冷却孔复合角和排列方式综合作用对平板气膜冷却效果的影响

研究复合角和排列方式综合作用对平板气膜冷却效果的影响。采用数值模拟的方法,保持射流圆孔尺寸、间距及倾斜角不变,分别对四种孔阵的平板气膜冷却进行了流动和传热的分析。利用Realizable k-ε湍流模型,标准壁面函数边界处理和SIMPLE算法,分析速度、涡量、冷却效率,对比冷却孔复合角和排列方式综合作用对平板气膜冷却效果的影响。结果显示:复合角和叉排同时存在时可改善平板展向上的冷却效果,而在平板流向上对冷却效果的影响不明显。结合吹风比得出较优的孔排方式。     

浸润度对低温下气膜产生的影响

针对气膜在沸腾过程中的低热导率以及能够降低流体流动阻力的特点,应用分子动力学模拟的方法在等温等压系综下模拟了气膜的形成过程,在较低的温度下得到了气膜.通过改变固液界面的接触角来改变固液界面的浸润度,进一步影响气膜的形成.结果表明,超疏水性固体壁面明显能够增强气膜形成,在较低温度下,一般的疏水性界面不能形成气膜,而超疏水性界面能够在较短时间内形成气膜,既可以减小流体流动阻力,又可以防止器件表面温度过高而烧坏.     

不同出射角度对气膜冷却流场的影响

采用RNGk-ε湍流模型对射流出射角度α为90o、正、负60o和正、负30o的气膜冷却流场进行了数值模拟,结合SIMPLEC算法求解了适体坐标系下的控制方程,近壁区流动采用两层模型的壁面函数法处理,结果给出了射流与主气流速度比R为2和4时的射流轨迹和速度场。结果表明:R和α值是影响气膜冷却流场的重要因素,R值增加,冷气射流对主流场影响区域增加,α值为负时,射流对主流场上游影响区域较大,当α值为30o时,射流影响区域减小;当α为正值时,随α值的减小,射流喷孔下游背风侧的分离现象逐渐消失。     

柱面气膜密封研究进展及发展趋势

介绍了柱面气膜密封的主要构成以及几种比较有代表性的结构,分析和讨论了目前国内外关于柱面气膜密封结构和性能的研究方法和现状,指出了柱面气膜密封研究中存在的问题以及进一步的发展趋势和研究方向,阐明了柱面气膜密封作为一种新的和高效的密封结构,不仅要进行理论方面的创新研究,还要进行结构和材料上的创新,为今后该方面的研究提供了一定的参数。     

吕临能化选煤厂铁路专用线增效运输系统的设计与应用

为了释放铁路专用线的发运能力,有效缓解周边地区矿井煤炭资源运输效率低、运输成本高的问题,吕临能化选煤厂结合产品运输工艺与场地现有条件,巧妙利用原有的部分建筑物进行局部改造并新建气膜储煤棚作为转运点设计和实施了铁路专用线增效运输系统。生产实践表明:铁路专用线增效运输系统的应用达到了预期效果,使选煤厂完全具备了代加工和代发运周边地区矿井煤炭资源的能力,促进了当地经济快速发展,为企业带来经济效益的同时提升了企业的社会形象。     

温比对双向扩张孔射流气膜冷却效率的影响

为了探讨冷热流体真实温比与小温比的气膜冷却特性差别,采用湍流模型及Fluent软件,对吹风比Br分别为0.5和2.0,温比Tr分别为1.1和2.0的双向扩张孔射流气膜的流场、温度场和冷却效率分布进行研究。结果表明:Br=0.5时,2种温比下的冷气扩散基本一致,径向平均冷却效率差别不大;Br=2.0时,Tr=2.0的冷气径向扩散优于Tr=1.1的,径向平均冷却效率较Tr=1.1时增幅13.4%~55.5%。     

涡轮叶片气膜冷却孔电解加工气液两相流场特性分析

以高温镍基合金Inconel718为基材进行气膜冷却孔电解加工基础试验,在电解加工过程中,阴极反应界面析出氢气,导致电解液的电导率不再是一个常数,从而影响冷却孔的加工成型精度。结合前期基础试验,建立冷却孔电解加工流道二维模型,基于COMSOL Multiphysics软件对冷却孔端面间隙内气液两相流场进行仿真,研究加工电压、电解液入口压力及管电极进给速度对氢气析出量的影响,并定性地分析电解加工过程中气泡率与电导率之间的关系。由仿真结果可知:氢气的体积分数随加工电压和电极进给速度的增大而增大,随电解液入口压力的增大而减小,且氢气体积分数越大,电解液的电导率越小。     

气膜结构技术在大跨度异型储煤场的应用

某煤矿大型原煤储煤场封闭工程受地形条件限制,储煤场呈大跨度异型布置,且场内有一座高空输煤廊道,环保要求全封闭、无扬尘。该工程采用气膜结构技术对储煤场气膜结构设计原理、材料选用和结构计算进行分析,确定气膜结构方案,同时就气膜安装及气密处理进行探讨。经运行和综合分析,大跨度异型储煤场利用气膜结构技术取得了良好的社会和经济效益。     

基于小波包方法的超声速气膜气动光学效应相干结构

当高速成像制导导弹在大气中飞行时,其光学窗口承受着严重的气动加热。超声速气膜冷却方法可以有效地隔离外部加热,但是超声速气膜流动会引起光束退化,降低图像质量。为了研究超声速气膜气动光学效应,本文构建了主流马赫数为3.4,设计喷流马赫数为2.5,实际测得喷流马赫数为2.45的超声速气膜实验装置。利用基于纳米粒子的平面激光散射技术获得了高时空分辨率流场图像,并对气膜冷却流动的密度场进行重构,利用光线追迹法获取了对应密度场的光程差。通过将光程差分布和K-H涡对比后发现,光程差的波谷位置对应于涡卷的中心,而光程差的波峰对应于涡卷中心之间的连接部分。但是,随着涡结构的发展破碎,对应关系不再成立。根据超声速气膜NPLS流场图像结果,利用分形原理获取的分形维数结果,将其沿流向划分为三个区域,其对应平坦度分别为3.4,2.9,3.6,验证了区域2更适合进行相干结构提取。     

气体轴承特性模拟及实验验证

针对某30 kW微型燃气轮机用静压气体轴承,开展轴承刚度、承载力及轴系临界转速特征的数值与实验研究。通过离散化可压缩雷诺方程,采用数值迭代方法,获取轴承内气膜压力分布和气膜刚度特性;采用有限元方法,研究转子-轴承系统的模态特性与临界转速;在气体轴承支撑的微型燃气轮机试验台上,采用时域振动信号和不平衡响应曲线等振动测试分析方法,获取轴系的气膜临界转速特性。研究结果表明:研究的该静压气体轴承,其转速在30 000 r/min内动压效应相对于静压效应可以忽略;轴承气膜刚度随着偏心率增大而增大,但当偏心率超过0. 8时,由于出现"静态不稳定区域"导致气膜刚度下降。数值模拟和实验都证实了转子在6 000 r/min和9 000 r/min附近出现了由气膜刚度引起的锥动临界特征。