管径变化对蒸发器性能影响的仿真与实验研究

家用空调换热器采用的管径不同,产生的传热效果等性能有差异。采用空气焓差法,对具有相同制冷量的5 mm管径换热器和7 mm管径换热器进行了蒸发工况的实验,并建立了不同管径换热器的仿真计算模型,分析了管径的变化对蒸发器制冷剂侧和空气侧的换热和压降的影响。对比实验与计算结果,发现:1)5 mm换热器空气侧表面传热系数提高了17%;2)在相同制冷量下,5 mm换热器的制冷剂质量流量减少了4.6%,质量流速增大了89.4%,同时由于管壁热流密度的增大,引起了蒸干点的提前;3)以制冷剂达到相同干度时的换热系数作为基准,随着干度的增加,5 mm管的管内换热系数增大到7 mm管的1.43~1.86倍;同时制冷剂的摩擦压降、加速压降和局部压降均为7 mm换热器的3倍,压降引起了蒸发温度降低1.1℃。     

R134a水平微细管内流动沸腾换热的实验研究

本文对R134a在水平微细管内的流动沸腾进行了实验研究。实验测试段选用了内径为1 mm、2 mm、3 mm共3种不同的水平光滑不锈钢管,实验的饱和温度为5~30℃,热流密度为2~70 k W/m2,流量范围为200~1500 kg/(m2·s)。实验结果表明:相同条件下,干涸前2 mm管较3 mm管换热系数平均增幅为11.6%,1 mm管较2 mm管换热增幅为26.3%,1 mm管径换热系数比3 mm管径平均增大40.8%。随着管径的减小,换热系数在更低的干度开始减小,质量流速和强制对流蒸发作用对换热系数的影响变小,热流密度的影响依然显著;塞状流和弹状流区域减小,泡状流和环状流区域增大。     

突加内压下高压胶管的振动与损坏

本文以钢丝编织橡胶复合材料三层圆筒模型为研究对象,应用连续介质力学有限变形和非线性动力学基本理论,分析了突加内压作用下钢丝编织高压胶管的运动与损坏问题。通过对所得到突加内压作用下高压胶管的变形与内压的关系式的数值计算,得到了胶管的变形曲线、胶管运动的相图及胶管的应力变化曲线,结合非线性动力学基本理论分析了胶管的运动情况,并由应力分布结果讨论了胶管损坏时的爆破内压。研究表明：突加内压作用下高压胶管的运动是周期性振动,当突加内压大于其爆破内压时胶管损坏。     

提升管管径对导流式气泡泵性能影响的理论与实验研究

基于两相流分相模型,构建气泡泵性能实验系统,以水为工质,对大气压下采用不同提升管内径的导流式气泡泵性能进行理论和实验研究。研究了加热功率100~650 W,沉浸比0.2~0.4,提升管内径7 mm、9 mm、11 mm、13mm、16 mm,提升管长600 mm工况下的气泡泵性能。结果表明,沉浸比的大小对液体提升量的多少起着关键作用;其他条件不变时,一定范围内提升管径的增加能够显著提升气泡泵的液体提升量,超过管径的临界值,效果相反,不但降低了液体提升量,气泡泵的效率也大幅减少,如加热功率300 W时,采用11 mm和16 mm管径的气泡泵液体提升量相差10.23 g/s,管径增加了5 mm,提升量减少了61.15%。     

注水井口卡箍的断裂分析

某石油设备公司生产的注水井口卡箍在工作过程中突然断裂。采用断口分析、化学成分分析、金相分析和硬度检验等方法,对断裂的注水井口卡箍进行了综合分析。结果表明,该铸钢卡箍在加工时没有按工艺要求进行调质热处理,铸件内部存在严重的热裂纹,大大降低了卡箍的承载能力,在工作应力作用下沿着热裂纹突然断裂。     

