润滑系统孔径式通风器的阻力计算模型及阻力特性分析

为了获得航空发动机润滑通风系统中应用最为广泛的孔径式通风器阻力特性,以一般结构孔径式通风器及其安装结构为模型,对孔径式通风器典型结构进行识别并定义节流孔(板)单元和容腔单元;采用理论分析方法分析节流孔(板)结构的阻力产生机制,并给出节流孔(板)阻力旋转修正系数,建立孔径式通风器通用阻力算法模型;采用CFD仿真分析和部件试验验证算法模型的准确性,通过整机试验验证模型在润滑通风系统仿真计算中的适用性;根据孔径式通风器阻力算法模型,研究旋转半径、孔径面积、质量流量与转速因素对孔径式通风器阻力特性的影响,得到阻力与旋转半径和质量流量成正比,与孔径面积成反比的结论。     

多孔孔板流量计的函数孔结构研究

多孔孔板流量计是一种比传统的差压测量装置更优良的新型差压式流量测量装置,但其函数孔的确定目前没有统一的标准。针对该问题,采用CFD仿真软件,在相同等效直径比的情况下,针对多孔孔板的函数孔结构,研究了开孔数目、孔分布以及倒角等因素对于减少压力损失所起到的影响和作用。根据仿真研究结果,制作了一种多孔孔板流量计进行流体试验,试验结果表明该方法的准确性。     

孔中心距对限流孔板压降的影响

为研究多级限流孔板(MHO)中布孔的中心距对压力降的影响,先根据设计标准计算出多级限流孔板的基本结构参数。在此基础上,基于Fluent的Standard k-ε湍流模型,建立了流体的三维数值计算模型,对降压作用最大的第一级限流孔板(MHO-1)的压降Δp_1进行了调查。数值计算结果表明:等间距布孔时,MHO-1、第二级限流孔板(MHO-2)的孔中心距分别为28 mm、30 mm时,Δp_1最大;MHO-1上孔中心距不变时,只改变等间距布孔的MHO-2上第1层孔中心距d_(2c1)和第2层孔中心距d_(2c2),d_(2c1)的变化比d_(2c2)的变化对Δp_1的影响更加明显;总体趋势是Δp_1随着MHO-1、MHO-2上孔中心距的增大而减小。     

滑靴副阻尼孔的研究与设计

滑靴副是柱塞泵中极其重要的部件.通过分析滑靴副内压降系数和阻尼孔的类型与尺寸的关系,发现阻尼长孔有助于压降并且阻尼孔直径越小压降越显著,受限于加工难度,阻尼孔很难加工成细长孔,对此,提出了多段阻尼孔的结构,通过尺寸设计,满足所需压降.建立了CFD模型和分析阻尼孔内的流态,通过仿真结果发现此类阻尼孔及其设计尺寸满足压降需...     

基于计算流体力学数值模拟的板式换热器传热与流动分析及波纹参数优化

基于计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)方法对板式换热器整板和局部计算域进行数值模拟。建立1 000mm数量级冷热双流道的人字形板式换热器整板片的流动及换热计算模型,利用FLUENT软件对集中供暖系统中的水-水换热工况进行模拟研究,分析冷热流体在换热器中的流动形态以及换热情况;与此同时建立200 mm×200 mm冷热双流道的局部计算域模型,对不同波纹倾角β,波纹截距λ的板片单元进行模拟分析,根据波纹参数对板式换热器的流动及换热情况的影响优化波纹参数。结果表明,整板LPM77板片流道中流体分布十分不均,且人字形尖点和流道边缘处流速较低,湍流程度较小,换热效果较差;随着波纹倾角β增大,板片换热能力先增后减,极值点在β等于60°左右,流体的压降同样先增后减,然而压降的最大值点出现在60°之后。综合考虑换热情况以及流动压降,一般工况下波纹倾角β选择在60°左右较为适宜;随波纹截距λ增大,流体的换热性能以及流动压降均呈现降低趋势,波纹截距λ对压降的影响程度大于波纹倾角β对其的影响。     

基于CFD技术的油缸缓冲结构优化

为满足挖掘机作业时对油缸缓冲性能的要求,通过CFD动网格仿真对挖掘机油缸前腔缓冲结构进行了设计优化。基于油缸结构与工作负载建立数学模型,并计算获得缓冲时间-速度函数,同时建立缓冲结构CFD仿真模型。以缓冲时间-速度函数为输入条件,采用FLUENT动网格仿真获得缓冲压力。通过某型号油缸试验结果与仿真结果对比,确认了仿真模型的准确性。以此为基础,对相同结构形式的某新型号油缸进行仿真分析,研究了节流孔与缓冲间隙对该型号油缸缓冲性能的影响。仿真结果表明:节流孔对缓冲性能影响较大,当节流孔规格在一定范围内变化时,缓冲压力峰值将随节流孔尺寸的增加呈现出先减小后增大的变化趋势,仿真结果为新型号油缸缓冲结构优化提供了参考依据。     

