转子系统油膜涡动及油膜振荡故障特征分析

介绍了转子系统油膜涡动及油膜振荡的产生机理和故障特征。对转子实验台升速过程的振动信号进行了分析,揭示了转子系统油膜涡动和油膜振荡的发生过程。对典型油膜涡动和油膜振荡信号进行了时频分析,揭示出油膜涡动和油膜振荡的故障特征。     

汽油机冷起动附壁油膜研究

利用高速摄影和激光荧光法研究了汽油油束碰撞平板后壁面上油膜的发展过程.分析了喷射高度、喷射角度及喷油脉宽对油膜面积及油膜最大厚度的影响,定量地得到了不同参数下的最大油膜厚度和油膜面积.试验结果表明,喷射高度增大时,最大油膜厚度和油膜面积都减小,附壁燃油量减少;喷射角度减小时,最大油膜厚度减小,而油膜面积却增大,有利于燃油挥发;喷油脉宽增大时,最大油膜厚度和油膜面积都增大,附壁燃油量也增加.利用无量纲时间,对油膜面积的变化速度研究发现,无量纲时间在1.5之后,油膜面积基本不再变化.     

空气流速对附壁油膜分布影响的试验研究

采用激光诱导荧光技术研究了空气流速对燃油碰壁形成的附壁油膜厚度二维分布的影响.同时,采用CCD相机记录了油膜的形状、长度和面积变化.结果表明,随着空气流速的增加,油膜形状从圆形变成椭圆形,同时,油膜厚度减小.随着空气流速的增加,垂直于空气流动方向上的油膜长度减小.当空气流速低于10 m/s时,随着空气流速的增加,沿着空气流动方向上的油膜长度减小,油膜面积减小.但当空气流速继续增加到10 m/s以上时,沿着空气流动方向上的油膜长度和油膜面积将会随着空气流速的增加而增加.     

附壁油膜蒸发模型

针对附壁油膜显著影响内燃机的性能和污染物排放的现象,应用解析方法,创新性地建立了一维非稳态附壁油膜加热蒸发的简化模型.模型中考虑了油膜与壁面的热传导,油膜与高温环境气体的对流换热,以及油膜自身蒸发的影响.应用该模型模拟了正十四烷在高温高压环境中的瞬态加热蒸发过程,考虑了油膜物性随温度的变化,最终得到附壁油膜温度分布的解析解.重点讨论了壁面温度以及环境压力对附壁油膜加热蒸发过程的影响.结果表明:提高壁面温度和降低环境压力可以有效促进附壁油膜蒸发.     

喷雾撞壁油膜流动的研究

对燃油喷雾撞壁形成的油膜运动进行了三维数值模拟计算 ,在应用边界层理论建立的油膜流动模型中将油膜视为极薄湍流边界层 ,考虑了雾滴与壁面油膜的相互作用、油膜蒸发、卷吸、与气体间的传热传质等物理过程 ,通过对已有试验数据的比较 ,分析了平均油膜厚度、速度、喷雾粘附比、卷吸量等变化及其影响因素 ,预测结果与试验结果相符 ,计算结果表明喷射撞壁后液滴的质量、动量和能量分布是决定油膜动力学特性的主要因素     

直喷汽油机附壁油膜特性试验研究

运用激光诱导荧光法(LIF)定量分析了缸内直喷汽油机单孔喷油器喷雾撞壁的二维油膜特性。研究发现:燃油在壁面上向油膜铺展的方向聚集,并在边缘形成较厚的油膜。高喷射压力有助于形成质量较小且厚度较薄的油膜,同时减小喷射脉宽能进一步降低燃油附壁率。增加撞壁距离能同时减小油膜质量和油膜面积,然而油膜的平均厚度并未减小,对油膜蒸发并没有明显的促进作用。将喷射角度从15°增加到45°能够显著减少油膜质量和平均厚度。     

壁面温度对喷射油膜附壁厚度的影响

研究了喷射油膜厚度随壁面温度的变化规律.设计了PID闭环加热平板,以及二维可调节移动平台,使用激光诱导荧光法(LIF)定量测量了在垂直情况下,喷射燃油到平板上形成的附壁油膜厚度随温度变化的规律,并通过高速CCD摄像机拍摄照片进行比较.研究结果表明:随着壁面温度从26℃增加到120℃,附壁油膜的厚度减小,油膜最厚处的厚度从80μm下降到35μm,同时油膜覆盖面积从5.66cm2减小到1.55cm2;试验还测量了油膜厚度与油膜形成时间之间的关系,得出在喷油结束40ms时,油膜厚度达到最大值.     

立式水电机组轴承油膜压力分布计算

基于立式水电机组的导轴承特点,详细介绍了油膜压力分布计算公式的推导过程、无量纲化过程及离散过程.在计算油膜压力分布时考虑了温粘效应,介绍了油膜温度分布的计算方法,给出了考虑油膜温度分布情况下油膜压力分布计算软件的实现算法,设计了油膜压力分布计算软件并给出了计算结果,可为解决水电机组轴承间隙调整和轴瓦支承的寿命预测提供数据基础.     