一种管道卡箍位置自动优化方法

管道卡箍的作用是提供管路刚性以减小管道的变形,因此管道施加卡箍的目的是最大限度地提高管道基频。基于仿真计算研究卡箍位置对管道基频的影响规律,提出一种基于管路模态位移的卡箍位置自动优化方法。首先对某任意空间管道进行卡箍位置对提高管道基频的灵敏度分析,研究卡箍位置对管道基频的影响规律,发现卡箍施加在模态位移最大处,管道基频将得到最大程度地提高;在此基础上,提出一种基于模态位移的卡箍位置自动优化方法,该方法以需要达到的基频为目标,将卡箍逐个施加到基频模态位移最大处,不仅能得到所需要施加的卡箍数量和位置,还能得到卡箍的施加顺序。最后,利用GJB3054-1997标准中规定的Z形和U形管道卡箍位置标准进行了方法验证,结果表明:通过该方法仿真得出的卡箍最优位置与GJB规范提出的卡箍位置完全一致,充分验证了该方法对于卡箍位置优化的准确性与有效性。     

房间空调器采用3mm铜管的设计与性能分析

房间空调器采用更小管径的铜管可以使换热器更加紧凑、高效和环保,因而开发3 mm铜管换热器代替现有的5 mm管换热器是未来房间空调换热器的一个重要发展方向。本文提出了开发3 mm管换热器的技术思路,包括通过定量计算强化管和光管的换热与压降特性来确定管型;通过基于换热性能和压降的流路参数和管径的寻优算法来优化流路和管径。设计结果表明,某典型的3,500 W房间空调器从5 mm强化管改为3 mm光管后,其内、外机的换热性能在制冷工况下分别提升12.7%、5.7%,在制热工况下各提升10.1%、15.4%;压降均在50 k Pa以内;铜的用量下降57.2%、铝的用量增加2.1%。     

卡箍精密成型模具设计

用传统弯曲模具加工卡箍类零件,由于零件在模具中弯曲成型时变形量大,零件成型后还需几道工序才能满足尺寸要求,工作量大,为此研制卡箍精密成型模具,通过预弯曲机构,使零件在成型过程中始终处于夹紧状态,减小零件成型中的变形量,经实际应用一次成型完成零件加工,质量可靠,极大提高了生产效率。     

低压铸造铝合金轮毂模具热变形的数值模拟

目的 针对模具高温变形影响低压铸造铝合金轮毂尺寸精度的问题,通过数值模拟和实验相结合的方式,揭示低压铸造过程中模具的变形规律。方法 建立了低压铸造过程中描述模具热力学行为的数学模型以及铸造多循环计算方法,进行了轮毂低压铸造实时蓝光扫描验证,通过模拟与实验结果的对比验证,研究了轮毂低压铸造过程中的模具温度、应力及变形规律。结果 模拟与实测温度对比结果表明,两者变化趋势基本一致,侧模和下模在开模时刻的最高温度分别为486 ℃和512 ℃。侧模的模拟与实测温度峰值的相对误差为2%,下模模拟与实测温度最大相差23 ℃。变形模拟与实时扫描结果均表明,侧模热变形呈曲率减小趋势,按变形大小划分,侧模型腔表面存在小变形(−0.04~0.16 mm)、过渡(0.16~0.48 mm)和大变形(0.48~ 0.89 mm)3个变形区域,侧模变形的模拟精度约80%;下模平面沿轮毂轴向下沉0.4 mm,变形模拟精度约75%。结论 所建立的热变形模拟方法可以较好地计算铝合金铸造模具热变形,阐明铝轮毂低压铸造模具变形规律,为后续模具反变形设计、提高轮毂尺寸精度提供研究基础。     

多重夹紧力及其作用顺序对工件变形的影响分析与优化技术

在考虑工件与夹具元件之间摩擦力的情况下,建立了多重夹紧力的大小、作用点以及夹紧顺序与接触力之间关系的力学模型,采用最小总余能原理的有限元求解方法,定量地分析了多重夹紧力与接触力对工件变形的影响;在此基础上发展了优选夹紧力大小、作用点以及夹紧顺序的数学模型。以典型装夹方案为例,分析了多重夹紧力及夹紧顺序对工件变形的影响过程,结果表明:该方法能够分析多重夹紧力大小、作用点及夹紧顺序的合理性。     

