Characteristics of supersonic flow in new type externally pressurized spherical air bearings

In order to predict accurately the characteristics of supersonic flow in new type externally pressurized spherical air bearings under large bearing clearance and high air supply pressure, which could decrease their load carrying capacity and stability, a CFD-based analysis was introduced to solve the three-dimensional turbulent complete compressible air flow governing equations. The realizable κ-ɛ model was used as a turbulent closure. The supersonic flow field near air inlets was analyzed. The flow structures illustrate that the interaction exists between shock waves and boundary layer, and the flow separation is formed at the lower corner and the lower wall around the point of a maximum velocity. The numerical results show that the conversion from supersonic flow to subsonic flow in spherical air bearing occurs through a shock region (pseudo-shock), and the viscous boundary layer results in the flow separation and reverse flow near the shock. The calculation results basically agree with the corresponding experimental data.     

轴颈气浮轴承的流体静力计算

本文主要介绍轴颈气浮轴承的流体静力计算方法，它包括轴颈气浮轴承的压力分布、气体流量、气隙高度和负载能力等参数的计算，目的是为气浮轴承的结构设计、研制试验等提供简便而精确的理论设计依据。     

圆锥型螺旋槽气体动压轴承气膜压力分析

气体动压润滑轴承具有摩擦力小、速度高、磨损少等特性,对用可压缩气体润滑的圆锥型螺旋槽动压轴承进行了研究.由于圆锥轴承的特殊结构以及螺旋角的存在,对轴承的求解域进行了保角变换和斜坐标变换.采用局部积分有限差分在不连续求解域的纵向和横向推导出了控制方程在斜坐标系下的差分形式.并对轴承的压力分布进行了数值计算.结果表明:螺旋槽能很好实现气体轴承动压效应,压力在圆周方向上呈锯齿形分布,轴承的转速和槽深比不同对轴承的气膜压力的影响不同.     

A generalized solution of elasto-aerodynamic lubrication for aerodynamic compliant foil bearings

1 Introduction Compliant foil bearings have been widely applied in a number of turbo-machineries such as air cycle machines and turbo compressors, and recent investigations indicate that the foil bearings can also find their usage in the integrated high performance turbine en- gine technology. In spite of the successful application of this oil-free supporting technology in engi- neering, theoretical researches on static, especially dynamic performances of compliant foil bearing seem rather dif…     

Effect of angular misalignment on the static characteristics of rotating externally pressurized air journal bearing

This paper studies the effect of angular misalignment on the static characteristics of rotating externally pressurized air journal bearing with four degrees of freedom(4-DOF). A clearance function is used to describe the film thickness of air journal bearings with angular misalignment along two perpendicular directions. The finite different method(FDM) and an iterative procedure are applied to solve the Reynolds equation and obtain the air film pressure distribution. Various eccentricity ratios and rotating speeds are taken into considerations for the comparisons of static performances of the air journal bearing under different tilt angles. The results show that the air film thickness, load capacity, stiffness, load moment, attitude angle and volume flow rate are affected greatly by the angular misalignment.     

回冷式逆布雷顿空气制冷机的试验分析

为对透平机械中的流动及传热问题进行研究,建立可靠的设计方法与修正模型,并为多目标非线性优化、人工神经网络和遗传算法等理论分析提供可靠、系统、详实的试验数据,对小型逆布雷顿循环空气制冷机系统及其关键部件-气体轴承透平膨胀机和高效紧凑换热器进行了热力性能试验,分析了各运行参数及几何结构的影响,考核了新型弹性支承动压气体轴承的机械性能,并进行了24.6×104r/min超速试验.试验结果表明:该空气制冷机膨胀机可在22×104r/min转速下长期稳定工作,出口温度和系统温降可达-101℃和122℃,效率达到60%,各部件运行参数匹配良好.     

