试验研究

  • 漂浮取水泵内部流场的数值模拟及性能试验

    张世富;吴杰;张起欣;张冬梅;王铭;

    为了研究漂浮取水泵内部流场分布规律,基于Pro/E建立了内部流场模型,利用FLUENT对内部流场进行了数值模拟,得到了压力、速度分布规律以及外特性曲线,并结合性能试验,对数值模拟进行了验证。结果表明:漂浮取水泵存在无过载的功率曲线及高效区较宽的效率曲线;叶片旋转中心受静压较边缘低;旋转叶片速度较大;在额定流量工况下,叶轮具有较均匀的速度和流场分布规律;性能试验验证了数值模拟的正确性。研究结果为掌握泵的内部流场分布规律、改善泵的水力特性、提高泵的效率提供一定参考。

    2016年09期 v.44;No.531 1-6+15页 [查看摘要][在线阅读][下载 2097K]
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  • 多翼离心风机叶轮的正交设计与试验分析

    何立博;姜涛;李志峰;王军;

    风机叶轮是吸油烟机的核心部件,每次吸油烟机的更新换代都离不开多翼风机叶轮结构改型,因而对叶轮结构参数的优化对吸油烟机的风量、风压等性能指标的改善提升有着重要意义。本文利用CFD方法结合正交表对吸油烟机用多翼叶离心风机叶轮的关键参数进行优化,计算了多个工况点的值,并且将仿真结果与试验结果进行了对比,验证了模型的可靠性,为后续方案改进评估提供依据,随后以全压为优化目标,选定叶轮4个关键参数,并利用正交法生成了叶轮参数组合,通过仿真计算及对结果的极差法分析,得出了相对最优组合,绘制了P-Q曲线,并且加工了优化前后的实物叶轮,进行了风量风压测试,测试结果与仿真结果趋势一致,整体性能数据比较吻合,达到了既定的优化目标,同时验证了仿真结果的可靠性。本研究方法可快速准确获得最优方案,对类似产品的设计具有借鉴意义。

    2016年09期 v.44;No.531 7-11+30页 [查看摘要][在线阅读][下载 696K]
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  • 双螺杆制冷压缩机性能影响因素的试验研究

    刘华;张天翼;

    对双螺杆制冷压缩机的转子啮合间隙、内容积比、注油量以及吸气流速等进行试验研究,得出了性能随间隙、内容积比、注油量、流速等变化的关系。研究结果表明,在一定运行范围内,啮合间隙增加0.01~0.02mm,性能下降1.5%~3%;制冷工况下内容积比选在2.6、吸气流速在9m/s时,压缩机能够获得较好的综合性能;回油量达到吸气质量流量的3%时性能最佳。

    2016年09期 v.44;No.531 12-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 593K]
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设计计算

  • 几种典型物质在密封材料中扩散的分子动力学模拟

    李坤;李雪斌;尹存涛;

    应用分子动力学理论,选择COMPASS力场,对密封材料与水、甲烷、乙醇、丙烷等4种典型小分子介质的相互作用特性进行模拟。通过对4种物质在丁腈橡胶体系中的分子动力学计算,得出了各自的均方位移及4种介质在丁腈橡胶中的扩散系数。研究结果表明:密封丁腈橡胶本身存在极性,扩散系数的大小与材料本身结构有复杂关系,对摩尔质量大、无极性、无机物的分子阻隔性较好。

    2016年09期 v.44;No.531 16-19+52页 [查看摘要][在线阅读][下载 733K]
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  • 基于NUMECA数值模拟的离心风扇设计

    王瑞;冯朝卿;王义春;

    利用NUMECA软件对某型离心风扇进行仿真,并结合试验结果进行对比,验证了该模型的准确性。改变该离心风扇部分尺寸参数,设计了新风扇。并利用NUMECA软件对原风扇及新风扇进行性能仿真。结果表明:基于NUMECA的数值模拟可以对离心风扇进行准确的描述;对比风扇主要性能参数可知,新风扇与原风扇相比相同质量流量下静压提高了约2%,性能优于原风扇。在此基础上通过仿真模型计算得出新风扇不同转速下的静压、功耗、效率等性能参数,这为风扇工作点的选取提供了重要依据。

    2016年09期 v.44;No.531 20-24+76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1348K]
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  • 混流式核主泵叶轮叶片厚度分布规律对能量性能的影响

    杨敏官;李玉婷;倪丹;李长军;

    采用数值计算方法,开展混流式核主泵叶轮叶片自前盖板至后盖板方向厚度分布规律对能量性能影响的研究。通过对5种具有不同厚度分布规律叶片的叶轮进行比较分析,探索最佳叶片厚度比值和其对叶片表面静压力分布规律的影响。结果表明:当叶片后盖板处厚度与前盖板处厚度比值L=1.5时,叶轮的水力效率达到最高,当L=1.25时叶片做功能力低,叶轮内能量损失大,水力效率较低;在小流量工况下,随着比值L的增加,相同流量下扬程和水力效率都随之升高;在大流量工况下,扬程和水力效率都随着L的增大而降低;叶轮流道内压能沿着前盖板至后盖板方向增大并且最大压能位置向中间移动。

