凸轮型线优化对发动机性能的影响研究

凸轮型线的设计对发动机的性能有重要的影响。高速利用进气惯性,进气门迟闭可以有效的增加气缸充量,而较大的迟闭角可能会因为活塞的上移将气体推出气缸,减小气缸充量。同样,排气提前可以有效的降低缸内残余废气,使排气通畅;而较大的排气提前角可能会造成有效功的损失,并导致各缸间进排气干涉,减小气缸充量。在凸轮型线设计时,不仅要考虑型线本身的设计,同时更要兼顾进排气门开始时刻的影响。本文采用仿真分析的方法,更改不同方案的进排气门凸轮型线,并通过试验验证,确定最终结论的有效性。     

叶型表面曲率对离散孔气膜冷却性能的影响

由于型面曲率的影响,涡轮叶片前缘和吸力面的冷却气膜易于脱离型面,气膜冷却效果下降。本研究将叶片型线分段拟合,建立了多个单一曲率的曲面模型(R/D=-30、-75、120、∞),研究涡轮叶片表面曲率对于气膜冷却的影响。流动与传热的数值模拟采用Fluent软件,湍流模型选择RNGk-ε模型,模拟方法经平板流动进行的结果验证是可靠的。在不同吹风比(M=0.5、1.2、2.0)条件下,计算比较了不同曲率曲面上气膜单孔下游的壁面传热系数以及局部平均气膜冷却效率。结果表明:涡轮叶片型面曲率对气膜冷却效果的影响与吹风比有关。不同曲率的型线部分,应该设计采用不同的吹风比,气膜冷却效果可能取得最佳。低吹风比M<1时,凹面曲率对气膜换热系数是强化,凸面基本没有作用。高吹风比M>1时,曲率不影响换热能力,冷却效果则取决与气膜相对于型面的流动状态和与主流的掺混能力。     

叶型探针对跨声压气机性能影响的数值模拟

为揭示叶型探针对跨声压气机气动性能影响的物理机理,采用三维数值模拟方法,通过构建带多点实体探头的1.5级压气机计算模型,详细研究了设计转速下压气机在安装探头前后性能特性与内部流场的变化规律。结果表明:级间局部静叶安装探头后,压气机下堵点流量减小0.1%,最高效率降低0.4%,失速点流量增大0.15%;由压气机工作点改变所引起的静叶攻角变化是影响叶片表面两侧探头绕流尺度的重要因素,并且探头绕流影响程度与静叶气动负荷存在较高的关联度;探头大尺度绕流加剧下游转子叶背根部附面层径向迁移与分离是导致该型压气机气动失稳提前的主要原因。     

通道形面对PSR性能影响的分析

针对一种新型的紧凑式换热器－－一次表面换热器（PSR）,分析了分别由椭圆、正弦曲线和抛物线构成板片波纹对芯体性能的影响。结合一台用于燃气轮机回热器的一次表面换热器样机的设计,给出了三种板片波纹形式的PSR芯体的主要性能,并通过与相应的板翅式芯体的对比,表明这种换热器的优越性。     

燃烧室型线对燃烧过程影响的计算分析研究

采用STAR-CD软件对某型高速大功率柴油机的燃烧过程进行了计算分析研究,考虑了缩口、直口、扩口三种燃烧室型线。为了提高计算精度,在计算分析工作前,先利用试验数据进行计算模型系数的标定。最后对计算结果进行了深入的分析,总结了柴油机燃烧室型线对燃烧过程影响的规律。     

汽水分离器用波纹板气动与分离性能研究

针对核电机组中的汽水分离器用波纹板,采用计算流体力学方法对不同结构波纹板模型进行了数值模拟,分析了波纹板内流场的特点,并与试验结果进行了对比.结果表明:数值计算结果与试验结果基本吻合,数值计算可以较准确地模拟波纹板中的流场;流动分离是造成波纹板压力损失的主要因素.     