开孔形状对大小孔折流板换热器性能影响的研究

为了改善传统弓形折流板换热器换热效率较低、压降损失大等传热状况,在大小孔折流板换热器开孔面积相同的条件下,建立了大孔形状分别为圆形、正方形和三角形的数值分析模型,应用CFD技术对大小孔折流板换热器的流动和传热规律进行了研究,得出了大孔形状对换热器壳程传热系数和压降的影响。     

基于三维实体模型的纵流壳程换热器数值研究

利用FLUENT软件对三叶孔板换热器壳程流体流动和传热特性进行了数值模拟研究,建立了"周期性全截面计算模型"和"单元流道模型",并对其计算结果进行了对比分析。结果表明:随着换热器壳体内径D的增大,2种模型的计算结果逐渐接近;当D>800mm时,2种模型计算结果的误差已降至10%左右,此时"单元流道模型"具备实用性和适用性;在D≤800mm时,提出了"单元流道模型"的修正算法,给出了压力梯度和对流传热系数的修正关联式。     

浮子流量传感器仿真模型研究

针对DN100孔板浮子流量传感器,通过不同网格划分方案的比较,建立无支撑架三维仿真模型。并在此基础上建立二维轴对称模型,对该模型使用边界层网格划分方案,在不需要微观流场具体数据的情况下,计算精度更高,计算周期更短。     

孔板前后倾角对高速离心泵流场特性的影响

为了更深入的研究孔板形式对高速离心泵进口段回流漩涡的影响,提出改变孔板前后倾角大小的方法,主要设计了25种不同倾角孔板的组合方案,利用电脑模拟软件ANSYS-CFX对某一高速离心泵进行全流场的数值模拟分析,从中选取了对高速离心泵水力性能提高较大的3种倾角方案,对比分析高速离心泵的整体的流线和进口段的速度矢量变化情况,诱导轮叶轮压力和内部流场的影响,并对不同倾角孔板的性能曲线进行分析。综合对比分析为:-20°/10°型孔板能较好的改善进口段的回流漩涡,抑制诱导轮内部的回旋流,对高速离心泵的水力性能有很大提高。     

密封条对六分螺旋折流板换热器壳程侧换热影响

针对两种不同剪裁方式(60°、90°)布置的六分螺旋折流板,建立无密封条和存在密封条的换热器壳程侧模型;采用CFD分析软件借助数值模拟的方法,研究密封条及密封条结构改变对换热器壳程侧流动和传热的影响。结果表明:密封条的存在能够有效的提高壳程侧的换热系数,对90°扇形剪裁方式布置的六分螺旋折流板换热器壳程的影响较60°明显;在壳程侧换热系数增加的同时,壳程压降也随之增大。密封条宽度与间隙比值越大,壳程侧的换热系数越高;当比值为94.1%时,壳程单位压降换热系数较无密封条时增加(8.05~17.8)%。     

车用压缩机管道内部流场分析与优化设计

针对某电动客车的往复式压缩机组振动明显,本文就其中一段管路进行气流脉动研究,而孔板是抑制气流脉动最简单有效的方法,虽然在相关行业中已被广泛应用,但是目前孔板的各个设计所需参数还处于靠经验取值阶段.针对这种情况,根据计算流体动力学(CFD)方法建立了管道系统的流体力学模型,选择了合理的边界条件,通过数值模拟,分析了不同孔径比、孔板厚度、孔板位置对管道系统气流脉动的影响,并与无孔板的情况进行了比较,表明添加适当尺寸参数的孔板确实对管道系统的气流脉动具有良好的抑制效果.     

液压电机泵内置孑L板离心泵的流场解析与优化

基于离心泵的基本原理和集成化思想,提出了一种电动机、液压叶片泵和孔板离心泵三体合一的液压电机泵结构,其中孔板离心泵作为叶片泵的前置辅助泵,用以提高叶片泵的进口压力,保证主泵吸油充足,突现出液压电机泵的结构紧凑、低噪音、效率较高、无外泄漏等优点。应用流场解析技术,获得了孔板离心泵主要结构参数对其升压效果和效率的影响规律,并总结出孔板离心泵的设计原则。研究发现:当离心管倾角为45°、偏角在45°～60°时,孔板离心泵具有显著的升压效果,其消耗的功率占电机泵额定功率的0.41%,表明孔板离心泵的引入对整个电机泵的功率特性影响很小,孔板离心泵自身效率可达95%以上,而包含引油窗孔流道的孔板离心泵的整体效率为22%,孔板离心泵出口至主泵引油窗孔之间的涡流损失是造成孔板离心泵整体效率降低的主要原因。     

折流板换热器壳程流体流动与传热特性数值模拟

根据流体动力学和计算传热学理论,建立了折流板管壳式换热器计算模型,运用CFD技术对换热器壳程流体的流动与传热问题进行了三维数值模拟,得到了不同壳程进口雷诺数Re条件下换热器壳程流体的流场和温度场。对数值模拟结果进行分析,以总传热系数h．壳程总压降△p以及单位压力损失下的传热系数h／Ap作为换热器性能的衡量标准,分析了不同折流板间距和不同折流板圆缺高度时管壳式换热器壳程总传热系数h、总压降△p以及h／Ap随壳程进口雷诺数的变化规律。结果表明：随着壳程进口流速的增大,换热器壳程总传热系数和总压降增大、h／Ap减小：在壳程流体流量不变的情况下,结合单位压力损失下的传热系数h／Ap,适当减小折流板间距或减小折流板圆缺高度。可提高换热器的换热性能。     