Al6063管件外增量成形工艺研究

目的 研究6063铝合金管件外增量成形过程,分析管件的成形效果,改进管件成形质量。方法 设置3组目标成形管件,使用Abaqus软件进行成形过程的数值模拟,通过考察成形管件的几何精度、壁厚分布、表面质量、成形力,分析成形质量和可能出现的问题。通过使用长120 mm、直径50 mm、壁厚1.5 mm的Al6063铝管进行管件外增量成形实验,验证数值模拟结果的可靠性。结果 成形管件会发生管端变形现象,具体表现为管端不圆与轴向伸长,成形件管端椭圆度为10.11%,管端变形程度与成形道次成正比,且在距离管端越近的成形区域,管端变形越明显。管壁成形区厚度增大并呈现不均匀分布。成形件管壁直线度偏差为0.34,且表面质量与径向进给量和轴向进给速度成反比,管件的圆角尺寸难以严格控制。径向力是成形过程中主要的成形力,其大小与工具头直径成正比。结论 管件外增量成形原理可靠,基于此能够实现多种目标管件的成形。由于成形原理的限制,成形件的成形质量还有很大的提升空间,合理制定工艺参数对提高成形质量十分重要。     

高能同步辐射光源(HEPS)氦低温传输系统模拟与计算

使用EcosimPro商业软件和关联式编程两种方法,对HEPS氦低温传输系统进行了模拟和计算,研究了管道内径和管道粗糙度对管道压降的影响。结果表明流动压降随着管道内径的增大而减小,但降低的幅度越来越小,当管道直径从30.8 mm提高至56.8 mm,压降仅降低了约510 Pa;流动压降随粗糙度的增加而增加,但管径越大压降增加越小,当管径为30.8 mm时,选用电抛光管压降下降了954 Pa;管道的漏热量和降温复温时间随管径的增大而提升。通过计算分析最终选择主干来流管道公称直径为DN25,内径为30.8 mm的普通金属管,分支来流管道公称直径为DN10,内径为14.6 mm的普通金属管,主干回流管道公称直径为DN50,内径为56.8 mm的普通金属管,分支回气管道公称直径为DN20,内径为23.8 mm的普通金属管,满足工程需求。     

Experimental and numerical study on the orthogonal and oblique impact on water filled pipes

A 300 mm long piece of copper (ASTM B280) pipe with an outer diameter of 35 mm and 0.7 mm wall thickness was subjected to a rigid steel pipe impact under a drop weight loading configuration where the pipe was simply supported at its ends. Differences in deformation features for a pipe filled with water and an empty pipe were investigated for two configurations namely orthogonal and oblique impact. Compared to orthogonal pipe impact the oblique pipe impact has not been reported in the literature. It is hoped that current work would serve as a first step in this direction. Finite Element Method coupled with Smooth Particle Hydrodynamics (SPH) available in LS-DYNA was used to simulate the empty and water filled pipe impacts under orthogonal and oblique configurations respectively. Fluid structure interaction (FSI) during the water filled pipe impact was successfully modeled using SPH which is a simple method for predicting the short duration FSI events. Experimental results of the effect of varying D/T ratio on the empty and water filled pipes have been reported.     

尿素溶液制备冰浆的流动特性研究

在实际应用中,通常采用管道输送的方式将冰浆运送至待冷却区域进行热交换,因此,研究冰浆的流动特性具有重要意义.本文基于冰浆制备及流动特性测试实验台,以质量分数为5％的尿素溶液制备的冰浆为研究对象,通过可视化观测冰浆中冰粒的尺寸及分布并测量冰浆的运动黏度,分析了管径、含冰率(IPF)、流动压降以及管道摩擦阻力系数与雷诺数(...     

