螺旋槽干气密封端面摩擦力矩的简化计算

准确快速计算干气密封端面摩擦功耗有利于干气密封的设计、操作和运行监控。端面摩擦力矩与旋转角速度的乘积即为端面摩擦功耗。提出当量间隙概念,它基于间隙等体积的思想,即当量间隙构成的体积等于实际间隙构成的体积。依据当量间隙,直接利用牛顿剪切定律获得端面开槽机械密封端面摩擦力矩的计算公式,并以螺旋槽干气密封为例,与Muijderman公式、Gabriel公式和Sedy公式的计算结果进行对比分析。结果表明,该方法比Sedy的方法更接近实际,且随着工作膜厚的增加,误差明显减小。在干气密封常见工作膜厚3~5μm范围内,该方法具有足够的计算精度。     

机械密封用锥形叶片式泵效环泵送能力

利用离心泵理论,对一种机械密封用锥形叶片式泵效环的性能进行理论分析,并利用CFD软件对泵效环的性能进行数值模拟,获得泵效环邻域流场的压力分布,给出泵效环泵送能力的理论分析表达式即扬程表达式,分析泵效环转数和叶片数对其泵送能力的影响。理论分析结果和数值模拟结果基本一致,确认模型的合理性。随着泵效环转数和叶片数的增加,其泵送能力相应增加,但是随着叶片数的增加,空化空蚀现象会更易发生。     

单双列螺旋槽干气密封端面气膜刚度比较

双列螺旋槽干气密封通常被认为具有比单列螺旋槽干气密封更高的气膜刚度,因而更有利于干气密封的稳定运行,但是尚未见具体的理论分析或实验数据来验证这一结论。针对某一双列螺旋槽干气密封,采用窄槽理论,利用Mathcad 软件计算得到端面气膜压力分布和开启力,并得到开启力与膜厚的拟合曲线,以及气膜刚度与膜厚的函数曲线,并与单列螺旋槽进行对比。计算结果证实了双列螺旋槽干气密封具有比单列螺旋槽更高的气膜刚度,尤其是在开启力较小,气膜厚度较大的情况下,其主要原因是双列螺旋槽干气密封在同一开启力下,具有较小的平衡气膜厚度,即气膜的高刚度大部分是依靠减小的气膜厚度获得。双列螺旋槽干气密封端面开启力稍小,泄漏率稍大。     

静压气体润滑机械密封性能分析

采用解析法分析外加压静压气体润滑机械密封(或称为静压干气密封)的节流孔直径、介质压力、气源压力等对其密封性能的影响。结果表明:节流孔直径、介质压力、气源压力的增加将导致开启力增加;较小的节流孔直径在较小工作气膜厚度下可获得较高气膜刚度;在气源压力恒定的情况下,较大的节流孔直径会导致较大的泄漏率,但随介质压力的增加,气膜刚度及向介质侧的泄漏率都会减小;提高气源压力,气膜刚度增大,在气膜厚度4～6μm之间增幅最为显著且能获得最大刚度;随着气源压力的增大,向端面两侧的泄漏率都有所增大;选用较小节流孔直径、提高气源压力或降低介质压力能保证密封的高刚度,提高其运行稳定性。     

CIMS环境下支持并行设计的PDM系统简介

随着全球经济一体化的发展,市场竞争日趋激烈,为确保在市场竞争中立于不败之地,实施计算机集成制造系统（CIMS）技术是其强有力的保证措施,而产品数据库管理（PDM）是实现CIMS应用的关键技术之一,本文介绍和研究了PDM系统原理和体系以及并行过程的要求,讨论了CIMS环境,支持并行设计的PDM的总体技术方案。     