    2016年09期 v.44;No.531 25-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1935K]
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  • 斜盘式空气压缩机压缩与膨胀热力过程的数值分析

    闫扬义;苏智剑;朱惠玉;张涛;邱天;

    根据斜盘式空气压缩机的运动特性和变质量系统热力学的基本原理,建立了斜盘式空气压缩机伴有气体泄漏和不稳定传热耦合作用影响的气体压缩与膨胀热力过程的数学模型,采用四阶龙格库塔法对其进行求解,得到了斜盘式空气压缩机工作过程中气体质量、压力与温度随主轴转角的变化曲线,并分别分析了气体泄漏、不稳定传热及其耦合作用对气体压缩与膨胀过程的影响,为斜盘式空气压缩机的设计与应用提供了参考。

    2016年09期 v.44;No.531 31-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 445K]
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技术进展

  • 旋流泵的研究现状及发展趋势

    权辉;傅百恒;李仁年;张涛;韩伟;李瑾;

    旋流泵的无堵塞特性使得其在化工、制药、造纸以及污水处理等行业中得到了广泛的应用。本文对旋流泵的基本工作原理和内部流动特性进行了分析,总结了国内外旋流泵的研究历史及目前研究现状,结合各国学者提出的几种经典的流动模型,由此给出分析旋流泵设计中存在的问题,为今后一个阶段内旋流泵的研究热点和发展方向提供参考。

    2016年09期 v.44;No.531 36-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 461K]
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应用技术

  • 离心压缩机叶轮冲蚀磨损的动力特性研究

    徐文汗;李剑峰;刘子武;贾秀杰;

    为研究固粒冲蚀磨损对离心压缩机叶轮动力学特性和结构强度的影响,建立磨损损伤的叶轮的三维模型,并采用有限元方法,对有无离心预应力状态下原始叶轮和损伤叶轮的固有频率和振型进行提取,对叶轮共振特性进行研究,对因材料流失而造成的叶片强度、刚度变化进行了分析。研究结果表明:因冲蚀磨损引起的叶片局部减薄对叶轮整体振动特性影响不明显;叶轮在工作转速下其第6,7阶共振裕度较小;冲蚀磨损损伤的叶片存在应力集中和刚度降低的现象。

    2016年09期 v.44;No.531 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1319K]
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  • 一种基于活塞杆动态能量指数的故障监测诊断方法

    王庆锋;董良遇;张赟新;张锋;张进杰;

    活塞杆是往复机械核心运动部件,在大载荷气体力、往复惯性力作用下易发生疲劳断裂,进而导致活塞撞缸、压缩介质外泄、着火爆炸等恶性事故发生。活塞杆运行状态的有效监测是避免恶性故障发生的关键。本文基于在线监测系统数据提取了活塞杆轴心动态能量指数,用以评价活塞杆实际运行状态,通过实测活塞杆纵向与横向位移信号,计算活塞杆轴心运行轨迹,获得轴心在纵向与横向上的瞬时运动能量,结合常规活塞杆位移监测信号,可对典型的磨损故障、松动故障与断裂故障进行故障预警。实际故障案例数据验证了本文方法的有效性。

    2016年09期 v.44;No.531 47-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 382K]
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  • 压载水过滤器流场压降模拟分析

    徐莉萍;马志勇;南晓青;

    采用CFD软件对流体通过压载水过滤器的压降进行模拟分析,为产品的结构性能优化提供必要的理论依据,以节省产品研制成本。通过Analysis对其内部流场进行了建模、运算,应用多孔介质理论简化过滤器的实体建模保证计算结果准确性。对仿真数据与试验数据进行了对比分析,结果表明仿真结果有效,对国内船用海水过滤器的设计开发有一定的参考价值。

    2016年09期 v.44;No.531 53-56+35页 [查看摘要][在线阅读][下载 756K]
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  • 一种低比转数耐磨离心泵水力模型的研究

    于海力;邓晶;

    速度系数法是设计离心泵过流部件的常规方法,建立在前人大量的数据统计基础上,形成了一般系数选取规律,它适用于普通离心泵设计。但对于低比转数离心泵,改变叶片出口角度等设计参数时,原有统计数据不再有效,需要探索新的设计规律。本文提出一种新的低比转数离心泵水力模型应用于耐磨泵设计,做了几个应用案例,通过水力试验结果并辅以CFD计算验证,确定了该水力模型对应的速度系数,充实了离心泵设计水力模型库。