常温并联式脉动热管启动及运行特性的实验研究

针对常温并联式脉动热管搭建了采用恒温热水加热热管的实验系统,测试了以甲醇为介质,热管管径为4 mm时,不同冷却形式、加热冷却温度和充液量对热管启动特性的影响;以甲醇为介质,不同热管管径(2、4、6、8 mm)对热管等温性的影响;以及工质为甲醇和R600a,不同加热长度时(20、25、30 cm)热管的传热能力。实验结果表明:热管冷凝段采用水冷时较自然冷却启动快;较高的加热温度和较低的冷却温度有利于热管启动;热管启动时间随充液量的增加而增加。热管运行过程中在纵向和横向均具有良好的等温性,且随着热管管径的增大等温性逐渐降低。随加热温度的升高,工质为甲醇和R600a热管传热量的变化规律不同,缩短加热长度可以缓解过热度过高的不利影响。     

螺旋护套自动缠绕装置设计

目的为了提高螺旋护套缠绕效率,降低劳动强度,提出一种螺旋护套自动缠绕装置。方法该装置由夹持旋转机构和导向机构组成。夹持机构通过气动控制实现管段的固定,并通过同轴传动实现管段旋转。螺旋护套在导向机构的限制作用下,通过螺旋传动的方式,完成自动缠绕。采用有限元分析法对管段在夹爪夹持过程中的变形进行分析,为夹持机构对管段夹持是否造成损伤提供依据。结果测试结果表明,装置可完成直径6~14 mm直管段的螺旋护套的缠绕,在保障缠绕质量的情况下,缠绕效率较人工提高了7.2倍。结论此装置的设计实现了在直管段螺旋护套的自动缠绕,降低了劳动成本,提高了螺旋护套缠绕的生产效率。     

R290在水平微细圆管内沸腾换热特性研究

本文研究了R290在内径为1 mm、2 mm和4 mm水平微细圆管内的沸腾流动换热特性,在饱和温度为15℃条件下,质量流速为50～600 kg/(m~2·s)、干度为0～1、热流密度为5～20 k W/m~2时,对沸腾传热系数的影响进行了分析。通过实验发现,增大质量流速对传热系数具有增强作用,质量流速对传热系数的影响在低干度区域比高干度区域小。在热流密度方面,传热系数随着热流密度的增大而增大,且在1 mm和2 mm管内观察到了临界干度对传热系数的影响,这时传热系数有断崖式下降的趋势。在管径对于传热系数的影响方面,通过对不同管径换热特性的横向对比,发现在一定工况下传热系数随着管径的减小有所上升。此外本文还对R290已有的部分关联式进行了适配性验证。     

低放稀土废渣功能材料农用对作物产量与品质的影响

以低剂量放射性稀土废渣为原料 ,制成特种水泥功能材料 ,其放射性剂量符合放射卫生防护标准 (GB6 5 6 6 86 ) ,将其制成特种水泥管输送农业灌溉用水 ,既能解决放射性废渣堆放的危害 ,又能够有效节约成本。对水稻进行盆栽试验 ,在研究设计条件下 ,应用特种水泥管输送灌溉水 (循环流经长 4 0 0 0mm、厚 2 0mm、直径 4 0 0mm管道 ,控制流量4 8 6L·h- 1) ,设计 4种不同处理 ,考察相对于自来水灌溉对水稻产量的影响 ,对照组经t检验 ,t为 0 2 5 相似文献   

薄壁异形方半管零件充液成形工艺研究

目的 为解决薄壁异形方半管零件成形过程中易起皱、破裂、形状冻结性不佳的难题,引入充液成形工艺。为进一步掌握不同工艺参数对零件成形性能的影响,对薄壁异形方半管零件的充液成形过程进行研究。方法 以液室压力、压边力、拉深深度、摩擦因数等工艺参数为影响因子,进行正交试验,通过分析不同工艺参数下零件最大减薄率、贴模度、最大回弹量的变化规律,掌握充液成形工艺中不同工艺参数对零件起皱、破裂、形状冻结性的影响。结果 零件的破裂和起皱现象受液室压力影响显著,而零件的形状冻结性则受压边力影响较大。在数值模拟中,优化后的最优工艺参数如下:液室压力为15 MPa,压边力为120 kN,拉深深度为110 mm,摩擦因数为0.15。经模拟验证,与优化前相比,在该工艺参数下得到的结果更优,零件最大减薄率降低到11.5%、贴模度提高了0.212 mm、最大回弹量降低了1.955 mm。结论 通过模拟分析和现场试验验证可知,采用正交试验得到的最优工艺参数可以完成半管零件的成形,合理的工艺参数能有效抑制零件起皱、破裂、形状冻结性不佳的现象,从而提高半管零件的成形性能。