变叶片安装角对旋风机气固两相流特性研究

针对某实际运行的矿用对旋风机叶片存在的磨损问题,采用SST k-ω湍流模型和Finnie磨损模型,对不同叶片安装角下风机内部气固两相流场进行了数值模拟研究。首先,选择风机静压、功率和效率为评价指标,进行了风机性能试验,对数值计算方法和模型的准确性进行了验证;然后,根据设计的6种叶片安装角方案,对叶片压力面的磨损特征和气固两相流风机流场的分布规律进行了分析;最后,对不同叶片安装角下气固两相流风机的性能进行了对比,确定了具有最佳抗磨效果和最优风机性能的叶片安装角方案。研究结果表明：相比于原始的叶片安装角,增大后级安装角后的叶片面平均磨损率降低了6.0×10^-8 kg/(m²·s);同时,增大后级安装角能够有效地缓解后级叶片前缘和尾缘处的分离涡现象,提高风机的性能,达到叶片抗磨的目的。     

关于风力发电机叶片预应力模态频率的研究

通过对风力发电机叶片进行预应力模态频率分析,找出了发电机在使用过程中产生振动耦合的原因。通过对叶片结构形式和选用材料进行改进并对改进后的机体进行模态频率比较研究,得出了避免叶片产生振动耦合的方案,通过疲劳特性分析确定其方案是否可行,为同类产品的安装、使用和优化设计提供了参考依据。     

新叶形对旋风机噪声特性研究

以C-4原始翼型为基础,设计正向对称双头尖和双头钝2种新叶形。计算研究3种叶形对旋风机正反风性能,设计工况噪声声压及其频谱特征。结果表明:3种叶形对旋风机正反风性能良好。双头钝叶形较原始翼型风机平均总声压值在进口降低2.2 dB,在出口降低4.27 dB;双头尖叶形声压值较原始翼型风机总声压略有增大。在两级叶轮叶片通过频率叠加频率附近区域,3种叶形噪声水平在整体频率范围内均最高,其中双头钝叶形噪声最低,声压值分别低于原始翼型和双头尖叶形约3,7 dB。     

对旋风机串联特性的数值模拟

通过数值模拟的方法,得出对旋风机串联系统的性能曲线。分析了对旋风机串联系统的有效性问题及管网阻力特性对串联系统的影响,为对旋风机串联时方案的确定提供了一定的理论依据。     

考虑预应力时风扇叶片模态特征分析

简要论述了模态分析的基本理论,建立了风扇叶片的有限元模型,通过对该模型进行模态分析,得到了叶片的固有频率和相应的模态振型,并分析了各阶振型下叶片的振动情况。考虑叶片旋转工作状态下离心力会产生预应力的影响,通过加载旋转力矩,求解了预应力下叶片的固有频率。利用不同转速下叶轮旋转对叶片激振频率的计算,同该状态下有限元计算所得的固有频率比较,分析了叶片的共振特性。     

叶片圆盘泵叶轮结构流固耦合模态特性分析

为探究流体压力、离心力对叶片圆盘泵叶轮结构模态特性的影响,采用Fluent软件计算泵叶轮不同工况下流体压力大小及分布情况,借助Workbench平台进行叶轮结构的静态模态以及流体压力和旋转离心力作用下的模态特性分析,并对结果进行对比分析。同时,探讨了连接臂半径及位置对叶轮固有频率的影响。结果表明:叶轮的静态模态与预应力模态各阶振型基本相似,固有频率及振幅差异也不大;随着连接臂半径的增大,泵叶轮固有频率逐渐增大;随着连接臂与圆盘盖板中心之间距离变大,叶轮前三阶固有频率逐渐变小,总体上差别不大,三阶及以后各阶固有频率逐渐变大。     