    2016年09期 v.44;No.531 57-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 709K]
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制冷空调

  • 小型制冷系统制冷剂充注量的试验研究

    殷秀娓;王文;

    制冷剂充注量是制冷系统中影响系统性能的关键物理因素之一。在目前的仿真模型中,由于两相区有效面积计算和空泡系数模型选择的复杂性,很难对换热器中的制冷剂充注量进行准确的计算。本文使用快速关断技术(QCVT)试验测试方法,选用一台2k W小型热泵家用机(含有翅片管蒸发器和冷凝器)和一台25k W单冷轻型商用机(含有微通道冷凝器和翅片管蒸发器),在不同的系统运行工况下,对换热器中的制冷剂质量进行测试。试验结果表明,数据可靠性较好。制冷剂质量在系统中的分布与换热器的类型及内容积大小有很大关系,冷凝器内容积小的系统对工况变化的敏感度更高。测试结果对仿真模型的性能和空泡系数模型验证有指导意义。

    2016年09期 v.44;No.531 61-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 926K]
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  • 内蒙地区垂直地埋管蓄热过程土壤温度的变化特性

    吴晅;刘卫;金光;武文斐;

    给出了内蒙地区土壤温度计算式,通过计算获得该地区地表以下20m处土壤温度年波动范围为0.0483%。本文针对土壤蓄热过程建立了二维非稳态传热物理数学模型。基于有限元分析法对内蒙地区热泵长期(90天)连续蓄热过程进行了模拟研究。分析了钻孔口径、回填材料、地埋管管径及热流密度等因素对蓄热过程土壤温度特性的影响。研究表明:热泵长期连续运行会导致地埋管附近土壤出现热堆积不利于蓄热。热流密度、地埋管管径对土壤温度场和热作用半径影响较大;钻孔口径、回填材料对其影响较小;钻孔间距应保持在6.5m以上。研究结果对内蒙地区太阳能-地源热泵系统相关参数的设计具有重要指导意义。

    2016年09期 v.44;No.531 67-72+66页 [查看摘要][在线阅读][下载 943K]
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  • 热管废热溴化锂发生器内泡沫金属填充长度的模拟研究

    崔海亭;赵华丽;刘东岳;

    针对相同热管管径及蒸发段长度且不同泡沫铜填充长度的6组热管发生器进行了数值模拟,得到热管内蒸汽的体积分数及出口处的温度。通过Origin拟合得到了吸热量与泡沫铜的填充长度的关系式,并通过MATLAB的黄金分割法确定了最优填充长度。结果表明,当泡沫铜的填充长度为344mm时,其强化传热效果最好。研究结果为基于泡沫金属的热管换热器的优化设计提供了重要理论依据。

    2016年09期 v.44;No.531 73-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 360K]
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  • 改进控制器在多能互补供暖系统中的应用

    郝红;于国鑫;薛翔远;

    为缓解能源危机、综合利用能源、提高能源利用效率,研究了改进算法后的PSO-PID控制器在太阳能-燃气热泵与热网互补供热系统中的作用。构建太阳能-燃气热泵与热网互补供热仿真模型,并对加入改进控制器前后系统的运行特性进行对比。结果表明:加入改进控制器减弱了互补供热系统的滞后性,使得用户的室温更加稳定舒适;其运行过程中的各项参数都得到了较好的控制;热泵机组的COP从3.94上升到4.87,PER从1.62上升到2.25;系统在整个供暖季所消耗的标煤量仅为采用传统控制器下的93%;更好的提升了互补供热系统的性能,并使其在整个供暖季可以更加高效、稳定地运行;更好地提升了互补供热系统的性能,并使其在整个供暖季可以更加高效、稳定的运行。

    2016年09期 v.44;No.531 77-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 520K]
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  • R417A喷气增焓热泵热水器低温环境下的变流量特性分析

    藕俊彦;王芳;余大维;汪涛;陈红群;

    主要研究了R417A在喷气增焓空气源热泵系统中的替代应用,重点分析了低温环境下R417A替代R22的可行性。在对带闪蒸器的涡旋式压缩机喷气增焓热泵系统的热力学分析基础上,通过试验测试确定了R22和R417A 2种制冷剂在系统中的最佳充注量,随后在热水器一次加热循环条件下改变电子膨胀阀的开度以实现对循环补气量和系统流量的调节,分析了R22和R417A 2种系统在标准工况(20、15℃)、冬季工况(7℃、6℃)及低温工况(-7℃、-8℃)下的制热量、COP、吸排气压力及补气压力等试验数据,得出结论:喷气增焓空气源热泵系统处于最佳状态时,Pm≈(PePc)1/2;环境温度越低,R417A替代R22的优势越明显,即R417A更适合在低温环境下替代R22。

    2016年09期 v.44;No.531 82-87+46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1219K]
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