搅拌桨流场仿真分析

搅拌桨是机械搅拌过程中的关键零部件,其结构形状会影响流体混合的速度和均匀度.应用ANSYS Workbench软件Fluent模块建立框式搅拌桨和笼式搅拌桨的三维模型,基于多重参考系进行网格划分与边界条件设定,然后进行仿真分析.仿真结果表明,流体正压区域分布在与搅拌容器相接触的定子域中.框式搅拌桨工作时的搅拌速度和均匀...     

一维离心环境下电液伺服阀零偏值分析

建立了一维离心环境下电液伺服阀的运动部件和控制体的动力学模型,得出了电液伺服阀在一维离心环境下零偏值与离心加速度的关系表达式。一维离心环境下电液伺服阀零偏值与离心加速度呈线性关系,且零偏值和衔铁挡板组件质量及其力臂、主阀芯质量、喷嘴容腔内油液质量等因素有关。通过实例分析,得出了一维离心条件下零偏值的简化计算式。理论结果与实验结果一致。     

基于NUMECA数值模拟的离心风扇设计

利用NUMECA软件对某型离心风扇进行仿真,并结合试验结果进行对比,验证了该模型的准确性。改变该离心风扇部分尺寸参数,设计了新风扇。并利用NUMECA软件对原风扇及新风扇进行性能仿真。结果表明:基于NUMECA的数值模拟可以对离心风扇进行准确的描述;对比风扇主要性能参数可知,新风扇与原风扇相比相同质量流量下静压提高了约2%,性能优于原风扇。在此基础上通过仿真模型计算得出新风扇不同转速下的静压、功耗、效率等性能参数,这为风扇工作点的选取提供了重要依据。     

组合桨的气液搅拌的数值模拟分析与研究

对三层搅拌桨气-液两相搅拌反应器内的流体流动进行了实验研究,用Pro-E软件建立模型,利用计算流体动力学(CFD)方法对反应器内部整体气含率、局部气含率、流场流体分布及变化规律进行数值模拟计算。研究了在通入气体的条件下,桨叶搅拌速率对整体气含量的影响。结果表明,组合桨的结构对于气液流场分布特性有着关键的影响。     

搅拌运输车罐内混凝土流体运动仿真与质心偏移分析

混凝土流体在搅拌运输车搅拌筒内,会因搅动产生周期性的侧向惯性力,从而影响搅拌运输车的侧翻稳定性。针对这一问题,用FLOW3D软件对搅拌筒内自密实混凝土流体状态的流变参数进行了仿真验证,并利用标定后的流变参数对自密实混凝土流体在搅拌筒定转速工况下的流体运动状态进行仿真,得到了搅拌筒内流体的运动状态以及自密实混凝土流体在搅动过程中的质心位移与侧向加速度变化结果,为分析流体搅动时产生的侧向惯性力对整车侧翻稳定性的影响提供依据。     

离心预应力下发动机风扇流固耦合及模态分析

发动机风扇是转速较高的旋转构件,并吸引气流快速流动。依据风扇性能试验方法进行流体力学计算,获取气流作用于风扇上的风压力;利用有限元计算方法风扇在3 000 r/min转速下离心力的应力,然后将风压及离心力引起的预应力导入模态计算来获取最终的预应力模态值。为了进行对比,以风扇离心预应力和流体耦合为影响因子,组合3种方案进行计算。结果表明:旋转状态下的风扇模态与流固耦合下的旋转风扇模态相对于静止状态的风扇发生变化,考虑离心力及风压的模态分析相对更接近于实际工况,最大误差为9%,最小误差不足1%,具有工程应用价值。     

《极端环境下的电液伺服控制理论及应用技术》

本书主要涉及作者多年来所从事的飞行器和重大装备电气液伺服控制基础理论和应用技术的最新研究成果。内容包括：飞行器和重大装备的极限环境,如极端温度（极端高温、极端低温）、振动、冲击和离心加速度;航空液压油、航天煤油、生物质能油电液伺服机构;流体伺服控制元器件,如电液伺服阀、喷嘴挡板阀、射流管伺服阀、气动伺服阀、电液伺服作动器的基本原理;电液伺服控制理论;极端温度下的电液伺服阀基础理论和流场;振动、冲击环境下电液伺服阀基础理论和分析实例;离心加速度环境下电液伺服阀数学模型和分析实例;电液伺服阀优化设计方法;带补偿节流器的电液伺服阀新结构.     