叶片圆盘泵叶轮结构流固耦合模态特性分析

为探究流体压力、离心力对叶片圆盘泵叶轮结构模态特性的影响,采用Fluent软件计算泵叶轮不同工况下流体压力大小及分布情况,借助Workbench平台进行叶轮结构的静态模态以及流体压力和旋转离心力作用下的模态特性分析,并对结果进行对比分析。同时,探讨了连接臂半径及位置对叶轮固有频率的影响。结果表明:叶轮的静态模态与预应力模态各阶振型基本相似,固有频率及振幅差异也不大;随着连接臂半径的增大,泵叶轮固有频率逐渐增大;随着连接臂与圆盘盖板中心之间距离变大,叶轮前三阶固有频率逐渐变小,总体上差别不大,三阶及以后各阶固有频率逐渐变大。     

对旋风机两级功率特性的对比研究

用混合设计法对某台对旋风机进行了改进设计,通过设计前后样机两级功率的性能实验对比分析,探讨了两级功率不匹配的原因。试验表明,两级电机的功率匹配好坏,直接影响着对旋风机性能的改善程度。     

风力发电机叶片振动特性有限元分析

风力发电机叶片是一种细长的弹性体结构,运行时容易发生振动和变形,严重影响风力发电机的平稳运行。运用有限元数值方法研究风力机叶片的振动特性,利用模态分析法研究了叶片的静频和动频特性,获得了叶片的前6阶振动频率和相应振型。表明挥舞和摆阵是叶片的主要振动形式;在一定来流风速和转速作用下对叶片进行有预应力的振动特性分析,获得了风速与转速的变化对叶片振动频率的影响规律。利用谐响应分析法研究在最大风压与转速作用下叶片的振动特性,获得了最大受迫载荷作用下,叶片位移频率响应的变化规律。     

硬支撑轮胎动平衡机的振动特性研究

对硬支承轮胎动平衡机的主轴系统及其他主要机械结构的振动特性进行了详细的理论分析和计算,并使用Pro/E软件进行实体建模,借助有限元仿真软件对模型主轴-轴承-基础系统等结构进行模态分析。通过激振实验,获得了可靠准确的实验数据,实验数据与计算分析数据具有较好的一致性,证明了所采用模型的正确性和可靠性。综合计算和实验结果可得,皮带结构对机械系统的振动特性影响较大,应重点考虑。同时提出优化和改进建议,为提高平衡机的测量精度提供参考。     

对旋风机轴向间隙变化对内流特性影响的数值分析

以对旋风机为研究对象,采用Gambit建立数值模拟模型和计算网格,利用FLUENT软件,在定常条件下对不同叶轮轴向间隙的对旋风机内部流场进行了数值模拟,得到其内部流场分布情况、压力分布状况和湍流强度分布特点。模拟结果表明,对于FMIA翼型叶片的对旋风机,轴向间隙周围是内部流场中流动最不稳定的区域,相对轴向间隙越大,两级叶轮间的相互干涉越小,当叶轮相对轴向间隙取值为0.55~0.85时,能有效稳定对旋风机内部流场、增大全压和提高效率。     

FBDCZNo.14/2×55型对旋风机性能及电机功率匹配研究

为解决对旋风机两级电机功率不匹配以及效率低的问题,在研究对旋风机基本结构的基础上,分别通过试验和数值模拟两种方法对风机的性能的影响因素和机理进行研究,通过数值模拟方法对不同叶片安装角度和流量对电机功率平衡的影响机理,为后续改进对旋风机的性能,提升其效率提供理论基础.     

对旋风机的数值模拟和优化

以一台矿用对旋风机为模型,使用Fluent软件对对旋风机进行内部流场数值模拟,得到风机内部流场状况,并对其进行气动参数优化.通过预测优化后风机的性能,为对旋风机的优化设计提供方法.     

