋转方向下一叶片流道内,反向偏离时,旋涡出现在非同步叶片对应的叶片流道内;动叶相间对称分布位置正向偏离引风机效率降低7.7%,反向降低5.8%,相邻分布位置正向偏离引风机效率降低7.2%,反向降低3.0%,相间对称分布位置周向分布对引风机流动效率的影响相对较大;动叶开度正向偏离时平均效率下降可达7.4%,反向偏离时平均效率下降可达4.85%,相对于叶片开度反向偏离,正向偏离产生的不利影响更为明显。     

带后置蜗壳的斜流叶轮机匣处理扩稳研究

针对小型高速斜流叶轮的机匣处理进行了实验研究与数值模拟分析.实验结果表明,所设计的机匣处理结构可以有效地扩大斜流叶轮的工作范围.采用并行计算技术,对包括斜流叶轮机匣处理以及蜗壳在内的整机流场进行了数值模拟,揭示了机匣处理扩稳的机理,机匣处理结构将叶片顶部区域的低能流体抽吸进入处理槽,从叶片通道内吸力面侧区域流出周向槽,射入转子通道,吹除该区域的低能气团阻塞,改善了转子叶片叶顶区域的气流流动状况,推迟失速的发生.     

小流量工况汽轮机末级流动不稳定数值研究

针对汽轮机低压末级在小负荷工况下出现的流动不稳定现象,进行了非定常数值模拟研究和分析。对末三级叶片耦合排气缸进行建模,其中末级采用整圈形式,对17%设计质量流量工况进行非定常计算,小流量工况下汽轮机末级表现出类似于压气机旋转失速的现象,对流场监控数据进行周向模态分解及相关分析,确定了扰动的数目为30个,其周向传播速度约为转子转速的56%。最后,结合内部流动特征对非稳定现象的形成机理进行了探讨,小流量下由于径向流动阻塞了通道,并在叶顶间隙射流的作用下形成了通道内的周期性高压区,而前缘溢流和叶顶间隙射流耦合作用促成了叶顶进口附近周期性低压区的形成。     

高温太阳能吸热管在非均匀热流下的温度研究及结构优化

对腔式管状集热器在非均匀受热条件下进行温度场和热应力场的模拟.研究发现周向温差的不同造成吸热管的热变形分布不同,且吸热管后半段热变形最大;同时,太阳能辐射量随时间变化导致热流密度和吸热管壁面上的周向温差都在发生变化.鉴于此,分别从腔式集热器吸热管的结构、工作介质物性等方面入手以解决非均匀热流带来的形变问题.通过改变吸热...     

3200 m3高炉供风均匀性模拟研究及其改进方案

为了改善高炉送风系统的供风均匀性,以某厂3 200 m³高炉送风系统为研究对象,采用数值模拟方法分析了总鼓风量、风口直径对系统供风均匀性的影响,并给出了具体改善方案。结果表明,在初始风口尺寸条件下,28^#和12^#风口的鼓风动能明显小于其它风口,鼓风动能最大差值为11.91 kJ/s,整体均匀性指数为2.31,系统的供风均匀性不佳。将28和12^#风口调整成130 mm后,整体均匀性指数降为0.87。在此基础上,增大所有风口直径和降低总鼓风量,均能小幅度改善系统供风均匀性,但平均鼓风动能下降较大。将送风系统的28^#风口直径调整为127 mm、12^#风口直径调整为130 mm、26^#和30^#风口直径调整为132 mm后,系统供风均匀性得到明显改善,鼓风动能最大差值降为2.27 kJ/s,整体均匀性指数降为0.45。     

预旋对迷宫密封动静特性影响研究

建立迷宫密封实验装置与数值分析模型,研究进口预旋对密封系统静力与动力稳定性的影响,并以密封腔为单元对密封段转子受力进行分解,分析各密封腔在不同预旋情况下切向气流力变化影响。研究表明:各密封腔压力高点沿泄漏方向发生偏移是引起各密封腔切向气流力幅值及方向变化的原因;进口预旋可导致原压力高点发生偏移,其偏移方向与进口预旋方向一致,且越靠近进口偏移量越大;首个密封腔与其余腔室压力高点位置存在差异,导致其切向气流力随进口预旋比的变化趋势与其他密封腔相反;转子涡动将引起切向气流力整体偏移,但不改变进口预旋对各密封腔切向气流力作用效果;对于具有较多齿数的迷宫密封,正预旋将降低系统稳定性,而对于具有较少齿数的迷宫密封,正预旋有可能增加系统稳定性。     

不确定转子耦合系统的经验参数研究

提出用非线性动力学行为进行不确定转子-轴承-密封耦合系统经验参数的研究,结果旨在为选择重要经验参数和实际控制转子的稳定运行提供依据.基于Muszynska模型和Capone圆轴承非线性油膜力模型,推导建立密封流体激振力和油膜力共同作用下的参数不确定转子-密封-轴承系统非线性动力学方程,通过数值分析,研究了该系统在平均周向速比常数影响下的分岔特性以及影响规律,并分析了几个特定参数下系统随转速变化的分岔特性和非线性动力学行为.分析结果发现,平均周向速比常数对系统的非线性动力学行为影响很大,随着平均周向速比常数的增大,系统提前出现倍周期分叉,并且振幅增大,使得不稳定性增加.基于上述分析,给出了合理的平均周向速比常数取值范围.     

泰勒反应器中瞬态波状涡流场的CFD数值模拟

泰勒反应器中的波状涡流因存在周向波和涡间传质而受到广泛关注。本文针对泰勒反应器（半径比为0.83,纵横比为46.07）中的波状涡流进行了数值模拟研究,采用计算流体力学（CFD）软件研究了无轴向流动和有轴向流动时的两种流场。结果表明,数值模拟与文献中的PIV实验结果具有较好的一致性。在波状涡流场中,周向波动的存在消除了涡的轴对称性,导致涡随周向位置的周期性变化,包括涡的形状、位置以及涡量等,这也引起了速度的瞬态行为。轴流的引入降低了涡的周期性变化程度,改变了速度的瞬时特性,也稳定了流场。同时还发现轴向流动也影响着切向速度随时间的变化,切向速度随漩涡通过频率及其高次谐波而振荡。     

带进汽腔体的整圈斜置静叶的数值研究

基于某超超临界机组的汽轮机中压缸数据,对带进汽腔体的整圈斜置静叶进行了数值模拟.通过对进口流动角度的分布、不同周向位置叶片的表面压力分布、相对应的速度矢量图和压力云图以及斜置静叶下游流动参数的分析,研究了进汽腔体所带来的周向不对称性对下游叶片流动的影响,以及上游的周向不均匀性经过斜置静叶后的变化.结果表明:进汽腔周向进气的不对称性使周向进气角有偏差,导致冲角沿周向产生较大波动;气流经静叶之后,周向不均匀性会减弱.在设计第一级静叶时,应选择对来流进气角度不敏感的翼型.