高压叶片泵流量脉动CFD模拟

高压泵是液压系统中的核心设备,流量脉动是影响其输出稳定性的重要参数。针对液压系统双作用高压叶片泵,采用CFD方法对其内部流场进行了三维瞬态模拟,分析了不同工况对出口流量脉动及其性能的影响规律。结果表明：排油初期高压差的作用使得工作腔内会出现明显的回流现象,产生较高的流量脉动;随着叶顶间隙的增大,泵的流量脉动减小,但容积效率明显下降,间隙值为30μm时,容积效率仅为61.1%;流量脉动幅度随叶片数的增多而减小;吸液压力为0.1 MPa时的流量脉动率为0.2 MPa时的4.4倍,容积效率增大了5.6%。因此,提高吸液压力可以有效改善泵的流量脉动和容积效率。     

气悬浮离心式制冷压缩机电机冷却过程模拟

离心式压缩机是离心式冷水机组的核心设备,气悬浮离心式制冷压缩机具有高速,无油,成本低等优点,是离心式压缩机的重要发展方向之一。气悬浮离心式制冷压缩机高速、紧凑的结构使其散热环境更加恶劣,需要更有效的冷却方式。建立了压缩机电机数学模型,数值模拟了不同进出口条件下制冷剂流场与电机温度场的分布。结果表明：绕组中心位置温度最高,靠近电机腔出口侧的端部冷却效果好于空腔侧,顺时针45°-180°方向冷却效果最好;增大入口压力会增强冷却效果,入口压力每增大93kPa,绕组温度下降2℃左右;入口干度在0-0.6之间冷却效果变化较小,入口干度大于0.6时冷却效果明显下降;增大回气压力会降低冷却效果,回气压力每增大40kPa时绕组温度升高3℃-4℃。通过研究压缩机电机轴向和周向的冷却差异,及不同进出口条件下压缩机电机的冷却情况,为不同工况下气悬浮离心式制冷压缩机电机冷却方案提供了思路。     

气悬浮冷水机组热力循环特性研究

冷水机组广泛应用于大型建筑、工业制冷等领域,采用气体轴承的离心冷水机组因其高效、可靠、紧凑等优势,成为重要研究方向。系统中的轴承供气、高速电机冷却过程使系统循环更为复杂,分析系统热力循环及变工况运行特性是系统设计及优化的前提。考虑了轴承供气及电机冷却过程,建立了带经济器的气悬浮冷水机组的数学模型,分析了系统热力学参数变化规律,结果表明：蒸发温度升高时,系统COP增大而?效率减小,系统COP和?效率随着冷凝温度的升高而降低。随着冷却电机负荷的增大,系统COP和?效率均减小。系统的总?损主要来源为冷凝器和蒸发器,两者占为61.9%。     

可调导叶对气悬浮离心压缩机及系统性能影响研究

离心压缩机作为离心式冷水机组的核心设备,被广泛应用于大型制冷空调系统、工业制冷等领域。由于气悬浮轴承具有成本低、无需主动控制等优点,使气悬浮离心式制冷压缩机成为近年研究热点及重要发展方向。针对气悬浮双级压缩制冷系统,建立了离心压缩机模型,且在第一级压缩机进口安装可调导叶,通过CFD的方法,模拟了变导叶开度下压缩机及系统性能。结果表明,采用可调进口导叶能够改善压缩机内部流场,导叶开度为正时,压缩机的喘振流量以及最高效率点的流量向小流量方向偏移,反之则向大流量工况偏移。蒸发温度相同、压缩机出口流量固定时,不同导叶开度下系统的COP随中间补气量的增加而降低,导叶开度改变了压缩机工作压比,进而间接影响系统工况及COP。不同导叶开度下系统的COP随工作压比的增加而降低,当工作压比小于2.4时,导叶开度为20°时系统的COP最高。     

导弹端头再入大气层温度场数值模拟

飞行器再入大气层的过程,表面由于受到气动加热的作用将承受很大的热负荷,因此对端头材料的高温力学性能提出了较高要求。现行的较为有效的方法中采用了ZrO_2陶瓷材料作为导弹端头的涂层。本文对氧化锆导弹端头陶瓷制件进行了特殊条件下的数值模拟,提出了一种在特殊热负荷条件下具有三个相变点的氧化锆端头制件的温度场数值模拟方法,与此同时采用ANSYS建模进行了同种条件下的有限元分析。研究表明,本文中进行的两种假设均与ANSYS模拟的结果较好匹配。     

不同制冷剂对气悬浮压缩机电机冷却及系统性能的影响

电机冷却是保障气悬浮离心制冷压缩机可靠运行的关键。本文建立了气悬浮离心制冷压缩机的数学模型，分析了不同制冷剂(R134a、R1234yf、R1234ze(E))对电机冷却过程和制冷系统性能的影响。研究结果表明：采用R1234ze(E)时电机内部温度最高，电机永磁体最高温度比采用R134a和R1234yf时高60～90℃;采用3种制冷剂时电机的绕组平均温度均随冷却入口温度的升高而降低；采用R134a和R1234yf时永磁体最高温度均随冷却入口温度的升高而降低，采用R1234ze(E)的永磁体最高温度随冷却入口温度的升高先增后降，在冷却入口温度约为25℃时最高。冷却入口温度每上升4.5℃,电机冷却回路的出口干度下降约3%～5%。带电机冷却支路的系统与传统系统相比，电机温度可以控制在更安全的运行范围之内，但采用R134a、R1234yf、R1234ze(E)的系统COP分别降低1.23%～1.82%、1.23%～1.65%、1.14%～1.17%。