圆盘泵叶片结构形式对泵外特性影响分析

叶片圆盘泵作为一种新型泵,其扬程和效率有待进一步提高。叶片结构形式是影响叶片圆盘泵扬程和效率的重要因素之一。运用计算流体力学软件Fluent对不同工况下叶片圆盘泵内部全流场进行三维数值模拟,分别研究了叶片数目、叶片宽度及叶片形状对泵扬程和效率的影响。计算结果表明,在一定范围内,随着叶片数目的增加、叶片宽度的减小,以及采用叶片轴向截面为梯形的叶轮能有效改善泵的性能,分析结果可为叶片圆盘泵结构优化设计与性能提高提供理论依据。     

风力机叶片气动设计与结构研究

采用Wilson模型优化设计水平轴风力机叶片的气动外形;利用有限元软件对玻璃钢叶片在风力、重力和离心力的耦合作用下的静力学、稳定性和动力学进行仿真分析.通过对叶片额定风况下的静力学和稳定性分析,不仅能获取叶片的应力和应变分布,而且可检验叶片设计的安全性和合理性.通过叶片动力学分析,计算叶片的振动频率,判断能否避免共振,实现正常运行.     

开缝叶片技术的研究及应用

相对于常规叶片,开缝叶片技术能抑制叶片上的流动分离,增加升力减小阻力,这种技术综合了分流叶片和边界层吹气两种技术的特点。综述了开缝叶片的原理和结构形式,主要有叶片的弦向开缝和横向开缝,介绍了不同开缝方案具体参数的设置,揭示了具体的开缝位置和开缝的几何形状与尺寸对叶片性能的影响。阐述了开缝叶片的优点以及开缝叶片技术在压气机、风力机中的应用。开缝叶片技术对改善垂直轴风力机的启动性能,提高其风能利用率具有指导意义。     

考虑叶片-定子副动压效应的高压叶片泵叶片优化研究

考虑叶片-定子副之间的动压效应,研究了叶片结构参数对叶片泵工作性能的影响,针对不同参数的叶片,采用ADAMS和Fluent软件对高压叶片泵叶片-定子副进行了动力学、流体动压仿真分析和模态分析。以S25VQH子母叶片泵为研究对象,详细分析了叶片结构参数对叶片-定子副之间相互作用力、叶片-定子副之间动压和振动噪声的影响规律。结果表明,优化后的叶片结构使得叶片-定子副之间相互作用力减小,叶片-定子副之间动压和固有频率显著增加;减小了叶片-定子副之间的摩擦磨损和振动噪声,一定程度上延长叶片泵使用寿命。最后,进行了综合台架实验,实验结果与仿真分析结果具有较好的一致性,验证了仿真结果的正确性。     

小型风力机叶片模态特性及强度分析

以600W水平轴风力发电机(HAWT)叶片为研究对象,基于结构动力学和空气动力学相关理论,利用有限元ANSYS分析软件,首先对叶片在静止和不同转速下的模态特性进行分析和比较,然后根据风力机叶片所受载荷的主要形式,将载荷施加到风力机叶片上,对叶片进行强度分析。结果表明:叶片在旋转状态下的固有频率高于叶片在非旋转状态下时的固有频率,而振型在两种状态下相似。叶片受到载荷后,叶片中部(特别是中部前缘)是叶片易损部位。研究结果对风力机叶片的动力学分析、优化设计及疲劳分析有一定的指导意义。     

基于EDEM软件的前曲叶片抛丸器运动分析

以某型抛丸清理机的抛丸器为例,通过建立力学模型和理论计算,分析弹丸在前曲叶片上的运动状态;以离散元软件EDEM为工具分析了前曲叶片抛丸器弹丸的运动规律,与理论计算结果对比,验证模型正确性;与直线叶片和后曲叶片抛丸器对比,分析了前曲叶片的优点和叶片曲率半径以及叶片轮转速对抛丸效果的影响,为前曲叶片抛丸器的设计和抛丸清理工艺参数的优化提供依据。     

叶片数对螺旋离心泵内部流场影响研究

利用工程上普遍采用的k-ε两方程模型和SIMPLE算法,对单叶片和双叶片螺旋离心泵的内部流场进行了数值模拟.得出了叶轮与蜗壳内的速度分布和压力分布等流场信息,比较了单叶片和双叶片螺旋离心泵的特性曲线,单叶片和双叶片螺旋离心泵内部流场的区别与联系,分析了叶片数对螺旋离心泵内部流动规律的影响.     

