火灾下明框浮法玻璃热破裂的数值模拟研究

玻璃的热破裂行为对建筑火灾的发展和蔓延具有显著影响．本研究使用ABAQUS有限元数值模拟软件，基于实验数据，构建数值模型，对明框浮法玻璃在火灾下的温度场、应力场、破裂时间和裂纹起裂位置进行精确计算和预测．本研究首先通过传热分析得到玻璃的温度场并与实验结果进行对比验证；再借助顺序耦合的热应力分析方法，计算得到玻璃内部的应力分布，并发现火灾下明框浮法玻璃最大主应力为拉应力，主要位于玻璃边缘区域．模拟结果发现，当温差产生的热应力达到玻璃表面所能承受的临界拉应力时，玻璃会发生起裂现象．该研究根据计算的应力分布成功预测玻璃首次破裂时间，模拟结果与4组对应实验的平均绝对百分比误差为10.2%，结果吻合较好．该研究发展并验证了明框浮法玻璃火灾下的数值预测模型，揭示了明框玻璃的热破裂机理，为进一步更加精确的玻璃热破裂行为的预测提供技术支撑．     

基于ALE的汽轮机低压叶片流固耦合数值模拟

采用ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)方法对汽轮机低压叶片与流场之间相互作用下的应力、位移进行了数值模拟,通过计算获得了流场、压力及叶片位移分布,得到应力及叶片位移随时间的变化关系,流体产生的压力波引发了叶片的振动,最大应力发生在叶片根部,最大应力值和最大周向位移随转数增加.模拟结果可对改进叶片性能及叶片材料选择提供相应参考.     

起动过程涡轮叶片瞬态温度场的准稳态处理研究

考虑燃气涡轮发动机起动过程涡轮叶片与高温燃气的对流换热及叶片内部的热传导,通过瞬态流热 耦合计算和准稳态处理两种方法对涡轮叶片换热特性进行了研究,分析了叶片热惯性带来的温度滞后效应, 探索了一种对发动机起动过程进行准稳态处理的数值模拟方法,实现了对涡轮叶片瞬态温度场的快速求解。采用商业化软件ANSYS CFX 2019 R2对涡轮叶片分别进行流热耦合和非定常数值计算,结合外换热程序 “NPUSTAN7Z”求解叶片型线上的换热系数,并对叶片表面网格节点按照“K-近邻算法”进行三维数据插值, 得到计算涡轮叶片非稳态导热的第三类边界条件。分析涡轮叶片的瞬态温度场,发现起动过程中金属叶片 的热惯性导致其温升慢于来流的温升,其内部存在一定的纵向温度梯度和横向温度梯度,中弦滞后 > 前缘滞 后 >尾缘滞后,叶片中下部温度滞后 > 叶片上部滞后。通过对比瞬态耦合计算与准稳态计算的结果,认为准 稳态的方法可以快速准确地求解发动机起动过程涡轮叶片的瞬态温度场。     

基于流固耦合的水轮机转轮应力数值模拟分析

针对国内大型水轮机出现裂纹甚至断裂的问题,基于流固耦合数值模拟技术,对国内某混流式水轮机在给定工况下的转轮应力进行了计算分析,得出了叶片表面的应力分布情况,并在易产生裂纹的关键区域选取了若干测点的计算结果与实测结果进行对比,验证了流固耦合数值模拟分析的可靠性,为水轮机转轮应力研究提供了参考。     

大型风电叶片的结构分析和测试

文章使用FOCUS软件对某兆瓦级叶片进行建模和结构分析,并与试验叶片的重量、模态、静力结果进行对比。结果表明,叶片重量的计算值与实测值偏差0.1%,频率的计算值与实测值最大偏差-4.6%,位移的计算值与实测值最大偏差5.08%,应变的计算值与实测值最大偏差-7.61%,均符合GL2010规范中的要求。叶片重量、频率、位移、应变的计算值和试验值高度吻合,验证了本方法的可靠性。     

考虑叶根柔度的汽轮机叶片组的振动分析

本文给出了从边界条件着手考虑叶根柔度影响的汽轮机叶片组的振动计算方法.计算结果与实测值和牢固系数修正方法的结果进行了比较.讨论了叶根柔度对不同振型和不同结构叶片振动的影响.以及各个柔度系数对叶片固有频率的影响.     

5MW风力机叶片根部动力响应分析

随着风电机组的大型化,风力机叶片的长度逐渐增大,叶片在风力机转动过程中的强度成为研究的重点问题。以5 MW风力机叶片根部为研究对象,利用叶素动量理论计算风力机叶片风载荷,结合有限元分析法,研究了叶片根部的结构动力响应情况,得出叶片根部应力与变形的规律。研究结果表明,在转动过程中,叶片根部应力在一定的范围内变化,最大应力为45 MPa,叶片不会发生结构断裂现象。该结果为风力机在运行过程中的稳定性提供了参考,并且在一定程度上对风力机叶片故障诊断与状态监测提供了参考。     

