簧片阀推力系数的实验研究和数值模拟

阀片的运动在制冷压缩机性能模拟中非常重要,然而,制冷压缩机中簧片阀的推力系数很难获得,提出了一种测量簧片阀推力系数的方法。由于簧片阀的特性,我们用应变仪去测量簧片阀的推力系数,并用最小二乘法对实验数据拟合,得到了推力系数和阀片升程的相关性函数;另外,建立了计算流体动力学模型来探讨在不同气阀升程下作用在簧片阀上的力的分布。在这个模型中通过等效力矩法获得等效力,得到了实验中相应的作用在阀片上的力,并与实验结果进行了对比。结果表明:无论工作介质是R600a或者空气,虽然簧片阀的推力系数是关于气阀升程的函数,但其值始终是近似恒定的。     

往复式压缩机网状阀有效通流面积研究

通过对往复式压缩机网状阀内气体流动特点的分析，把气流通过网状阀时的流动损失分为四个部分：阀座流动损失，气流通过气阀第一次和第二次转弯时流动损失及出口流动损失。通过对气阀的吹风试验，分别得到了各个部分流动损失系数与升程，阀座通道宽度比Ｈ／ｂ拉关系式，进而得到气阀的有效通流面积与Ｈ／ｂ的关系式，与现有的公式相比较，取得了满意的结果。     

往复压缩机环状气阀振动信号的LMD故障特征 提取方法研究

以往复压缩机环状气阀为研究对象,通过加速度振动传感器测试了其正常运行状态下的振动信号,通过对其进行局部均值分解(LMD),得出了信号所对应的多个乘积函数(PF)分量,并提取这些PF分量的3大特征参数因子,包括偏度系数(g_i)、峭度系数(q_i)和总能量比(E_(i )/E)。然后对气阀进行不同种类的破坏,包括锯断阀片、去除气阀内部分弹簧和对阀片打孔,并对破坏后的气阀运行振动信号进行相同的分析得出相应的参数因子,与气阀正常运行时对应参数因子进行比较。结果显示,在阀片锯断和气阀去弹簧2种状态下,气阀振动信号得出的相应特征参数因子都会出现反映气阀故障的异常值,但在气阀阀片打孔的状态下则不明显。以上说明LMD方法虽然具有一定的局限性,但是能够准确、有效地对往复压缩机气阀振动信号进行判断,从而实现对气阀的工作状态和故障类型进行分类,是研究气阀故障诊断的实用方法。     

小尺度圆形通道内流动换热特性试验研究

对圆形细通道流动与换热特性进行了试验测量,着重考察了通道几何参数(直径、长度)对其流阻系数和换热系数的影响规律,试验中雷诺数Re范围为500～5000.研究结果表明:通道直径越小,通道内流体的流阻系数越大,换热系数越大;通道长度越长,通道内流体的流阻系数越小.这将为圆形细通道的应用提供参考.     

小通道内的冷凝换热模型分析

目前国内外对于大通道内的冷凝换热研究较多,而对小通道内的冷凝换热研究较少,小通道内重力、切应力、表面张力的相互作用与大通道不同,导致小通道内的冷凝换热机理不同于大通道,因此大通道内的冷凝换热模型不能很好地预测小通道内的冷凝换热,而小通道内冷凝换热的研究对设计和优化紧凑型换热器具有重要意义。总结9种小通道内的冷凝换热预测模型,并根据11个独立研究机构的测试结果,收集6种工质(R134a,R32,R22,R123,R410A,R1234yf)的1 183个小通道内的冷凝换热试验数据点。比较各模型的预测结果和数据点发现,各预测模型并不是适用于小通道内所有工质和工况的预测,应根据工质和工况选择合适的模型。GARIMELLA的预测模型对R134a、R32、R22、R1234yf的数据点的预测误差很小,而KOYAMA的预测模型适用范围比较广,大部分工况下误差也是可接受的。     

压缩机环状阀流量系数数值研究

应用计算流体力学软件FLUENT对环状阀流场进行模拟,得到流量系数αv与气阀升程和阀座通道宽度比H/b的关系曲线.使用MATLAB拟合得到流量系数计算公式.计算公式清晰地反应了升程和阀座通道宽度对流量系数的影响情况,使得环状阀流量系数的计算方便、快捷.     