适用于孔板送风的孔板阻力特性研究

为了提高孔板送风房间流场预测的准确性,采用数值模拟结合试验验证的方法,以局部阻力系数为评价指标,分别对不同开孔形状、孔板厚度、孔口直径、开孔率的孔板的阻力特性展开了研究。结果表明：开孔形状对局部阻力系数影响较小,随着当量直径的增大,局部阻力系数略微增加,5种常见开孔形状下的平均局部阻力系数最大值与最小值偏差为4.5%;随着孔板厚度的增大,局部阻力系数减小,孔板厚度在1～3 mm范围内,平均局部阻力系数最大值与最小值偏差为17.8%;随着孔口直径的增大,局部阻力系数增加,直径在4～10 mm范围内,平均局部阻力系数最大值与最小值偏差为15.1%;随着开孔率的降低,局部阻力系数显著提高,且两者之间存在幂函数的变化关系。通过对数据进行分析,得到了适用于开孔率范围为0.01～0.05的孔板局部阻力系数近似计算式,该式为孔板送风房间流场预测提供了一定的数据基础。     

基于动力学性能的环板式针摆行星减速器间隙分析

通过建立动力学模型,研究间隙对四环板针摆行星减速器动力学性能的影响,推导出计算公式并进行计算,并与运动学模型的计算结果进行对比,为整机的动力学分析和性能优化提供理论分析依据.     

折流板换热器壳程流体流动与传热特性数值模拟

根据流体动力学和计算传热学理论,建立了折流板管壳式换热器计算模型,运用CFD技术对换热器壳程流体的流动与传热问题进行了三维数值模拟,得到了不同壳程进口雷诺数Re条件下换热器壳程流体的流场和温度场。对数值模拟结果进行分析,以总传热系数h,壳程总压降Δp以及单位压力损失下的传热系数h/Δp作为换热器性能的衡量标准,分析了不同折流板间距和不同折流板圆缺高度时管壳式换热器壳程总传热系数h、总压降Δp以及h/Δp随壳程进口雷诺数的变化规律。结果表明:随着壳程进口流速的增大,换热器壳程总传热系数和总压降增大、h/Δp减小;在壳程流体流量不变的情况下,结合单位压力损失下的传热系数h/Δp,适当减小折流板间距或减小折流板圆缺高度,可提高换热器的换热性能。     

周期开孔阻尼夹层板结构声辐射特性研究

基于阻尼减振原理,并引用周期性边界条件,从抑制声桥振动能量传递入手,建立了双层板中间夹开孔阻尼的模型;考虑了阻尼材料的频变特性,通过有限元和边界元的数值算法计算辐射声功率,分析了周期性开孔阻尼夹层板结构的声辐射特性。数值计算结果表明在中低频频段内,双层板结构中间敷设周期开孔阻尼对比全敷阻尼抑制双层板结构声辐射能力在某些频段更优,且能达到减少阻尼材料的使用,优化整体结构的重量;分析了周期性开孔阻尼夹层板结构开孔率和周期数对抑制双层板结构声辐射的影响,找到了抑制夹层板声辐射的最优的开孔率和周期数,并对仿真结果进行了相应的实验验证。     

低压降高效换热器复合强化传热试验研究

大小孔折流板与圆弧波纹管都是近几年提出的降低换热器壳程压降和提高传热效果的结构元件。针对大小孔折流板和圆弧波纹管的特点,提出了将两者相结合的低压降高效换热器,并试验研究该换热器的流动和传热性能。结果表明,换热器具有较低的壳程压降和良好综合传热能力。与光管的普通弓形折流板换热器相比,相同流量下,大孔直径为φ26mm的圆弧切线波纹管与大小孔折流板复合结构换热器的壳程板间压降可降低64％,虽然孔径较大时壳程膜传热系数有所下降,但总传热系数有明显提高。若以单位压降的传热系数来评判,圆弧切线波纹管与大小孔折流板复合结构换热器的强化传热性能要远高于普通弓形折流板换热器,最高值可达普通弓形折流板换热器的2．87倍。     

开孔折流板对列管式换热器传热性能的影响研究

针对由传统弓形折流板结构带来的壳程流动死区,从而引起的流动阻力大、传热效率低等问题,本文对折流板进行开孔,通过数值模拟的方法研究开孔折流板结构对列管式翅片换热器壳侧流体流动、传热及阻力性能的影响。研究发现,折流板开孔后,壳程流动死区明显减小,壳程传热系数及压降同比开孔前降低了;综合换热性能同比开孔前提升了。壳程压降随开孔率及板间距的增大而减小,壳程努塞尔数Nu随板间距的增大逐渐增大。从综合换热性能及场协同的角度分析发现,开孔率x=0.229、折流板间距H=85 mm的列管式换热器综合传热性能最佳。