变频振动下料机构的模态分析及误差建模

变频振动下料机构是变频振动系统的重要执行部件，其激振频率直接影响制造质量和生产效率。采用有限元法分析了变频振动下料机构的振动模态，获得了下料机构的动态特性，确定了振动下料的变频范围为10～30Hz。为控制下料机构的变频振动误差，判断分析结果和试验数据的有效性，阐述了误差的推导过程，获得了误差方程，建立了半径为√2δ的三圆柱相贯的误差模型。进行了变频振动下料试验，试验结果表明，在该变频范围内可获得良好的断面质量，且下料机构的运动参量与误差模型符合。     

双层隔振系统模态匹配分析及其振动特性

针对出口内燃动车动力包的双层隔振问题,根据双层隔振系统的结构参数,建立双层隔振系统的有限元模型。对双层隔振系统进行了模态计算,掌握了系统的频率特性。根据柴油机组激振力的频率特性,定量对双层隔振系统进行模态匹配分析。对双层隔振系统进行谐响应计算,准确判断构架和机组是否发生共振,验证模特匹配的合理性。施加怠速工况下的各个激振力,对双层隔振系统进行了强迫振动计算,计算双层隔振系统的振动烈度和传递率。结果表明：双层隔振系统的隔振性能良好,能满足实际工程需求,研究结果可为实际工程提供参考。     

压力脉动对气体钻井钻杆振动特性的影响

基于钻杆振动的现有研究情况,以及压力脉动对气体钻井钻杆振动的重要影响,本文提出考虑压力脉动的气体钻柱振动特性计算方法。首先根据气体钻井实际情况,分析其压力脉动特性;然后建立包含压力脉动的激振力计算方法,在此基础上,建立钻杆振动特性计算模型。根据建立的模型,结合算例参数,分析了气体钻井钻杆的振动特性,包括压力脉动、激振力、弯头角度、模态阶数、振动位移及速度等。并通过对比实验测试与算例计算的结果,验证了分析方法与计算模型的可靠性。研究结果表明:压力脉动对气体钻井钻杆振动具有重要影响,进行气体钻井钻杆振动特性研究,需要基于压力脉动计算模型,建立激振力求解方法,才能保证钻杆振动特性分析的准确性、可靠性。研究结论对于气体钻井钻杆失效机理、钻杆共振特性以及提高钻杆使用寿命具有参考意义。     

基于ANSYS的某型航空发动机涡轮叶片的振动特性分析

以某型航空发动机的高压涡轮叶片为研究对象,采用Solidworks软件建立其三维实体模型,基于有限元分析软件ANSYS对其进行振动特性分析,得出叶片的振动频率特性和前六阶振动模态特性。仿真结果对涡轮叶片的设计和改进具有一定的指导意义。     

基于非稳态计算对旋风机三维流场的数值模拟

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SIMPLE算法与RNGκ-ε湍流模型相结合,以风机三维全流道为计算域,获得了对旋风机叶轮区域3对干涉面上速度场和涡量场的非定常分布。通过数值模拟结果与设计参数和试验结果的比较,验证了数值预测结果的准确性。模拟结果表明,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。     

轴向间隙对对旋风机气动特性及总性能的影响

以一台矿用对旋风机为对象,采用CFD方法对6种不同轴向间隙方案下风机的气动性能进行了三维非定常数值计算,对不同轴向结构对风机压力脉动特性、性能和流场的影响进行分析研究。研究表明:对旋风机的非定常性受轴向间隙的影响较大,增加间距不仅能较好地削弱下游转子的位势干扰作用,同时也能降低上游转子的叶片尾迹影响;轴向间隙对风机效率、静压升以及两级效率、轴功率均有显著影响;增大轴向间隙会加剧掺混损失对风机性能的影响。     

流致振动差压式测振装置的研究

为解决管束流致振动试验中,现有接触式振动测量方法的应用局限性,提出一种基于测量受激对象换热管两侧压差脉动频率原理的测振装置,即差压式测振装置。差压式测振装置解决了传统接触式传感器对换热管外部流场的干扰问题以及安装空间受限的问题。为了验证差压式测振装置的有效性,分别进行了单管和换热管束两类流致振动测试试验。试验结果表明,差压式测振装置能在复杂的流动环境中准确捕捉到换热管受到的各类激振形式的频率,而且单管流致振动试验结果表明差压式测振装置所测得的周期性涡激振动频率与理论值偏差在5%以内。因此,差压式测振装置的研制与应用对于流致振动试验的测试以及换热管振动的长期监测均有很重要的意义。