反预旋密封动力特性实验研究

密封的动力特性对旋转机械转子系统稳定性影响较大,反预旋密封是提高密封稳定性的有效方法。本文设计加工了阻旋栅与反旋流密封,实验研究了反预旋密封动力特性,设计搭建反预旋密封动力特性实验台,应用不平衡同频激励法实验研究反预旋对密封动力特性的影响。研究结果表明,反预旋密封的动力特性绝对值随进出口压比与转速的增大而增大;反预旋装置可有效降低密封交叉刚度,增加密封主阻尼,提高密封稳定性。本文研究揭示了反预旋密封抑制气流激振力的机理,为设计反预旋密封提供理论依据。     

多叶通风机预旋的试验研究

多叶通风机进口流场的可视化试验证实了预旋的存在，在分析了试验结果的基础上指出了建立多叶通风机流动模型的必要性。     

带气环旋喷射流流场特征及喷嘴结构正交优化研究

为提高二/三重管法旋喷射流切割土体效率,采用Mixture多相流模型和RNG κ-ε湍流模型,开展了淹没环境下带气环旋喷射流流动模拟研究,获得了射流速度、气液两相体积分布、靶体作用压力等流场特征,并基于L₁₆(4⁵)正交试验设计及误差分析方法,获得了旋喷射流喷嘴关键结构参数对射流速度及其作用靶体压力的影响敏感程度与影响规律。结果表明：带气环旋喷射流能量衰减慢且集中在轴心区域,射流等速核心段长,冲击破坏土体性能好;喷嘴结构参数对射流冲击性能的影响敏感次序为：射流喷嘴出口直径>收敛角>气体喷嘴直径>气液喷嘴间距>射流喷嘴长径比;射流轴心速度及其作用靶体压力随出口直径和气体喷嘴直径的增大呈先快速增加后缓慢增加趋势,随收敛角、长径比、气液喷嘴间距的增大呈先增加后降低趋势。基于此,考虑旋喷射流设备性能,给出了最优结构参数为：射流喷嘴出口直径2.0 mm,收敛角12°或18°,长径比1,气体喷嘴直径0.9 mm,气液喷嘴间距5 mm。     

进气预旋的轴流风机流动的数值分析

通过数值模拟,对某单级轴流风机内的流动进行分析,计算结果表明：随着预旋角的增大,静压、全压、轴功率以及效率都随之减小。在负预旋情况下,叶顶前缘处存在明显的低压区。吸力面的分离对预旋角变化敏感。随着预旋角的减小,流场的非定常性也增强,分离尺度增强。     

自振喷嘴空化起始能力实验研究

利用瞬态流和水声学原理设计研制了自振空化喷嘴,实验研究了该喷嘴的空化起始能力,并与锥形喷嘴进行了比较。结果表明,在更深的井底或更高的围压条件下,自振空化喷嘴比普通锥形喷嘴具有更大的起始空化数和更强的空化起始能力,最大达1.67,而锥形喷嘴的最大起始空化数仅为0.54。现场试验证明,自振空化喷嘴钻头对提高机械钻速具有更显著的作用。     

入口收缩角对旋转磨料射流喷嘴磨损的影响

文中运用有限元法对三种不同入口收缩角的喷嘴进行了分析。结果表明：随着收缩角增大,喷嘴所受的应力也逐渐增大,这使得喷嘴的磨损率随之增加。考虑到锥段内磨粒的加速情况,最宜选择15°收缩角的喷嘴。     

对旋轴流风机三维流场的非定常数值模拟研究

应用三维非定常数值计算方法对矿用对旋轴流风机的非定常特性进行了数值模拟研究.数值计算中将SIM-PLE算法与RNG k-ε湍流模型相结合,以风机三维全流道为计算域,获得了对旋风机不同特征面上压力特性的非定常分布.计算结果表明,对旋风机在一个旋转周期的不同时刻,其内部流场存在显著的非定常特性.     

