Numerical Simulation on the Creep Damage Evolution of Nickel-Based Single Crystal Specimens with Slant-Angled Film Cooling Holes

针对含不同倾角气膜孔的镍基单晶试件的蠕变损伤发展进行了数值模拟,研究了倾角对蠕变特性的影响。气膜孔的倾角分别为0°,15°,30°和45°。结果表明,倾角不同,气膜孔周围的分切应力分布也不同。当倾角为0°,15°和30°时,裂纹扩展方向为θ=±54°,而当倾角为45°时,裂纹沿着θ=±46°的方向进行扩展。倾角为30°的试件有最长的失效寿命。在气膜孔周围的高应力区,分切应力、Mises等效应力和沿拉伸方向的应力σ11均出现了应力松弛现象,且随着时间的延长,应力都达到了稳定值。此外,倾角也影响着蠕变损伤的分布,当倾角为0°,15°,30°和45°时,最大损伤点分别出现在与水平方向成0°,0°,13°和26°的位置。     

干气密封在高温泵上的应用

高温泵介质为高温导热油,轴封最初采用单端面机械密封,由于介质具有温度高、较脏等特点,导致机械密封频繁泄漏。经认真的分析研究和与干气密封厂家广泛的技术交流,并通过密封厂家设计和核算,把机械密封改造成双端面式干气密封+前置浮环结构。按照设计制造并改造的干气密封性能稳定可靠,泄漏问题得到解决。     

高浓度水煤浆管道气膜减阻两相流模拟及代理辅助优化

为解决高浓度水煤浆管道输送阻力大的问题,提出在水煤浆管道中通入气体,采用气膜减阻以降低管道的阻力损失。针对宾汉非牛顿流体水煤浆,基于流体体积（VOF）多相流模型,通过数值模拟研究分析了加气管关键参数对管道阻力系数的影响,并结合遗传聚合响应面模型与二次拉格朗日非线性规划（NLPQL）算法进行代理辅助优化。结果表明：在水煤浆管道中通入气体能够有效降低壁面剪切应力,气体速度与加气管直径对管道阻力系数影响较为显著,并且提升气体速度与增大加气管直径能够降低阻力系数,而管道阻力系数基本不受加气管道角度影响。优化以阻力系数最小化为目标函数,得出一组加气管参数,优化后管道阻力系数降低了0.0207,减阻率增加了16.90%,研究结果为高浓度水煤浆管道加气减阻机理及结构优化提供了理论指导。     

厢式运输车厢体的气膜减阻法试验研究

针对厢式运输车厢体表面减阻问题,提出一种基于气膜减阻的厢式运输车厢体风阻减阻方法。设计气膜发生器和可变风速测阻装置,分别以安装和未安装该气膜发生器的厢式运输车模型为试验研究对象,在可变风速测阻装置中进行风阻测试。结果表明,气膜发生器能够起到一定的减阻效果,从而验证了气膜减阻方法用于厢式运输车厢体减阻是可行的。     

透平静叶表面多排孔气膜冷却特性试验研究

为研究燃气轮机透平静叶表面的气膜冷却特性,搭建了平面叶栅气膜冷却试验台,采用红外成像技术测量了带有多排扇形气膜孔的透平静叶表面气膜冷却有效度和传热系数,分析了不同吹风比下静叶压力面和吸力面不同孔排下游气膜冷却有效度和传热系数的分布规律.结果 表明:随着吹风比的增大,静叶压力面各排孔后气膜冷却有效度增大,静叶吸力面孔排1下游气膜冷却有效度减小,吸力面孔排2和吸力面孔排3下游气膜冷却有效度先增大后减小,吸力面孔排4下游气膜冷却有效度增大;大吹风比时,气膜出流使得静叶表面大部分区域展向平均传热系数相比无气膜时小幅增大.     

微加速度传感器气膜运动方程的求解

用解析法求解了微结构加速度传感器气膜运动方程，其结果可用于微传感器的结构设计和系统分析。     

应用气膜调整输送机胶带跑偏的研究

通过气膜具有稳定性和均匀性的特点,对在带式输送机中应用气膜调整胶带跑偏的工作原理进行了理论研究．     

燃机透平叶片气膜冷却耦合换热的数值研究

为了准确得到燃机透平叶片的金属温度,进一步提高透平叶片的使用寿命和可靠性,采用商业软件CFX对燃机透平叶片气膜冷却进行耦合换热数值研究,研究了网格和湍流模型对求解结果的影响。通过研究发现Y+对求解结果有较大的影响,当Y+小于1时,求解结果较为合理;Gama Theta湍流模型对不同工况下温度场的数值模拟结果与气膜冷却试验值吻合较好。     

基于二阶滑移边界的螺旋槽干气密封气膜刚度计算与分析

应用二阶非线性滑移边界条件推导出修正的广义雷诺方程,并用PH线性化方法、迭代法对非线性雷诺方程近似求解,得到气膜推力的近似解析式,继而对其进行气膜厚度的求导,得到气膜刚度的近似解析式.并利用Maple程序计算不同转速和压力下的气膜刚度数值,并与一阶线性滑移边界条件下的气膜刚度和试验数值进行对比.结果表明:随着气膜厚度的增加,二阶非线性滑移边界条件下的气膜刚度随之减小,且呈非线性关系:随着介质压力、转速的增加,气膜刚度也随之增加,且呈线性关系;二阶非线性滑移边界条件下的气膜刚度数值比一阶线性滑移边界条件下的气膜刚度数值更接近试验数值,其计算精度较高,特别是在低速、低压工况下更加明显.因此在低速低压釜用轴端干气密封中将应用二阶速度滑移条件下的流体力学理论来进行优化设计,指导工程应用.     

螺旋槽泵出型干气密封端面气膜压力近似解析计算

大多数螺旋槽干气密封采用高压密封气体在密封环外侧的泵入式结构。近来,出现了高压气体在密封环内侧的泵出型螺旋槽干气密封,而这类密封常用来密封液体介质。采用Mu ijderman完善的螺旋槽窄槽理论,给出泵出型螺旋槽干气密封端面气膜力的一种近似解析计算方法,给出计算案例,并与泵入型结构进行对比。计算结果表明,同样条件下,泵出型干气密封的端面开启力小于泵入型。