叶片结构对叶片风能利用率及载荷的影响分析

针对叶片结构设计过程中叶片结构变化对风电机组性能及安全性的影响,利用GH Bladed对某73.2 m叶片进行仿真计算,通过探究扭转刚度、摆振刚度、抗弯刚度对风电机组的净空、风能利用率、发电量及载荷的影响,分析不同的刚度变化情况对机组性能及安全性的影响程度,为叶片结构设计提供依据,更加快速准确地推进叶片设计进程。结果表明,在提高发电量的前提下,叶片结构调整应该增加叶片扭转刚度和挥舞刚度,降低叶片摆振刚度,提高叶片挥舞刚度能够明显提高叶片净空及发电量,但同时会增加叶根载荷;在降低叶根合弯矩载荷的前提下,叶片结构调整应该增加叶片扭转刚度,增加叶片摆振刚度,降低叶片挥舞刚度。因此在实际调整中,需要根据载荷和发电量的实际情况进行平衡。     

叶片的固有频率测试与模态分析

采用了叶片固有频率测试系统对某汽轮机叶片进行测试实验。以模态分析理论和有限元方法为基础,使用Hypermesh和Abaqus对叶片进行联合仿真,分析某汽轮机叶片的动力学性能。比较和分析叶片前三阶固有频率计算值与试验值,得到较满意的结果。     

大尺寸风力机叶片流固耦合特性研究

随着大型风力机叶片尺寸增大,其柔性也越来越大,在运行中更容易出现大变形现象,进而导致叶片结构的几何非线性变形、流体的非定常特性以及独特的流固耦合现象,需要采用更准确的模型进行分析。该文采用基于几何精确梁方法和自由涡尾迹方法的流固耦合模型,研究了大尺寸叶片的耦合特性。针对叶片柔性变大、质量变轻的特点,分别采用缩小叶片刚度和质量的方法,研究叶片大变形和质量变轻对耦合响应的影响,结果表明刚度降低会大幅增大叶片变形和载荷,而质量降低对叶片变形和载荷的影响并不明显。当刚度和质量同时降低时,叶片在叶轮平面外变形量大幅增加,使叶轮功率下降。对叶片尺寸变大带来的影响也进行了研究,发现大尺寸叶片的根部应力和载荷波动会较明显高于小尺寸叶片。     

离心叶轮叶片的展开计算

总结了离心压缩机二元流叶片的展开方法,分别介绍了单圆弧叶片、双圆弧叶片、离散点叶片的展开计算步骤。     

冷锯机锯片的瞬态动力学分析

针对φ1800mm冷锯机锯片在锯切H型钢过程中出现剧烈横向振动、锯缝变宽、产生过多材料损耗等问题,利用ANSYS软件对普通锯片和侧隙锯片进行瞬态动力学分析,研究锯片在受到轴向冲击时,锯片不同位置的振动衰减情况和锯片厚度、夹径比、侧隙对锯片横向振动的影响。对锯片进行锤击试验,研究锯片在锤击后的振动衰减情况。仿真与试验研究表明,增加锯片厚度和夹径比能有效减小锯片在受冲击后的最大振幅并缩减振动的衰减时间,侧隙锯片较普通锯片能减小片体的整体刚度,但影响较小。     

通风机叶片中线的计算机辅助设计

通风机叶片在原始叶型选定后，叶片形状只能由叶型中线确定。比较了几种曲线拟合叶型中线的结果，提出了采用Ｂｅｚｉｅｎ曲线拟合叶型中线的方法，并实现了计算机对叶型中线的设计及各点叶片角的计算。它为叶片的计算机辅助制造提供了相关的参数。     

扭旋叶片组合方式对静态混合器湍流传热性能的模拟分析

分别对一个截面上安有1～4个扭旋叶片的静态混合器的湍流传热性能进行模拟分析,并利用热量传递势容耗散评价四种组合方式下静态混合器的传热性能.研究结果表明,在相同的粘性耗散条件下,单叶片与双叶片组合的热量传递势容耗散量接近,四叶片组合的热量传递势容耗散量最低,三叶片组合在两者之间;四叶片组合的传热效率最高,三叶片组合次之,双叶片组合与单叶片接近.多叶片组合排列方式形成的多纵向涡明显改善了近壁区二次流速度场与温度场的协同性.     