涡轮增压器对发动机特性影响分析

通过对涡轮增压器的结构原理和使用特性进行分析，改进增压系统，匹配先进的带放气阀增压器，改善增压器瞬态响应特性，提高加速响应能力。从而使柴油机达到增加功率、降低油耗、改善排放、提高各项性能指标的要求。低速扭矩明显提高，能满足欧Ⅰ、欧Ⅱ的排放限值要求。     

Effects of Airflow Profile and Condensation Pressure on Performance of Air-Cooled Condensers

Abstract

The effect of airflow profile and condensation pressure on the performance of air-cooled condensers is investigated experimentally. Two large, flattened-tube air-cooled steam condensers are studied. The tube lengths are 10.7 and 5.7?m, with inner dimensions of 216?×?16?mm and aluminum fins on each side of the elongated-slot cross sections. Capacity and pressure drop are measured and discussed here. All tests are performed with a horizontal tube and co-current vapor and condensate flow. Four different profiles of cross-flowing air are tested: uniform air flowing upwards, uniform air flowing downwards, and two profiles of non-uniform air flowing upwards. For the 10.7?m tube, reversing airflow direction from upwards to downwards is found to significantly increase condenser capacity. Also for the 10.7?m tube, a favorable non-uniform air-velocity profile is shown to increase capacity in comparison to a uniform air-velocity profile. Both of these performance increases are shown to be the result of matching regions of maximum heat transfer coefficient on the air and steam sides. For the 5.7?m tube, a non-uniform airflow profile is shown to have no effect on capacity. Reducing condensation pressure is shown to decrease condenser capacity for both condenser tubes.     

灰分对柴油机颗粒物捕集器性能的影响

为了降低灰分对柴油机颗粒物捕集器(DPF)性能的影响,建立了DPF灰分和碳烟的数学模型,研究了灰分量、碳载量和灰分分布形态等多个因素对多种DPF性能的影响.结果表明:非对称孔结构(ACT)DPF增加了进/出口孔径比例有利于降低压降,但不利于捕集效率的提高;碳烟层的捕集效率高于灰分层,对称结构捕集效率高于ACT结构,低孔隙率捕集效率高于高孔隙率;灰分分布系数增加,DPF压降和捕集效率均上升,灰分分布系数对ACT结构DPF的影响小于对称结构;ACT结构有利于提升DPF容灰能力,延长清灰周期,提高经济性.     

Influence of Scaling on the Performance of Shell-and-Tube Heat Exchangers

Fouling in shell-and-tube heat exchangers was modeled by combining Hasson's ionic diffusion model for scaling from CaCO₃ solutions with a model for predicting the temperature distribution developed by Gaddis and Schlünder. Using the computed results, clean heat exchanger design rules were tested for fouling conditions. The effects of fouling on the efficiency of heat exchanger configurations were determined.     

翼型弯度对风力机性能的影响

传统的水平轴风力机一直在沿用螺旋桨,并使用"压气机"类叶片的叶型,故作功能力不高.将目前广泛使用的风力机桨叶翼型FFA-W3-211的弯度加大,一是在其尾缘加装高度为4%弦长的格尼(Gurney)襟翼;另一是改变压力面的形状,显著增加其弯度.并在小型低速风洞中对装有不扭曲直桨叶的风力机模型进行了一系列对比吹风实验,风速范围8～15 m/s,安装角6°～14°.实验结果表明,在各种条件下,风力机的风能利用系数依次为:装了大弯度翼型的桨叶、格尼襟翼和原型直桨叶风力机.     

径流式转子对气波引射器性能的影响研究

气波引射器是一种新型的高效动态引射装置。为了验证径流式转子结构的可行性与高效性,分别建立两种不同结构类型的转子气波引射器物理模型,利用计算流体动力学(CFD)技术分别对其性能展开分析,并在相同结构与工况条件下,对比二者在引气和增压性能上的差异。结果表明：同等条件下,由于径流式转子能有效利用离心力推动气体流动,增强激波强度,其引射率与等熵效率约比轴流式转子高10%～20%,证明径流式转子的可行性。在此基础上通过改变设备转速进行模拟,得到在膨胀比为1.5,压缩比分别为1.1,1.2和1.2条件下,设备转速n为2 757 r/min时性能达到最优。     

预滤棉对滤芯过滤性能的影响研究

为了探究预滤棉对滤芯过滤性能的影响,利用静电纺复合材料和熔喷复合材料制备微型滤芯并包覆M5预滤棉,进行加载A2粉尘和DEHS油性物质产生的混合尘实验。实验结果表明,静电纺复合材料滤芯包覆预滤棉的容尘量是无预滤棉的2.9倍,熔喷复合材料滤芯包覆预滤棉的容尘量是无预滤棉的3.0倍,实验过程中第一块预滤棉的容尘量最大,分别占滤芯及预滤棉总容尘量的58%和52%。在滤芯上增加预滤棉的方法可以有效延长滤芯的使用寿命,且在实验条件下,静电纺复合材料比熔喷复合材料对油灰混合尘更敏感,阻力上升快。     