收缩-扩散型喷嘴内高速泡液流稳态解的分岔

空化水射流技术的关键是空化喷嘴 ,实验证明空化喷嘴出口形状对喷嘴的空化效果影响很大。对在具有收缩 扩散形状的喷嘴内高速泡液流稳态解的分析表明 :泡液流中很小的空隙率亦强烈地影响着其流动特性。当空隙率为临界值αc=1.895 993× 10 -4时 ,泡液流稳态解出现分岔现象。收缩 扩散型出口形状更利于喷嘴产生空化     

基于风机进口预旋的数值分析与应用研究

运用NUMECA软件对轴流风机在预旋角为-30°～30°范围内的流动情况进行数值模拟,获得了风机总体性能变化规律,叶片载荷和流动损失分布,以及气流参数沿叶高及周向分布情况,详细分析预旋调节对风机性能的影响,这些将为前导叶以及VSR预旋装置的设计和调节提供参考依据。     

双油路离心喷嘴雾化锥角的试验研究

针对双路离心喷嘴开展雾化锥角的研究,采用高速摄影仪拍摄不同供油压差,仅副油路、主油路和主副油路同时工作时的喷雾形态,进而分析不同工况下雾化锥角的变化规律,同时与传统经验关系式结果进行对比。结果表明,单路压差增加时,平口式的主油路锥角迅速增大,扩口式的副油路锥角逐渐减小,共同喷射时,由于低压核心区的作用双路锥角处于两路单独喷射之间,并随主油路压差增大而增大,随副油路压差增大而减小。最后将传统经验关系式结果和试验结果进行对比,由于特殊的喷口结构产生了径向速度分量,关系式结果均偏高。     

钻杆外壁清洗射流流场的数值分析

在采用高压水射流清洗钻杆外壁过程中,为了得到最佳的清洗位置和清洗角度,必须提高钻杆的清洗效率和质量,文章建立了外部射流流场控制方程组,结合标准的k-ε湍流模型进行化简求解,采用ICEM CFD建立网格模型,通过Fluent软件采用VOF气液两相流模型和SIMPLE算法对喷嘴外部流场进行数值模拟分析。在一定的喷射范围内,改变喷射角度模拟对钻杆外壁的理论清洗情况,在最佳的清洗情况下确定喷头在整个清洗装置中的安装位置和喷射角度。分析结果表明:在600mm的安装距离中,随着喷射角度的减小,射流束的分流情况越来越明显,当减小到15°时,流束基本朝向一边;该喷射范围内,随着轴线位置的增大,速度和压力都呈现衰减状态,当距离超过500mm,速度衰减较明显,所以适宜的喷射距离为500mm;当喷射角度除15°和90°时衰减较大外,其余角度下衰减情况基本相同。再通过对壁面打击力的分析得出最佳的喷射角度为60°。     

旋流片对喷嘴流场特性影响的数值研究

以水为流体介质,建立了旋流喷嘴的计算流体动力学模型.通过调整旋流喷嘴旋流片的螺旋升角和通流面积等结构参数,对喷嘴雾化的压力、速度场进行计算,推导了喷嘴的雾化角,从而研究旋流片对喷嘴流场特性的影响.将数值模拟的结果与试验结果进行对比,两者基本吻合.验证了数值计算方法的正确性,对旋流喷嘴的设计具有指导意义.     

包角对中比转速泵流场及无过载性能的影响

以D82-19-2型中比转速离心泵为研究对象,根据无过载叶轮约束公式确定叶轮设计方案,选取四种叶轮包角（150°、170°、190°和210°）开展中比转速泵流场及无过载性能的模拟研究。与实验结果相比,模拟所得扬程、效率和功率值误差不超过9%,模拟方法可行。结果表明：当叶片包角由150°增大到210°时,叶轮进口压力提高24%,低速区面积扩大至整个叶轮流道的1/3,叶片对流体的约束能力及抗汽蚀性能增强,但叶轮出口压力降低,大包角下导叶的湍流损失加剧了动能损耗;功率备用系数由1.145减小至1.025,且功率曲线出现极大值,泵的无过载特性更显著,但扬程和效率分别下降了15.4%和4.48%。研究结果为中比转速离心泵的无过载设计提供了理论依据。     