空气静压止推轴承性能的数值分析

采用有限差分法，对柱坐标系下带均压槽的圆形空气静压止推轴承的压力场进行了二维数值仿真，并根据流量平衡原理，计算出给定气膜间隙下的出口压力值、承载力和流量值。最终得到空气静压止推轴承的性能曲线。结果表明，计算结果与实验结果有较高的一致性。     

新型空调均匀送风道静压均衡衰减特性研究

根据实验测试数据对新型空调静压均匀送风道静压箱的静压均衡关系进行了研究,得出了不同送风工况下静压均衡系数,并对静压均衡系数进行了详细的分析.同时对主风道与静压箱之间的静压衰减关系进行了实测研究,得出了其不同送风工况下的静压衰减系数,并根据所得出的静压衰减系数确定出静压箱内静压变化规律公式.     

无回油槽双列内节流液体静压轴承的研究

内节流液体静压轴承结构简单、紧凑、容易保证节流精度,而且双列内节流静压轴承润滑油泄漏少,功耗小,轴的挠曲刚度高,因此有必要对这种轴承的性能进行全面的研究。根据液体静压支承理论,利用流量平衡方程,分析了无回油槽双列曲节流体静压轴承的基本性能,即受径向载荷和承受弯矩的能力,得出了一些重要结论,从而为该轴承在实际中应用提供了理论依据。     

微型压缩空气蓄能系统静态效益分析与计算

介绍了与分布式能量系统相结合的微型压缩空气蓄能系统(MCAES)的特点,建立了MCAES的静态效益计算模型,并验证了结算结果。通过一个1 MW工程实例表明,在考虑峰谷电价变化情况下,总静态效益达到了679.52万元/年。     

转杯纺纱机工艺排风问题的探讨

给出了转杯纺纱机纺杯排风量的计算公式；分析了排风量和排风口静压对生产的影响；讨论了分支管系统阴力平衡问题；针对降低同一机台排风不匀率的技术措施，导出了具体的计算公式并给出了典型计算结果，为确定改善排风不匀的适宜工况条件提供了依据。     

高压空气环境钨极氩弧焊接电弧静特性

针对高压空气环境的特殊性,研制了高压焊接试验舱和钨极氩弧自动焊机。在0.1-0.7MPa空气环境中,考察了电孤静特性,并提出了电孤电压与空气环境压力、电孤长度、焊接电流三者之间的数学模型。根据电孤静特性及其数学模型,设定钨极氩弧自动焊机及其焊接电源主要参数,在0.1-0.7Mpa空气环境中,进行了典型位置16Mn钢板的焊接,不用自由成型工艺形成的全部接头,符合美国焊接学会AWS D3.6M;1999中A类接头的要求。     

磁悬浮轴承悬浮能力及控制系统分析研究

磁悬浮轴承以无摩擦、高转速、高精度、无需润滑等优点,成为高速或超高速回转机构中轴承发展的方向之一。本文依据电磁感应理论和自动控制原理,自行设计和研制出的五维控制磁悬浮轴承装置及其控制系统,在实验室成功进行了多次长时间悬浮旋转。并在其静态磁悬浮特性和动态磁悬浮特性试验的基础上,重点对磁悬浮轴承的悬浮能力和闭环控制系统进行了分析研究,结果表明,该磁悬浮轴承及其闭环控制系统能成功把9kg重的轴悬浮在空中高速旋转,为实际应用提供了理论基础和实践依据。     

乘用车悬架系统空气弹簧力学性能及刚度分析

介绍了乘用车悬架系统空气弹簧的基本特性,对空气弹簧的刚度进行了分析计算.计算表明空气弹簧的刚度不仅与其静平衡位置时的压力和容积有关,还与其有效面积变化率和体积变化率有关.     