自由选择参数对非对称配气凸轮型线性能的影响研究

通过对复合二摆、正弦一抛物线、高次多项式3种非对称配气凸轮型线的仿真计算和分析,总结出了缓冲段终点速度、缓冲段终点升程、基本段半包角等特性参数的变化对几种凸轮型线和气门运动规律影响的共性和各型线自身的特征响应,为配气凸轮型线设计方案的选择和目标性设计调整提供了参考依据.     

热状态参数对柴油机性能影响分析研究

针对柴油机台架试验中的燃油温度与冷却水温两个热状态参数对增压-水空中冷柴油机性能指标的影响进行了数值模拟研究,结合试验验证完成了其控制范围的分析,其结论对台架试验中保证产品质量一致性具有指导意义.     

活塞裙部型线对活塞系统二阶运动和摩擦功率的影响

从活塞的动力学分析开始,结合流体动力润滑方程,建立了缸套活塞裙部间的润滑模型。该模型采用优化的数值分析方法,使计算程序有较好的收敛性,能计算出整个四冲程范围内的活塞二阶运动和摩擦功率的轨迹。此外,作者将原始的直线型线和国外先进机型的中凸型线输入计算程序中,探讨了其对活塞裙部型面的作用和优劣。结果表明：中凸型线可以使活塞在上行和下行冲程中均能形成双向油楔,这对减小活塞的二阶运动和摩擦功率起了极大的作用     

复合涡轮增压器对柴油机性能影响的仿真研究

为了降低燃油消耗率和提高柴油机的有效热效率,采用可回收余热的复合涡轮增压系统,并基于GT-SUITE软件研究无级变速器(continuously variable transmission,CVT)速比对系统性能参数的影响。研究结果表明:复合涡轮增压系统通过CVT速比变化可以对发动机进气量、涡轮回收功率及发动机总输出功率进行有效控制。每个工况存在一个最佳CVT速比,使发动机效率最高油耗最低。通过与未采用复合涡轮增压系统的原机对比显示,复合涡轮增压系统对发动机油耗率有明显改善,额定工况点油耗率降低5.5%。     

风电场风速对风机叶片性能影响的模拟分析

建立了风机叶片的三维数学模型,采用计算流体动力学软件Fluent对风机叶片流场进行了模拟分析,通过调用Static Structural模块进行叶片形变分析,并在Workbench平台下实现了流固耦合.基于该方法研究了不同风速下的流场分布情况和叶片变形情况.结果表明:本文计算值与文献[14]中的测量值吻合较好,两者最大误差不超过5%,验证了本文数学模型和计算方法的正确性;随着风速的增大,叶轮表面的速度值也在增大,气动压强分布的不均匀性更加明显;当风速由5m/s增大至12.5m/s时,叶片的最大形变量增大了0.91m,叶片形变量与风速呈非线性变化关系;挥舞是叶片的主要振动形式.     

材料因素对新型特种加热器性能的影响

主要研究了合金加热丝材质和绝缘层材质对新型特种加热器性能的影响,分析了不同合金材质及直径对加热器最大载荷及长期寿命的影响,以及不同绝缘材料对表面质量和通电性能的影响,试验结果证明:采用0Cr27Al7M02合金试制的加热器,其长期寿命性能及最大载荷能力最佳,绝缘层采用单丝直径为5μm的石英纤维,其表面质量及耐温特性最佳...     

孔隙结构对石灰石脱硫性能的影响

将在固体颗粒孔径增扩仪上进行孔径闪蒸增扩后的石灰石颗粒,在气流反应器上进行了脱硫试验研究。结果表明,石灰石孔径增扩后,由于孔隙之间的交联性得到了提高,对反应气体的输运性能得到了较大的改善,减少了热解过程中烧结的影响,提高了孔隙内表面积的脱硫活性,所以在相同的试验条件下,孔径增扩后石灰石的脱硫效率得到了明显提高。