锂电池极片干燥箱风刀内流特性的试验与数值模拟对比研究

为获得锂电池极片干燥箱中所用风刀的均流特性与阻力特性及验证数值模拟结果的正确性,依据几何相似,使用有机玻璃材质,制作与数值仿真模型相同结构尺寸的风刀性能试验箱体。采用与数值模拟一致的进口流量和出口压力为边界条件,实现运动相似。通过对不同流量下进出口压差的测量,得出风刀的阻力特性;利用热线风速仪沿风刀出口逐点测取风速值,求得风刀对空气的均流特性。试验结论与数值模拟结果具有较好的一致性：在同样整体尺寸和运行工况下,带有底部筛板及内胆的风刀阻力较小,进出口压差在33～524 Pa,其均流性最好,出口气流均匀性在95%以上;带有顶部出风圆孔且无内胆的风刀阻力最小,进出口压差在24～354 Pa,其均流性最差,出口气流均匀性为80.4%,达不到使用要求;无底部筛板和内胆且出风口狭小的风刀阻力最大,进出口压差在203～3 234 Pa,达不到减阻要求,其均流性较好,出口气流均匀性为91.1%。探讨风刀均流作用与压力损失之间的内在联系,提出在实际生产中风刀形式的选择与调整原则。     

清洗用扇形喷嘴结构参数对其内部射流的影响

采用标准k-ε湍流模型,利用计算流体软件对扇形喷嘴的内部流场进行了数值模拟;研究了当扇形喷嘴出口投影面积一定时,入口结构、出口几何参数对喷嘴内部流场和出口射流速度的影响.研究表明:锥形入口结构最有利于射流在喷嘴内的加速,可使射流在喷嘴中始终处于加速运动状态.出口段的直径影响出口段内射流的速度,出口射流速度随出口圆柱段直径的增加而增加,但存在影响其变化趋势的一个阙值直径.出口盲端的长径比和V形切槽的夹角对喷嘴内射流流态无明显影响,对出口射流速度也无明显影响.     

按行程速比系数设计曲柄摇杆机构的研究

根据曲柄摇杆机构的行程速比系数K(即极位夹角θ)和摇杆摆角ψ,通过引入曲柄固定铰链点的位置角,建立了曲柄、连杆和机架长度关于θ和ψ的显式函数关系;在此基础上,研究了机构设计的可能附加要求及其相应的设计方法,为曲柄摇杆的设计提供了各种可能选项;进而分析了各种附加要求必须满足的条件,以确保该机构存在且可用.     

电液伺服阀喷嘴挡板阀流场分析

分析了力反馈两级电液伺服阀喷嘴挡板阀处的流场.首先利用Gambit软件进行网格划分,建立Solidworks三维模型,采用CFD计算流体动力学方法得到了喷嘴挡板一级阀的压力场和速度场.结果表明:固定节流口、喷嘴挡板间隙和回油阻尼口处存在节流减压现象,最高流速发生在固定节流口和喷嘴挡板间隙处.分析结果对喷嘴挡板阀的数字化...     

曲柄摇杆机构最佳传动角的图表设计方法

给出了一种新的简而易行的设计方法,该方法是通过实现机构最佳传动的相关参数,建立起最优化的组合设计,从而绘制成最佳传动设计图表。该图表可简捷、方便、直观地反映出最佳传动角,行程速比系数、摇杆摆角及杆长之间的关系。这种设计方法的主要特点是：可按照给定的已知要求,直接在图表中选取实现最佳传动参数的形式,可以提高机械传动的性能,达到最佳传动效果,特别在生产实际应用中,具有方法简单、使用方便的特点。     

关于极位夹角的商榷

对极位夹角定义提出了疑问,并提出了修改意见。