基于ANSYS的凹凸管法兰系统密封性能研究

运用ANSYS有限元分析软件,建立凹凸管法兰系统的热-结构数值模型,对系统内各组件的应力与温度对系统密封性的影响规律进行分析。结果表明:法兰管道与螺栓外侧法兰外缘所受应力相对较小,螺栓内侧法兰所受应力相对较大;在预紧、预紧+内压、预紧+内压+温度3种工况下垫片的径向应力过渡方式均为由大变小再变大的变化趋势,且在预紧工况下垫片的压应力最大;自螺栓底面至顶面螺栓轴向应力呈逐渐增大再减小的变化趋势。     

锥形间隙对袋型阻尼密封气流力影响机制研究

为探讨锥形间隙对袋型阻尼密封气流力的影响,建立锥形间隙袋型阻尼密封数值求解模型,研究进出口压比、偏心率、转速及锥形度对袋型阻尼密封气流力的影响;设计密封气流力实验台,分析在不同进出口压比及偏心率下锥形间隙袋型阻尼密封气流力的大小;通过密封压力分布规律揭示锥形间隙对袋型阻尼密封气流力的影响机制。研究结果表明:随着进出口压比,偏心率的增大,密封周向楔形间隙内流体动压效应增强,收敛间隙袋型阻尼密封与等间隙袋型阻尼密封的径向气流力增大,发散间隙袋型阻尼密封径向气流力绝对值增大。当转速为0时,密封切向气流力为0,随着转速的提高,密封的切向气流力逐渐增大,密封间隙内气流的周向流动是形成切向气流力的主要原因。收敛间隙袋型阻尼密封沿气流流动方向,密封径向间隙不断减小,气体的聚集使得密封腔中压力升高,径向压差增大,从而产生较大的径向气流力。     

不同吞咽等级下钡餐配比及其润滑性能研究

为了明确造影检查中患者的造影剂浓度及其增稠浓度,须深入研究不同吞咽等级下造影剂的润滑性能,提高患者的吞咽舒适度。基于现有的吞咽压力、速度及吞咽障碍食品标准,以医用钡餐与食品增稠剂为原料,开展不同浓度钡餐及不同增稠剂浓度钡餐溶液的黏稠度测试并在MFT-5000磨损试验机上进行润滑性能研究,探究钡餐浓度及增稠剂浓度对其吞咽润滑的影响。结果表明:不同浓度钡餐溶液及不同增稠剂浓度的600 g/L钡餐溶液的黏稠度随各浓度的增加而增大;不同吞咽等级下,添加增稠剂600 g/L钡餐溶液平均摩擦因数比不添加增稠剂钡餐溶液低约15%~35%。依据不同吞咽等级的患者,选择不同增稠剂浓度的600 g/L钡餐溶液,降低硫酸钡摄入量,提高病患在检查时吞咽的舒适度,为造影检查提供较好的技术支持。     

海洋环境下典型金属材料腐蚀与磨损研究进展

海洋环境下金属材料的腐蚀与磨损及其复杂的交互作用是影响海洋装备可靠性和工作效率的关键因素。在概述海洋环境下金属材料腐蚀和磨损的现象及问题的基础上,分析海洋环境下典型金属腐蚀与磨损的交互作用研究进展及发展趋势,并对不锈钢、钛合金与铝合金等主要海洋环境用金属材料在不同介质下的腐蚀与磨损问题进行探讨,重点阐述海洋环境下金属腐蚀与磨损中相互促进的正交互作用和相互抑制的负交互作用机制以及它们之间的相互影响、过渡和转换等方面的研究进展。在腐蚀与磨损正、负交互作用转变的过程中,从微观角度讲,奥氏体和马氏体相的多次转变是主要影响因素;而从宏观角度看,材料的摩擦因数、载荷、运动形式等动摩擦因素和Cl-浓度、pH值、频率及外加电位等电化学因素是两类主要影响因素。对比分析多种腐蚀与磨损交互作用的计算模型,阐述利用表面技术改善金属材料防腐耐磨性能的研究进展,提出金属材料腐蚀与磨损的负交互作用机制、微生物对腐蚀与磨损交互作用的影响机制、微动磨损与腐蚀的交互作用研究以及腐蚀与磨损交互作用量的准确量化是未来的研究重点。     