边界数据浸入法在弱可压缩流动中的应用

受限于计算机的计算能力与计算的成本,实际的计算过程中,往往要对流体做出一些物理假设,如无粘流体、不可压缩流体等,但是这将给计算带来不同程度的误差. 为解决此问题,提出了一种对弱可压缩粘性流动问题进行求解的数值方法. 该方法不仅可以对计算域内包含静止固体的流场进行计算,也适用于包含运动固体的弱可压缩粘性流场的求解. 该方法从水的状态方程开始,对弱可压缩粘性流体运动的速度与压力方程进行了严格推导. 考虑到流场中固体的影响,使用边界数据浸入法(Boundary Data Immersion Method, BDIM)将流体子域与固体子域之间耦合,而所使用的BDIM可将流体及水下声学计算中的运动物体准确地表示出来. 因此,本文首次将弱可压缩粘性流动计算与BDIM结合起来,并解决了考虑流体的弱可压缩性与粘性的流场求解问题. 为验证所提方法的有效性及准确性,计算了3个二维经典算例,并将计算结果与采用其他方法所得数据结果进行比较. 对比结果表明,在考虑流体的弱可压缩性与粘性的前提下,本文所提出的新算法可对运动流体中存在静止或运动固体的流场进行准确有效的计算.     

山区高速列车车体动态当量泄漏面积阈值

针对静态气密参数无法真实反映列车过隧道时的气密性能问题和车内压力舒适性问题,基于一维可压缩非定常不等熵流动模型的广义黎曼变量特征线法,数值模拟列车过隧道时的车外压力波动. 对泄漏的空气质量流量进行修正,采用当量泄漏面积法模拟高速列车通过隧道时的车内压力. 以山区高速铁路为背景,研究中国某型号动车组车体动态当量泄漏面积阈值,提出列车符合不同舒适性标准时的动态当量泄漏面积阈值建议. 结果表明：车内压力符合1 000 Pa/10 s标准下的当量泄漏面积更小,列车当量泄漏面积阈值的最小值随着车速的增加而减小,头、尾车和中间车当量泄漏面积阈值的建议值分别为23.2和45.6 cm².     

影响工艺用压缩机气阀寿命的因素分析

针对工艺用压缩机气阀的失效形式,对损坏的阀片进行了断口及静态应力分析.探讨了产生阀片径向断裂及其他失效的原因,并结合化工生产的特点,分析了影响阀片寿命的因素.     

密闭恒温小室内流场均匀性的研究

对较小空间的密闭小室在孔板送风方式下的气流分布情况进行了实验研究,通过理论分析和实验研究提出了孔板送风方式下二次静压的方法。用Fluent公司推出的专业软件Airpak2.1对密闭小室内的流速分布情况进行了模拟,得出了在孔板送风方式下对送风进行二次静压可以使密闭小室内的气流分布更加均匀的结论。     

表面织构参数对径向轴承流体动力润滑特性的影响

为研究表面织构参数对径向滑动轴承流体动力润滑特性的影响,建立了基于经典雷诺方程的表面织构润滑计算模型,设计了具有不同分布位置和几何参数的长方体形状的表面织构,在施加雷诺边界条件的情况下使用有限差分法求解雷诺方程,分析了织构参数对轴承静态特性的影响作用,其静特性参数包括偏心率、偏位角、最大油膜压力、最小油膜厚度、摩擦力及轴承两侧泄油量。数值计算的结果表明:表面织构可以明显改变油膜压力的分布情况,尤其当织构分布在压力下降区和最大压力附近时;与光滑轴承相比,油膜的压力分布有显著的变化,通常分布在轴承上游的织构,可以使油膜压力的峰值增大。此外,织构在轴承表面的分布位置对轴承的其他静态特性有着不同的影响。     

三维机翼的型架外形设计研究

采用三维N－S方程为控制方程，计算机翼所受的气动力与静气动弹性平衡方程耦合求解，在研究机 静气动弹性规律的基础上，对机翼进行型架外形设计，使之在飞行中满足飞机设计气动外形的要求，并以一后掠机翼为算例，计算结果与有关献相吻合。