发动机冷却风扇性能的优化设计研究

针对面向性能的发动机冷却风扇叶片几何形状优化的问题,将参数化建模技术应用到对冷却风扇叶片安装角的描述中,建立了冷却风扇的参数化模型,以多学科优化平台Isight和商业流体模拟软件Fluent为基础,建立了一种模型参数化、网格划分、CFD分析和多目标优化相结合的发动机冷却风扇优化集成平台,并运用非支配排序遗传算法对冷却风扇进行了优化。对优化结果与试验结果进行了对比,分析了冷却风扇的内部流场。研究结果表明,优化后的风扇模型静压提高了12.840 6%,动压和风扇效率也有所提高,冷却风扇的整体性能得到了优化。     

旋转射流搅拌器全场数值模拟分析

目前应用于大型工程流体储罐最安全、最有效的搅拌系统是旋转射流搅拌(RJM)系统.在RJM系统的设计开发过程中,工业上对该系统的要求是不仅要射程远,能够使储罐流体横向有运动,而且要求四周的扩散效果要更好.针对以高粘度流体为工作介质,采用标准k-ε湍流模型,对储罐内射流搅拌的全三维流场进行了数值模拟计算,估算了射流的流程、影响范围及搅拌效果,采用数值计算方法考察了搅拌效果.研究结果显示,该方法可以克服实验中经费投入和测量精度等方面的限制,对工程应用具有很重要的意义.     

污水处理搅拌机的水力设计与试验研究

针对目前国内污水处理搅拌池内流场测试研究空白,为研究污水处理搅拌机性能,选用NACA翼型,应用升力法对污水处理搅拌机叶片进行水力设计,并对搅拌池内流体流场分布进行试验研究。在设计的试验台上,利用流速仪,通过空间布点测量了污水搅拌池内不同位置的流体速度。利用EXCEL软件绘制了污水处理搅拌池内不同位置截面上的流体速度分布图,分析了池内流体速度分布规律。流体速度沿着轴向传递明显,流体径向扩散相对较小,且污水搅拌池内流体的流速基本沿污水处理搅拌机轴对称分布。试验表明:该测量方法可行,且该污水处理搅拌机具有明显的轴向导流和减少池壁边界对池内流体的影响作用。     

叶片打孔对离心风机噪声的影响分析

对离心风机叶片进行打孔处理,分析叶片打孔位置对风机噪声的影响.首先在稳态流场的计算结果上加载宽频噪声模型,得到不同工况下离心风机蜗壳和叶片上噪声分布情况,然后在瞬态分析的基础上加载FW-H噪声模块,利用LES/FW-H匹配技术分析叶片打孔对离心风机的气动噪声特性及声压级的影响.研究结果表明:离心风机结构表面声压主要集中...     

Mathematical model and experiment validation of fluid torque by shear stress under influence of fluid temperature in hydro-viscous clutch

The current design of hydro-viscous clutch（HVC） in tracked vehicle fan transmission mainly focuses on high-speed and high power. However, the fluid torque under the influence of fluid temperature can not be predicted accurately by conventional mathematical model or experimental research. In order to validate the fluid torque of HVC by taking the viscosity-temperature characteristic of fluid into account, the test rig is designed. The outlet oil temperature is measured and fitted with different rotation speed, oil film thickness, oil flow rate, and inlet oil temperature. Meanwhile, the film torque can be obtained. Based on Navier-Stokes equations and the continuity equation, the mathematical model of fluid torque is proposed in cylindrical coordinate. Iterative method is employed to solve the equations. The radial and tangential speed distribution, radial pressure distribution and theoretical flow rate are determined and analyzed. The models of equivalent radius and fluid torque of friction pairs are introduced. The experimental and theoretical results indicate that tangential speed distribution is mainly determined by the relative rotating speed between the friction plate and the separator disc. However, the radial speed distribution and pressure distribution are dominated by pressure difference at the lower rotating speed. The oil film fills the clearance and the film torque increases with increasing rotating speed. However, when the speed reaches a certain value, the centrifugal force will play an important role on the fluid distribution. The pressure is negative at the outer radius when inlet flow rate is less than theoretical flow, so the film starts to shrink which decreases the film torque sharply. The theoretical fluid torque has good agreement with the experimental data. This research proposes a new fluid torque mathematical model which may predict the film torque under the influence of temperature more accurately.     

