城镇燃气调压器膜片的疲劳寿命分析

基于城镇燃气调压器膜片(以下简称膜片)试样进行力学性能实验,测定试样瞬时拉伸应力应变关系,确定门尼-里夫林(Mooney-Rivlin)模型作为试样的本构模型。通过实验获取试样的最大拉伸应力疲劳寿命曲线。建立膜片三维模型,借助ANSYS软件,利用门尼-里夫林模型,模拟得出膜片的等效应力云图;采用古德曼(Goodman)模型,对最大拉伸应力疲劳寿命曲线进行等寿命条件下的平均应力与最大拉伸应力修正,通过103 333次燃气调压器的启、闭过程的循环模拟,预测3 kPa和10 kPa条件下膜片的易损位置及其疲劳寿命。循环模拟结果表明:压力载荷引起的膜片等效应力在波纹段处最大,膜片波纹段是膜片的主要易损部位。循环前、后,压力载荷为10 kPa时的最大等效应力均是压力载荷为3 k Pa时的最大等效应力的1. 4倍。在压力载荷为3kPa和10 k Pa条件下,循环后膜片所受最大等效应力均是循环前的最大等效应力的2. 5倍。在压力载荷为3 kPa条件下,膜片疲劳寿命为57 066次;在压力载荷为10 kPa条件下,膜片疲劳寿命为33 004次。因此,从安全性考虑,取最不利工况,将该膜片在实际工程应用中的疲劳寿命确定为33 004次,是设计寿命(30 000次)的1. 1倍。     

亚临界流状态下燃气调压器流量系数的计算

介绍GB 27790-2011《城镇燃气调压器》中流量系数计算方法。提出3种亚临界流动状态下流量系数的计算方法:方法1是利用流量系数和形状系数的关系方程求解流量系数;方法2是利用GB/T 17213.9-2005《工业过程控制阀第2-3部分:流通能力试验程序》中试验方法求取流通能力系数,进而换算成流量系数;方法3是利用方法2求取临界压差比,进而获得形状系数,再计算流量系数。进行2个不同类型燃气调压器流量系数的试验,分析3种方法求得的流量系数的相对误差,结果表明:3种方法得到的流量系数的相对误差绝对值均在6%以内,形状系数的相对误差绝对值均在10%以内。方法3得到的流量系数的相对误差绝对值在1.5%以内,形状系数的相对误差绝对值在5%以内。方法3可以将流量系数测试对试验装置流量能力的要求降低50%以上,从而降低测试过程的能耗。     

采用流场分析提高涡轮流量传感器性能的研究

以10 mm口径液体涡轮流量传感器为研究对象,经过对传感器内部流场进行分析,提出通过减小靠近叶片顶端的叶片受力面积,提高传感器测量性能的方法。从对特性曲线的分析出发,结合传感器数学模型,提出了一种利用不同流量点的仪表系数平方差Δ(K~2)评价传感器性能的方法。在此基础上,结合CFD仿真和传感器样机实验测试,研究了不同叶轮叶片形状参数对传感器性能的影响。实验结果表明:改变叶轮叶片形状能有效提高传感器的测量性能,切角参数为0.25时,传感器性能最优;此方法同样适用于其他口径涡轮流量传感器结构的优化。     

气动分置式斯特林制冷机冷热端狭缝换热器的优化设计

冷热端换热器的优化对于提高气动分置式斯特林制冷机的性能至关重要。本文利用SAGE软件对斯特林制冷机进行优化设计,研究了冷热端狭缝式换热器的狭缝宽度、狭缝数量和翅片厚度对制冷机性能的影响。模拟结果表明,适当减小热端换热器的狭缝宽度和数量,可以有效提高斯特林制冷机的性能,冷热端换热器都存在最优的狭缝宽度和数量,同时,冷端换热器没有热端换热器的优化潜力大。     

城镇燃气自力式切断阀的检验和性能分析

阐述自力式切断阀的分类和工作原理,介绍行业标准CJ/T 335—2010《城镇燃气切断阀和放散阀》的检验要求,以某型号自力式切断阀产品为例,详述5项检验项目的检验内容和检验方法——切断压力精度等级试验、响应时间试验、复位压差试验、极限温度适应性试验、耐用性试验,分析各种试验条件对切断阀性能的影响,提出了相关建议。     

平行通道直冷板内R1233zd(E)流动沸腾换热压降特性实验

为研究平行通道直冷板的压降特性对换热的影响,本文对不同质量通量(118～1 300 kg/(m² s))、入口过冷度(2.5～8 K)条件下低压制冷剂R1233zd(E)在平行通道直冷板内的摩擦压降进行了实验研究,分析了单相及两相摩擦压降以及气液相速度的变化规律。结果表明：在制冷剂单相情况下,随热流密度的增加,通道内的摩擦压降先减小后增加。当制冷剂进入两相状态后,摩擦压降随热流密度的增加而快速增长;质量通量的增加会使汽化核心的位置延后,导致摩擦压降变化趋势突变点的出现有所推迟。此外,在高热流密度下,制冷剂液相速度和气液相相对速度均有所增加;相同干度条件下,较高的质量通量使气液相相对速度增加,摩擦压降增速变快。     

导流件和叶轮强作用涡轮流量计的CFD仿真方法

分别采用多重参考坐标系（MRF）方法和滑移网格方法，对导流件和叶轮强作用的涡轮流量计内部流场，进行了计算流体力学（CFD）仿真，并计算了仿真仪表系数。结果表明：采用MRF仿真方法时，仿真模型中导流叶片和叶轮叶片的相对位置对仿真结果有较大影响；采用滑移网格方法对涡轮流量传感器内部流场进行仿真更合理，仿真仪表系数和线性度与实验结果相比更准确。     

平行小通道直冷板传热特性实验研究

作为两相冷却技术的核心部件,直冷板的传热特性越来越受到关注.本文基于泵循环两相流实验系统,设计了一块平行小通道直冷板,直冷板流道区域尺寸为140 mm×50 mm,包含21根通道,通道截面尺寸为1.5 mm×1.5 mm,通道间由0.5 mm厚的肋片分隔.通过改变制冷剂进口温度、流量以及热流密度,分析平行小通道直冷板流...     

采用多通道直冷板的两相循环冷却系统实验研究

本文搭建了以R1233zd(E)为工质的多通道直冷板两相循环冷却系统,并在冷凝温度为10、15、20 ℃,质量通量147~882 kg/(m2?s),热流密度7.73~39.75 kW/m2工况下对系统热力学循环和冷却性能进行实验研究。实验结果表明：质量通量上升,出口制冷剂焓值降低,热流密度上升,蒸发压力与出口制冷剂焓值升高。不同热流密度下冷板壁面温度随质量通量的变化趋势有所不同：当热流密度为7.73 kW/m2时,制冷剂质量通量由147 kg/(m2?s)增至735 kg/(m2?s),最大温差由2.9 K降至1.6 K;当热流密度为39.75 kW/m2时,最大温差由3.6 K增至5.2 K。不同质量通量下,换热系数随热流密度增加有不同幅度的升高：质量通量为147 kg/(m2?s)时,换热系数由1 843 W/(m2?K)增至4 528 W/(m2?K);而质量通量为588 kg/(m2?s)时,在相同条件下换热系数由1 536 W/(m2?K)增至3 569 W/(m2?K)。