考虑离心项的螺旋槽液膜密封空化特性数值分析

针对液膜密封中空化问题,建立基于质量守恒JFO边界条件的螺旋槽液膜密封数学模型,采用流线迎风有限元法求解考虑液膜离心项的Reynolds控制方程,获得端面膜压分布,进而分析了操作参数对空化特性的影响。结果表明:不同操作参数下,空化发生时的液膜破裂位置均位于螺旋槽边界线上;转速的增大、膜厚及介质压力的减小促进空化的生成,反之,抑制空化发生。计算结果为液膜密封在不同操作条件下的设计和应用提供理论指导。     

计入空化效应的表面微织构滑动轴承特性分析

基于N-S流体计算方程,利用CFD软件建立表面微织构滑动轴承三维有限元模型,在计入和未计入空化效应条件下对比分析微织构分布特征对滑动轴承静特性的影响规律。研究表明:计入空化效应时滑动轴承的油膜最大压力和承载力大于未计入空化效应时油膜的最大压力和承载力;表面微织构的合理分布能有效提高润滑油膜的承载力,降低摩擦因数,分布在收敛间隙出口位置的微织构效果最为明显;在未计入空化效应时表面微织构作用效果更加明显,计入空化效应时微织构能抑制空穴区域的产生。     

涡流空化-机械研磨协同强化大豆粕蛋白溶解的研究

在涡流空化-机械研磨协同作用下,强化大豆粕蛋白溶解。利用单因素实验研究了水力空化压力、水力空化时间、水力空化温度、料液比、机械研磨转速、机械研磨时间对大豆粕蛋白溶解度的影响。利用响应面实验法优化了涡流空化-机械研磨协同强化大豆粕蛋白溶解工艺条件,测定了涡流空化-机械研磨协同强化大豆粕蛋白水溶液的表面活性。结果表明:涡流空化-机械研磨协同强化大豆粕蛋白溶解最优工艺条件为水力空化压力0. 36 MPa,水力空化时间65 min,水力空化温度43℃,料液比1. 8∶100,机械研磨转速2 000 r/min,机械研磨时间30 min;在最优条件下进行处理,大豆粕蛋白溶解度由原料的0. 780 mg/mL提高到1. 624 mg/mL;涡流空化-机械研磨协同强化大豆粕蛋白水溶液具有一定表面活性。     

Ag@Pt核壳结构纳米粒子催化剂在电催化过程中的失效分析

通过种子生长法和自组装技术合成Ag@Pt核壳结构纳米粒子(以下简称Ag@Pt粒子),测量和比较在电催化循环伏安扫描(以下简称CV扫描)过程中失效前后的Ag@Pt粒子对甲醇的电催化性能的变化,采用透射电镜、高分辨电镜、X射线光电子能谱等方法研究其失效机理.结果表明:Ag@Pt粒子在循环伏安扫描的过程中会发生空化现象,其临界电压为0.5 V,空化现象随时间的增长而变得明显;Ag@Pt粒子空化后形成由Ag包覆空心Pt壳的纳米粒子,这是导致其在对甲醇进行电催化氧化过程中催化性能明显下降的原因.     

纳米气泡润滑动压水轴承的静动态特性研究

空化、两相流现象是滑动轴承润滑中的典型现象之一,影响着水润滑轴承的静态和动态特性。基于统计物理学及多相流理论,建立大量纳米气泡对流体的阻力模型,以及含纳米气泡的两相流体动力润滑理论模型,并采用有限差分法求解得到压力场、空化气泡数分布及动压水润滑轴承静、动态特性系数,分析并讨论空化两相流对水润滑轴承静、动态特性的影响。结果表明,与Reynolds边界相比,空化条件下轴承的承载力和偏位角均呈增大趋势,动态刚度和阻尼系数也出现不同程度的增加。     

自然超空泡航行体弹道稳定性分析

针对空化数实时变化的自然超空泡航行体的弹道稳定性问题,建立了纵平面内的简化运动方程,完成了弹道仿真程序的改进和完善,并仿真分析了其在110 m/s速度下的弹道特性.仿真结果表明,由于空化数变化使航行体受力失衡,航行体的姿态与受力互相影响,使航行体在超空泡壁面附近做规律性的振荡.     

壅塞空化器设计及其处理污水的可行性研究

在分析直管中气液两相混合流的壅塞空化现象,射流泵发生极限工况时的壅塞空化现象,经过倒角的圆柱管在定常和非定常流动下的壅塞空化现象,在阶梯圆管中的稳态绝热闪蒸流中的壅塞空化现象的基础上,提出了一种新型的空化器——壅塞空化器;通过采集分析空化噪声和处理模拟污水(苯酚溶液)的实验,对壅塞空化器在污水处理应用中的可行性进行了初步研究。实验结果表明:壅塞空化器模拟处理污水的效果较好,其空化能量比振荡腔喷嘴高,从而为国内外研究空化发生器开辟了一条新途径。     

非分离体水下航行数值模拟

为了探究水下航行体在航行过程中是否存在一种非分离层流状态,本文根据负压梯度的流线型外形设计方法,得到一种能保持非分离层流状态的回转体外形UA-100.在低于临界体积雷诺数的情况下,采用FLUENT软件中的层流模型对其进行不同速度的模拟,并且考虑空化的影响.研究发现:在无空化时表面压力系数与理论吻合一致,且与速度无关;表...     

纯钛空化水喷丸表面强化及空蚀损伤

采用空化水喷丸技术对工业纯钛表面进行强化处理,研究表面强化机理及空蚀过程。通过显微硬度仪、光学显微镜对空化水喷丸后试样的表面硬度、显微组织、表面形貌和表面粗糙度进行分析。结果表明:具有密排六方结构的纯钛经过水喷丸处理后,试样表面强化层有大量的变形孪晶和次生孪晶。试样表面硬度最大可提高118HV0.2,而表面粗糙度Ra仅为2.1μm,这说明空化水喷丸对纯钛表面的强化效果显著,而且表面损伤较小。在30MPa水喷丸压力下,纯钛水喷丸最佳时间为80min,强化效果最好。水喷丸后试样的强化表面可分为A、B和C 3个区域。A区表面空蚀最严重,空蚀坑小而密集,B区和C区因受到二次射流的作用,空蚀坑具有明显的方向性。     

超低水头竖井贯流式水轮机模型试验

为研究超低水头下竖井贯流式水轮机的能量特性和空化特性,对一种额定水头为2.10 m的超低水头竖井贯流式水轮机进行模型试验。基于河海大学水力机械多功能试验台,采用压差传感器、电磁流量计、扭矩仪等仪器对不同导叶开度、不同叶片安放角下GD-WS-35型水轮机的水头、流量和扭矩等参数进行测试,并绘制了水轮机模型综合特性曲线。试验结果表明:当叶片安放角为23°,导叶开度为65°时,在额定水头2.10 m条件下,模型水轮机的流量为0.398 m3/s,效率为83.34%,出力为6.838kW,对应原型水轮机的流量为9.96m3/s,效率为85.14%,出力为174.7 kW,水轮机具有良好的能量特性;当叶片安放角为23°,导叶开度为65°时,水轮机具有良好的空化性能。