半山1号燃气机组油膜涡动和油膜振荡分析及处理

对9F单轴式燃机发生在可倾瓦轴承上的油膜涡动和油膜振荡进行了介绍、分析和诊断。给出了引起汽机高中压转子油膜振荡的定性原因分析,提出了增大油孔、减少轴承宽度的处理措施,油膜振荡故障得到消除。     

基于双向流固耦合弹性环式挤压油膜阻尼器建模及动力学特性研究

利用数值方法建立了弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)的流固耦合模型,分别利用有限元方法以及有限体积法建立了弹性环和内外油膜的CFD数值模型,并进一步利用分时迭代的弱耦合方法实现了油膜以及弹性环控制方程的耦合求解,获得了内油膜的压力分布特性及弹性环的变形,并进一步识别了油膜和弹性环的动力学特性系数;研究了涡动频率、凸台数目、凸台高度、凸台宽度以及弹性环厚度对阻尼器动力学特性系数的影响。结果表明,弹性环的凸台高度对ERSFD油膜动力学特性系数的影响最为明显,ERSFD油膜阻尼与涡动频率无关。     

基于阶比分析的转子系统油膜涡动故障诊断研究

针对转子升速过程中油膜涡动信号的非平稳特点,将阶比分析应用于油膜涡动故障诊断中。首先对转子升速时的振动信号进行时域采样,再对时域信号进行等角度采样,将其转化为角域平稳信号,然后对角域信号进行频谱分析识别油膜涡动故障频率。对实测油膜涡动信号分析表明,阶比分析能有效地避免传统频谱分析方法中的"频率模糊"现象,能够准确识别转子升速过程中油膜涡动故障频率。     

亚倍频振动与油膜厚度之间关系

根据涡动功原理研究了亚倍频振动与油膜厚度之间的关系。根据两个例子可以看出,只有当油膜厚度很厚时才能发生亚倍频振动,而当油膜很薄时亚倍频振动消失。     

控旋风次序对角动量流率的影响

针对目前大型切向燃烧锅炉反切中存在的一些问题，在四角燃烧受控涡量燃烧模式的基础上，用数值模拟的方法对之进行了研究，探讨了一些基本规律。重点研讨了利用不同层二次风控旋时，角动量流率的变化规律。认为因气流贴壁的影响，不同层二次风控旋的效果是不同的，起旋风的大小及合理配置对维持气流旋转方向极其重要。图8表2参3     

全浮式浮环轴承-转子系统动态特性与稳定性研究

基于内外油膜的刚度和阻尼系数分析方法,探讨全浮式浮环轴承-转子系统的动态特性和稳定性;对轴承-转子系统进行线性和非线性仿真分析.分析表明:当系统转速超过12000 r/min时,系统进入不稳定状态,出现不稳定涡动;系统转速达到15000 r/min,浮环转速比为0.54时,系统处于不稳定状态.研究还表明:可通过轴承设计...     

磁场对旋转火焰涡量的影响(Ⅰ)

通过对磁场作用下旋转火焰涡量变化特性影响的研究,得到在不同的磁场作用时旋转火焰的旋转特性.研究结果表明:磁场的作用会改变旋转火焰的旋转强度,使火焰的旋转强度降低;对于相同旋转速度的旋转火焰,使火焰停止旋转的时间随磁场强度的增加而减小;在一定的火焰旋转强度(<95r/min)、磁场强度(一般>0.357T)和足够长的时间下,能使旋转火焰的旋转速度降低到零.     

磁场对旋转火焰特性影响的研究

通过磁场对旋转火焰特性影响的研究，发现磁场能够改变旋转火焰的燃烧特性和燃烧规律，使火焰的温度和高度都会发生一定程度的变化。因此，可以更准确地了解实际火灾过程中火旋风的燃烧特性，掌握实际火灾中火焰的燃烧特点，当实际火灾发生并产生火旋风时，了解地球磁场的存在对实际的火旋风的影响程度，从而根据其燃烧的规律性，采取有效的措施，控制火旋风的发展。     

200MW汽轮机低压转子-轴承系统的非线性动力学分析

采用数值计算方法对实际大型转子-轴承系统的非线性动力学特性进行了研究，计算结果能与现场的运行经验很好地吻合。用有限元法建立了200Mw汽轮机低压转子-轴承系统的非线性振动微分方程。采用Newmark逐步积分法对转子在升、降速过程中的振动响应进行了数值仿真，得到了转子发生油膜失稳的转速和油膜振荡的“惯性迟滞”现象。对转子的重力和不平衡量对系统的油膜涡动和油膜振荡的影响进行了计算和分析。计算得到了转子的振动随转子的偏心距、轴承的长径比、间隙比、润滑油粘度的变化规律，分析结果为定量和定性分析该类机组转子-轴承系统的稳定性提供了参考依据。图15表1参7     

磁场对油池旋转火焰温度影响的研究

通过磁场对油池旋转火焰燃烧特性影响的理论分析和实验研究，得到不同磁场强度对旋转火焰燃烧温度的影响程度，从而了解实际燃烧过程中旋转火焰在有磁场作用下的燃烧特性。通过理论分析和实验研究可知：在一定的磁场强度下，旋转火焰的温度随磁场强度的增加而增加，但是其增加的幅度是有限的。这对研究实际火灾中火旋风的燃烧特性具有重要意义。     

固定磁场对旋转火焰旋转特性影响的研究

通过对固定磁场作用下旋转火焰动量方程的分析和实验研究，得到不同强度磁场作用下旋转火焰的旋转强度变化的规律性。通过研究可以得到，当磁场的强度大干0．357T时，随着磁场强度的增加．火焰的旋转强度会有所下降；当磁场的强度小于0．357T时，随着磁场强度的增加，火焰的旋转强度会有所增加。