往复压缩机网状阀阀片运动规律及应力分析

气阀作为往复压缩机的关键部件,其故障率一直以来都排在首位,阀片运动规律的优劣直接影响气阀的使用寿命,故研究阀片的运动特性就显得特别重要。根据网状进气阀的结构建立了数学模型和实体模型,采用MATLAB和ANSYS/LS-DYNA软件对阀片动作过程进行了模拟,又用传感器对网状阀的阀片位移进行了实际测量。通过对仿真与试验结果的分析比对,得出了阀片在不同气阀弹簧刚度及不同转速下的动作响应特性,并分析出了振颤应力与撞击应力对阀片寿命的影响。     

高速透气阀压力流量特性实验和入级型式试验

研究阐述了透气阀结构及工作原理,并以DN200型高速透气阀为例,设计了透气阀实验使用系统及实验方法、步骤,揭示了透气阀的压力-流量特性。研究结果表明:正压阀开启压力为14.1 kPa,正压阀关闭压力为10.0 kPa;真空阀开启压力为-3.5 kPa,真空阀关闭压力为-2.6 kPa。正压阀瞬间的排气速度高达42 m/s,符合各船级社规范、SOLAS公约和IMO规则对应的章程条款要求。同时发现:透气阀设定压力通常设定正压阀为14.1~21.4 kPa、真空阀为-3.5~-7.01 kPa范围内,在规定值内即阀瓣起跳。     

往复活塞式压缩机的直流阀

往复活塞式压缩机的工作过程,必须依靠气阀的作用来实现。因此,气阀的好坏对压缩机的工作性能及运转可靠性,有着特别重要的影响。 直流阀主要由阀片及阀体（作为阀座和升程限制器）两个零件所组成的一种气阀。 在直流阀中,阀片平面与阀座通道中的气流方向平行,如图1a）所示,而在非直流的气阀中,阀片平面与阀座通道中的气流方向垂直如图1b）所示。     

基于fluent的环状阀流量系数数值计算

通过做气阀静态吹风实验,得到环状阀流量系数实验值。采用Fluent软件对环状阀流场进行数值模拟,得到流量系数模拟值。对模拟值与实验值做比较,其相对误差只有0．89％,表明模拟准确,得到一种新的环状阀流量系数计算方法。     

带射流收缩通道内部换热特性数值模拟

采用数值模拟的方法对简化后的燃气涡轮发动机进气道支板内部换热特性进行三维数值模拟,具体通过对带射流收缩型通道内部的流场结构和换热分布进行研究来揭示其内部换热机理,并与采用热色液晶全面表面瞬态测量技术测得的换热实验结果进行对比,从而验证计算方法的可行性.研究结果表明:射流在通道内呈现对涡结构流动,矩形出气缝的位置对通道内部流动和换热特性影响较大,换热计算结果与实验测量结果基本吻合,所用的数值模拟方法较为真实的预测了带射流收缩型通道内部的换热特性.     

基于MATLAB和ANSYS软件的空压机气阀阀片的仿真分析

空压机气阀工作状况是压缩机研究和气阀设计中极其重要的环节，文中通过建立空压机阀片的数学模型，介绍了运用MATLAB和ANSYS软件实现数学模型求解和描绘阀片运动规律变化曲线的方法。与实验所得的结果基本相符，对气阀的设计或优化有一定的理论意义。     

低沸点工质在水平蒸发换热强化管内换热特性研究

本文通过分析作者和国内外文献有关低沸点工质在水平螺旋翅片管内蒸发换热特性实验数据，讨论了热流密度，质量干度和质量流速对局部换热系数的影响，并将实验数据与现有的螺旋翅片管换热关系式的计算值进行比较，结果表明，ｋａｎｄｌｉｋａｒ的关系式具有是确的流动沸腾换热机制及一定的精度。为提高其通用性和精度，本文提出了进下不改进Ｋａｎｄｌｉｋａｒ关系式的具体设计想，从而为优化设计螺旋翅片管，研制高效蒸发强化管提代     