螺旋槽液体非接触机械密封的“零压差零泄漏”计算模型

提出了液体非接触机械密封零压差零泄漏的密封观点,理论分析指出密封端面能存在气液分界面,并推导出了确定单端面外装同向双槽机械密封气液分界面半径的解析表达式。     

机械密封腔流场实验和数值模拟研究进展

机械密封腔内的流场行为对机械密封的性能有重要影响,国外对机械密封腔内的流场行为进行了广泛而深入的研究.综述了国内外对机械密封腔流场的研究情况,包括实验研究和数值模拟.实验研究主要是通过PIV、LDV等试验仪器测量不同机械密封腔结构内流场的速度、压力、固体颗粒分布等参数,掌握流场流动的规律,进而改善其操作环境;数值模拟主要是使用Fluent等CFD软件对流场的各参数、固体颗粒的轨迹等进行仿真,甚至可以模拟难以测量的复杂机械密封腔结构,其模拟结果与试验结果能够很好地相符,为更深入直观地理解机械密封腔内的流场行为提供了一个有用的工具.实验研究和数值模拟的研究结果对机械密封的研究与使用具有重要指导作用.     

固液旋流泵固体颗粒分布的数值模拟研究

对围液旋流泵内部流场进行了全流道三维数值模拟.计算网络采用分块非结构化网格,湍流计算模型采用标准中k-ε模型,算珐采用SIMPLEC算法.对固体颗粒的分布情况进行了详细分析,结果表明,固体颗粒在长叶片工作面上分布较多,并随着颗粒直径的增大分布逐渐增多,在短叶片及空腔中颗粒分布较少,从长叶片的工作边到非工作边固体颗粒分布适渐减小.泵的磨损主要发生在长叶片工作面的转弯处,短叶片上磨损较小.     

层流状态下高压高转速二氧化碳干气密封的惯性效应分析

借鉴考虑惯性效应的气体止推轴承理论,以维里三项截断式描述二氧化碳的实际气体行为,同时考虑阻塞流效应和密封端面间气膜的黏度变化,采用有限差分法分别分析了层流状态下惯性效应对泵入式、泵出式螺旋槽干气密封稳态性能的影响规律,并与理想气体无惯性假设模型的计算结果进行了对比。结果表明：与理想气体相比,惯性效应对二氧化碳实际气体干气密封性能的影响程度更高。惯性效应使泵入式螺旋槽干气密封泄漏率和开启力均减小,而对泵出式螺旋槽干气密封的影响程度恰好相反。以泵入式螺旋槽干气密封为例,惯性效应对二氧化碳干气密封性能（泄漏率、开启力）的影响分别随密封压力和转速的增大而增强,随气膜厚度的增大而减小,密封压力为10 MPa,气膜厚度为3 μm,转速为20000 r·min^-1时,惯性效应使泄漏率降低62.21%,开启力降低35.03%,使二氧化碳泵入式螺旋槽干气密封发生阻塞流动的临界进口压力提高。此外,二氧化碳的温度越接近其临界温度,惯性效应表现得越明显。     

燃料电池有轨电车能量管理策略多目标优化

为研究一类以质子交换膜燃料电池、超级电容和动力电池为动力源的混合动力有轨电车能量管理问题,首先介绍该类有轨电车的混合动力系统结构和工作特点,提出一种基于系统工作模式的逻辑门限式能量管理策略,工作模式的切换通过多个控制参数来实现。针对该能量管理策略中控制参数的不确定性,应用多目标遗传算法,将整车超级电容和动力电池的最小配置成本以及有轨电车运行的能耗、准时性、准地点停车作为优化目标,对影响列车动力性能的主要能量管理策略控制参数进行优化。以国内某规划线路为实例,在已通过实车试验数据验证的系统仿真模型中进行优化分析,优化结果表明,在保证列车动力性能的前提下,优化后列车的总牵引能耗减少了约12.5%,回收的再生制动能量增加了约14.5%,燃料电池的平均效率提高了约0.83%;同时通过优化得到了超级电容和动力电池的最小容量配置,为整车车载储能系统的冗余配置提供参考。