潜水器大型舱段三角密封性能有限元分析

以某潜水器大型舱段连接处使用的三角密封结构为研究对象,建立O形圈与三角形沟槽接触的非线性有限元分析模型,仿真分析三角密封结构的橡胶材料硬度、O形圈内径、沟槽倒角尺寸、沟槽圆角尺寸对密封性能的影响规律。结果表明：橡胶材料硬度、沟槽倒角尺寸对密封性能影响较大,O形圈内径与沟槽圆角尺寸对密封性能影响较小;随着橡胶材料硬度的增加,O形圈密封能力增强,但在相同液体压力条件下,橡胶材料硬度越大O形圈应力越高,增大了O形圈被破坏的可能性,因此,在保证密封性能的前提下,要尽可能选取硬度小的O形圈;随着沟槽倒角尺寸的增加,O形圈的密封性能不断下降,同时应力水平也逐渐降低,因此,设计沟槽倒角尺寸时,在保证密封性能的前提下,要尽可能选取大的倒角尺寸。     

基于NARX神经网络的汽轮机转子温度变化趋势实时预测

利用退役转子及其对应的实际历史运行工况,开展了基于NARX神经网络的汽轮机转子关键位置温度发展趋势实时预测的研究。利用有限元方法,计算了历史运行工况下转子的高保真温度场,获取了关键位置的温度变化趋势。采用NARX神经网络,构建了转子进口蒸汽温度和功率与转子关键位置温度之间的数学关系,通过将输出参数闭环到输入参数集,形成了闭环神经网络结构,实现实时多步预测。预测结果表明,该模型对温度变化趋势的实时预测效果较好,且可以快速校正误差较大的预测结果。     

逆向气流条件下半椭圆管外水平降膜厚度分布研究

为研究半椭圆管水平降膜厚度的分布规律,搭建逆向气流条件下水平降膜实验平台,并结合数字图像处理技术,研究逆流风速(0～5 m/s)和喷淋流量(0.025～0.221 L/min)对液膜厚度的影响。研究表明:逆向气流会对管外水膜产生影响,并存在临界速度;当逆流风速低于临界速度,液膜厚度沿圆周方向先减小后增大,与无空气流动时相似;当逆流风速超过临界速度时,液膜分布严重不均甚至被吹飞;随着逆流风速增大,平均液膜厚度先增大后减小;随着喷淋流量增大,平均液膜厚度持续增大;当喷淋流量减小、逆流风速增大时,平均液膜厚度减小。     

SCO2布雷顿循环发电系统与性能的综合分析比较

基于布雷顿循环的原理与特点,对典型循环结构的动力部件与换热部件布局的效率和功率性能进行了比较,分析了运行参数对循环效率的影响规律,同时进一步阐述了关键循环动力部件（叶轮机械包括压缩机与透平）与换热部件（热交换器）的综合技术性能及部件选择的差异性。研究表明:实验中循环操作参数取最低温度为32 ℃、最高温度为342 ℃、压比为1.65时,循环效率可达31.5%;最低循环温度下降和最高循环温度升高有利于改善循环效率,并且对于复杂循环一般存在最佳压比;根据循环输出功率大小,叶轮机械一般采用径流（<10 MW时）或轴流结构（≥10 MW时）;与常规换热器相比,印刷电路板式换热器具有更为紧凑的结构和高效的换热性能。     

层叠式高温相变蓄热系统传热特性的实验研究

为研究层叠式高温相变蓄热系统的传热特性,采用二元熔盐Solar Salt(质量比NaNO_3:KNO_3=6:4)为相变材料,以空气为换热介质,记录不同风速下蓄热箱体内部的温度变化。通过层叠式高温相变蓄热系统的放热实验,分析蓄热箱体内部蓄热单元的传热特性,进而对蓄热箱体内部传热效率低的区域进行传热优化。通过在相变材料Solar Salt中添加不同质量分数的膨胀石墨,提高相变材料的导热系数,进而改善传热效率低的区域。实验表明:在蓄热箱体内部,靠近出风位置的蓄热单元A2降温到200℃所需时间分别比靠近进风位置的蓄热单元B2和C2多10.5%和37.4%。为解决靠近出风位置的A列蓄热单元传热效率低的问题,在A列蓄热单元的Solar Salt中添加膨胀石墨,可以显著改善蓄热箱体内部的传热情况,明显提高了系统的换热能力,且风速为1.53 m/s时相邻配比材料效率提升最大。     

基于AFOA-BP神经网络的燃气轮机研制风险预测

为提高燃气轮机研制过程中的风险管理能力,针对果蝇算法（Fruit Fly Optimization Algorithm,FOA）及BP神经网络的缺陷,构建了自适应果蝇算法（Adaptive Fruit Fly Optimization Algorithm,AFOA）,提出基于自适应果蝇算法优化BP神经网络的风险预测模型,利用自适应果蝇算法优化BP神经网络的阈值和权值。挖掘燃气轮机研制风险因素及风险事件之间的关系,并根据风险因素的权重预测风险事件的权重。利用燃气轮机研制风险的相关历史数据进行验证,表明该模型具有较高的预测精度和应用价值。