新型气体离心密封的试验研究

针对密封气体时普通离心密封出现的问题,提出了一种带有连续注排密封液结构的离心密封装置,介绍了该密封的工作原理及其特点。设计并研制了离心密封试验样机,测量并采集了密封介质压力、密封液流量、温度等密封性能参数,研究了性能参数随主轴转速以及密封液注入压力的变化规律。研究表明,新型离心密封适用于高转速下密封气体的场合,而且转速越高,可以密封的介质的压力越高,但搅拌热也越大;而增加密封液注入压力,有利于增大密封液流量,带走更多的搅拌热量。     

防涡圈对离心风机性能影响的探讨

针对某离心通风机模型,研究了防涡圈对风机性能的影响。数值模拟和试验结果都说明了加装防涡圈后全压升和效率有所下降,这与以往的认知不完全一致。设计工况下,未加装防涡圈的通风机全压升比加装长防涡圈的风机高出约4%,效率高出约3%,内泄漏情况也会随防涡圈长度的增加变得严重;从内部流场可以看出,加装防涡圈减小了蜗壳内部的扩压空间,叶轮出口大尺度漩涡更加剧烈,影响了叶轮出口气流方向,并在叶轮出口产生回流现象,降低了通风机的全压和效率。因此认为对于不同压力系数和流量系数的风机,防涡圈对风机性能的影响规律是不一样的。     

子午加速轴流风机的全三维优化设计

采用流场结构分析和叶片造型调整结合的全三维优化设计方法，对子午加速轴流风机进行了优化设计。结果表明：在不改变风机外径、转速和间隙的情况下，风机的性能得到大幅改善，设计工况下风机效率达到83．3％，提高了18．2％；风机的内部流场合理，没有明显的分离和回流；风机出口全压分布均匀，除叶片尾迹外无明显低压区；同时，风机的性能曲线比较平滑，变工况性能好；经性能实验验证，优化设计后的风机各项指标均达到了设计要求，说明该风机的全三维优化设计是成功的。     

Performance of a cross-flow fan with various shapes of a rearguider and an exit duct

A cross-flow fan having forward curved blades relatively produces higher dynamic pressure at low rotating speed because a working fluid passes through an impeller blade twice. Most of this dynamic pressure is transferred to the static pressure in a rearguider and a stabilizer as a scroll in the centrifugal fan. The effect of a rearguider and a stabilizer on the performance of a cross-flow fan is higher than that of the impeller. Therefore, it should be considered how the shape of a rearguider and an exit duct affects on the performance and the flow fields. The purpose of this study is to investigate the reciprocal relation to the flow field and performance among the design parameters. Two-dimensional, unsteady governing equations are solved using FVM algorithm, sliding grid system and standard k - ɛ turbulence model. Verlocity profiles with various parameters are depicted. Furthermore, the meridional velocity profiles around the impeller are plotted at fixed rotating speed and design flow rate. This paper was presented at the 9^th Asian International Conference on Fluid Machinery (AICFM9), Jeju, Korea, October 16–19, 2007.     

雷达天线系统离心风机气动噪声研究

基于FW-H方程,对离心风机进行气动声学理论分析,结合噪声测试方法,对某雷达天线系统进行噪声试验研究分析.测试数据表明,噪声和振动加速度频谱图分布较为接近,噪声振动能量峰值频率均为离心风机叶片基频的倍频,即雷达天线系统噪声主要来源于离心风机的气动噪声.通过改变均热板上翅片与风机叶片边缘的间距和调节风机转速,对单个离心风...     

小流量工况下通风机进气风室静压测量的研究

利用GB/T1236-2000标准中规定的A型进气风室研究在小流量区域内测试离心和轴流通风机流通特性时,其流场的分布以及在静压测试中出现的问题.通过实验发现在离心风机测量截面上静压存在波动,轴流风机静压沿着径向分布存在差别,分析影响其静压分布的因素并提出相应的对策.     

双进气高效离心风机的设计优化

本文以对双进气离心式通风机进行优化设计为目标,以单进气离心风机模型、双进气叶片对齐离心风机模型及双进气叶片错位离心风机模型为研究对象,用CFX软件分析三个模型的流场分布,并计算其流量、全压和效率关系,研究其流场分布。本文提供了双进气离心风机基础设计。