管状直流阀的流量系数实验研究

分析了管状直流阀的流动特征，通过对气阀模型的静态吹风实验，得到了流量系数的实验关系。     

湍流边界层内钝体扰流的流动与传热特性

应用大涡模拟方法对小尺度开缝圆柱涡流发生器强化传热和流动减阻的机理进行研究。水平开缝圆柱置于充分发展湍流边界层内,分析不同间隙比对开缝圆柱尾流、湍流边界层拟序结构以及槽道底面流动与换热特性的影响。为验证所采用数值方法的准确性与可靠性,将矩形空槽道的计算结果与前人直接数值模拟结果及与采用相关准则关系式所得结果进行对比。计算结果表明：湍流边界层内钝体扰流的尾迹流与壁面边界层的相互作用能够显著提高槽道的换热性能。与未开缝的基准圆柱相比,间隙比小于2.0时,开缝圆柱通道的整体热性能较好;间隙比为2.0时,其综合性能系数最大;间隙比大于2.0时,整体热性能较差。与矩形空槽道相比,最大努塞尔数可提高17.45%,最小摩擦因数可减小4.94%。     

往复压缩机变负荷工况阀片运动规律及气缸内状态仿真研究

为了更好地了解往复式压缩机在不同工况下阀片的运动规律以及气缸内压力、温度的变化情况,对压缩机气缸及阀片运动规律进行了模拟仿真研究。采用有限元分析手段建立了往复压缩机的三维流场模型,在变负荷工况下,运用Fluent软件模拟分析了压缩机气阀与气缸工作状态;在正常工况下,模拟了压缩机气阀的运动情况和气缸内的压力变化情况,并利用往复压缩机实验台进行了实验验证;在气量调节工况和不同的阀片顶开位移的工况下,针对压缩机进行了模拟,得到了不同工况下阀片运动规律、气缸内示功图及气缸内温度变化规律。研究结果表明:针对机组复杂运行状态可用计算机仿真研究进行深入模拟,获得贴近实际运行状态的数据,对分析压缩机运行状态,改进优化气量调节系统具有重要作用。     

电液伺服阀中弹簧管刚度测量方式转换的研究

为了使新研制的刚度测量台在伺服阀弹簧管刚度的高精度测量中得到很好地应用,在对传统的手工吊砝码施力、显微镜读取变形的弹簧管刚度测量老方法的受力变形分析的基础上,推导出弹簧管力矩-转角刚度与显微镜观测点线位移的表达关系式,然后选取多个弹簧管进行两种测量方法的对比实验,对实验数据进行分析并同理论推导的表达式进行对比,修正其关系式,给出实际生产应用中两种测量方法的转换修正系数和对应表达式,据此可以将弹簧管刚度测量老方法转换为新型刚度测量台测量方式。     

直流过热刺刀管式蒸汽发生器设计分析

采用直流过热刺刀管式蒸汽发生器作为自然循环池式铅铋快堆的主蒸汽发生器。刺刀管式蒸汽发生器传热管由内外两根管同心组成，使得环形通道内工质与内管工质及壳侧工质同时换热，造成设计困难。提出了刺刀管式蒸汽发生器离散式设计方法，,并利用该方法设计了热功率为37.5 MW的直流过热式刺刀管式蒸汽发生器。从换热管数量、环形通道尺寸、内管保温层的导热系数三个方面对刺刀管式蒸汽发生器进行了设计分析，同时采用JF因子对蒸汽发生器的综合性能进行评价。研究表明，当换热管数量由244根增加到550根，一次侧流阻由40 kPa下降至5 kPa,JF因子增加0.4,蒸汽发生器性能提升；环形通道宽度增加0.5 mm,换热段长度增加10%左右，总传热系数和JF因子分别下降13%和14%,蒸汽发生器性能下降；内管保温层导热系数与换热段长度成线性关系，保温导热系数增加，蒸汽发生器的综合性能下降。因此，刺刀管式蒸汽发生器设计宜采用较多的换热管数量、导热系数较小的内管保层材料，同时选择合适的环形通道尺寸，获得最佳的JF因子值。     

往复压缩机气量调节工况阀片侧倾分析

建立了往复压缩机阀片侧倾运动模型,对比分析了正常工况与顶开进气阀调节工况下阀片侧倾撞击过程,揭示了顶开进气阀无级气量调节方法阀片中侧倾对压缩机气阀的影响.     

压缩机直流阀结构参数的探讨

对不同结构参数的直流阀进行性能对比试验和测定阀片的运动规律曲线后得出结论,直流阀结构参数的选择原则应该是:较低的升程、较高的阀座、适宜的阀片厚度和较多的组数。它们之间应满足无因次式M_0=KM_m（式中M_0和M_m是气阀中的两个速度准则数,K为经验系数）,这时气阀的运动规律良好,经济性和可靠性也能得到兼顾。