基于设计情形的叶片模态分析

针对某三叶片风扇,建立了叶片的有限元模型。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。通过不同的设计情形算例,分析了叶片材料弹性模量、泊松比、质量密度对叶片固有频率的影响。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,求解了多组设计情形的预应力下叶片的固有频率,计算结果表明,叶片的旋转状态会对叶片的振动特性产生影响,离心预应力会使叶片固有频率变大。     

大功率风力机叶片模态及气动特性分析

对大功率海上风力机叶片模态特性和气动特性进行研究。建立了叶片翼型截面弯扭耦合运动微分方程,通过翼型截面坐标变换和旋转拉伸在UG中建立了国产某型6MW风力机叶片三维模型,运用Ansys/Blocklanczos法计算了叶片前6阶固有模态。在Ansys/Workbench中搭建叶片流场仿真模型,讨论了风速和气动攻角等参数对叶片振动变形的影响。结果表明各阶固有模态中叶尖部位的振型相对明显,随着风速和攻角增大,相同截面位置上的叶片振动变形逐渐增大。     

汽轮机再热后级内颗粒冲蚀特性

汽轮机再热后级内叶片受到固体颗粒冲蚀,严重影响着汽轮机的安全经济运行。以某超临界汽轮机再热后第1+1/2级(第一级与相邻级的喷嘴)扭叶片为研究对象,通过拉格朗日法模拟不同粒径颗粒三维运动轨迹,并采用Finnie冲蚀模型,研究不同动静轴向间隙及不同负荷下颗粒对叶片的冲蚀特性。结果表明,由于动叶高速旋转,颗粒撞击到动叶时会获得与主流方向相反的速度,进而又反弹回静叶。较大粒径颗粒在动静叶片轴向间隙内"反复反弹"是造成再热后级内冲蚀的主要原因。适当增大动静轴向间隙可以有效地减少反弹回静叶的颗粒数量。当动静轴向间隙为5 mm时,反弹回静叶的颗粒为10%,轴向间隙增大为8 mm时,没有颗粒反弹回静叶。当机组负荷降低时,固体颗粒撞击叶片后的反弹角增大、反弹回静叶的数量增多,颗粒在动叶和下级静叶轴向间隙内反弹后,只有极少颗粒能够流出下级静叶。     

后掠式叶片气动外形优化设计

后掠式叶片具有载荷自适应性，提出了一种以自然样条曲线为后掠曲线，以扭角为优化参数的后掠式叶片优化设计方法。以直叶片模型为设计起点，通过Profili软件获得叶片的截面数据并计算叶片翼型在不同攻角下的升力系数与阻力系数，以叶片功率系数最大以及叶片根部载荷最小为优化目标，采用遗传算法对叶片进行优化设计。根据优化结果获得的参数，建立后掠式叶片三维模型，在ANSYS Workbench中建立流场模型进行仿真分析得到叶片模型的压力分布情况。结果表明，通过对扭角、后掠值进行优化，后掠叶片模型对比直叶片模型其受到的载荷有所减小，优化设计方法可以用于指导后掠叶片的设计。     

水平轴风力机的转矩性能及叶尖损失对其的影响

分析了叶尖损失机理,根据PRANDTL 和GLAUERT叶尖损失修正因子及叶素-动量理论,推导出考虑叶尖损失的叶片弦长公式,然后沿叶片展向积分,推导出与风力机尖速比和翼型升阻比关联的风力机转矩系数解析表达式,并得到风力机在任何稳定运行状态转矩系数的最高参数值,可作为风力机转矩系数的设计参考值。研究表明,叶尖损失对弦长的影响集中在叶尖部位,当升阻比为无穷大且尖速比从常见范围10变化到4时,叶尖损失导致转矩性能损失约4%~10%,且损失的数值随升阻比的变化极小。     

汽车雨刮片的结构与耐久性能研究

雨刮片可以清洁汽车玻璃上的雨水、灰尘、雪等,保持驾驶员的视野清晰。介绍了汽车雨刮片的结构分类:有骨雨刮片、无骨雨刮片、复合雨刮片,研究了它们各自的优点和缺点;对雨刮片的3种卡接口形式U Hook、Top Look、复合接口的结构进行了对比;对雨刮片的耐久性能进行了阐述,以达到优化雨刮片结构和延长雨刮片使用寿命的目的。