大功率汽轮机末级轮盘-叶片结构接触状态有限元分析

采用Solidworks软件对国产某600MW汽轮机末级叶轮进行三维实体建模,用有限元软件Ansys分析了该型机组末级轮盘-叶片的应力分布。经数值模拟发现,最大应力处位于轮盘与叶片的接触区域,应力值已达到塑性变形区域,但未达到屈服极限。轮盘和叶片的最大应力随着转速增加而呈大致线性增加。得出轮盘与叶片的接触区域既是高应力区域,也是升速过程中应力变化最大的区域。同时得出离心力对叶轮应力变化的影响要远大于汽流力。计算结果可以作为汽轮机末级叶轮疲劳寿命预测的依据。     

三维机织与四轴向复合材料叶片结构性能对比分析

文章应用Pulse16.1结构振动分析系统测试了两种叶片的振型与频率,并与数值模拟结果进行了对比。对比结果说明了叶片有限元模型的准确性及文中的数值计算结果适用于叶片实体。通过CFD仿真和ACP铺层,对相同翼型、相同尺寸且重量相差不超过4%的三维机织与四轴向复合材料叶片在额定工况下的结构特性进行了有限元分析。分别从铺层工艺、应力应变幅值及位移响应等方面对两种叶片进行了对比。结果表明:新型的三维正交机织复合材料叶片铺层工艺简单,树脂更易浸透;应力曲线平滑不会发生应力集中现象,且具有更优越的耐应力性。通过对两种叶片不同方向的位移响应分析,发现三维正交机织复合材料叶片的这种耐应力性源于织物结构中的Z纱捆绑。     

带有热障涂层的涡轮叶片前缘气热耦合数值研究

采用气热耦合的数值计算方法以及考虑转捩的湍流模型,对采用热障涂层技术的某型气冷涡轮叶片前缘传热进行了数值研究.结果表明,由于热障涂层的高绝热性,热障涂层一方面大幅提高叶片的抗氧化和抗热腐蚀的能力,另一方面配合高效的冷却技术,可以降低金属叶片的工作温度和叶片内的温度梯度.     

省煤器防磨初探

主要叙述了省煤器的磨损处理,对省煤器的设计,安装与运行提出了防磨建议与要求。     

爆燃燃烧对火焰辐射光变化的影响

应用火花塞光纤传感测量系统对BJ492Q汽油机爆燃燃烧进行测量和研究,分析了爆燃燃烧时火焰光辐射的变化情况。正常燃烧时,CH（431．5nm),C2(516.5nm),H2O(588nm)自由基的光强曲线出现双峰值,着火延迟期内自由基光辐射。爆燃较强工况时,只出现一个峰值,主要是碳粒子热辐射,峰值处出现剧烈波动,相位提前,无自由基的光辐射。试验表明,火花塞光纤传感器完全可用于爆燃测量。     

Research on non-flammable criteria on refrigerants

The two targets including the ratio of maximal composition RXM and the minimum for operating area SMI have been proposed for judging the flammability of the alternative to CFCs and HCFCs in air conditioner and refrigeration system. Analytical results in this paper illustrate that for different flammable refrigerants, the RXM and SMI are different and the relationship between different refrigerants are also different, which depends on the flammability of the refrigerant.     

天然气成分对发动机性能及排放影响的试验研究

在同一台发动机上通过燃用属于同类别的两地天然气的对比试验,研究了天然气（CNG）成分对发动机性能及排放的影响。试验结果表明：天然气成分的差异导致发动机的空燃比发生变化,是造成发动机性能与排放产生较大变化的主要原因,而控制发动机空燃比在较小范围变化,可以减少天然气成分对发动机性能及排放的影响。     

供热系统节能探讨

针对集中供热采暖系统定压（补水）方式和循环方式的电耗情况及水力平衡调节技术对供热系统节能的作用进行分析和总结,寻求供热采暖系统中可实施节能措施的环节和节能工作的切入点,配合实现既有建筑进行节能改造的阶段性目标,合理降低供热采暖系统的能耗,从而达到供热采暖系统节约能源的目标,为供热采暖系统的节能改造提供科学依据。     

基于GT-POWER的配气相位对柴油机性能影响的研究

采用GT-POWER软件,分析1款老产品4112柴油机的配气相位对其性能的影响,并对配气相位进行优化。首先,建立发动机模型,计算发动机外特性曲线,并与发动机试验参数比较,验证模型的可靠性;然后,用发动机模型,对进排气门配气相位气进行分组优化模拟计算,得到每个转速下的最优配气相位;最后,模拟计算标定点转速下最优配气相位所对应的发动机充气效率、燃烧效率、功率和扭矩,结果表明,4项性能均得到提高。     

超滑金属涂层在水泵上的应用

通过对影响水泉效率的因素和超滑金属涂层性能的应用分析,研究利用超滑金属涂层对1日水泵进行节能改造。通过实验测试和实际应用,证明该方法是可行的。     

基于投入产出方法的居民消费全流程能耗分析

本文在合理界定居民消费内容及活动水平的基础上,利用投入产出方法和生命周期能耗分析思想,对居民衣、食、用、服务、行、住等消费的全流程能耗进行了分析和计算,给出了2005年居民各项消费的全流程能耗现状,并对2010年、2020年、2030年的居民消费全能耗状况进行了预测,得到了居民消费全能耗占全国能源消费总量的比重在40%以上等一系列重要结论,并提出了相关政策建议。     

锅炉钢管压扁试验研究

压扁试验是重要的工艺试验，以日常试验获得的大量数据为基础，针对常用锅炉管材进行了压扁不合格极限高度试验，为减免压扁试验提供了依据。