试验研究

  • 叶轮口环间隙对离心泵性能和振动影响的试验研究

    崔哲;赵存生;魏云毅;

    为探究离心泵的性能和振动的变化情况,在闭路试验台上对7对等间距变化的口环间隙进行试验,试验数据表明,随着口环间隙的增加,同流量下的扬程下降,扬程流量曲线的峰值在变小;在低流量区,口环间隙的增加导致功率的升高,在高流量工作区,功率趋于一致;通过不同口环间隙下振动的功率谱对比,发现由回流冲击引起的0.5 Hz处的振动与口环间隙有关,而且由于回流对前、后口环振动响应并不同步,0.5 Hz处峰值并非单调变化;间隙改变叶轮盖板上的静压分布引起轴向力的变化,导致210 Hz处的轴频振动强度的起伏;在叶轮转频对应于功率谱280 Hz处的峰值随着间隙增加,呈下降趋势;流体振动带来的300~500 Hz处的多个谱峰,随间隙增加,振动能量逐渐往高频移动。

    2020年01期 v.48;No.571 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1325K]
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  • Y4-73离心通风机叶轮的高比转速优化设计研究

    李轩;王维;卢金玲;罗兴锜;

    为了提高Y4-73离心通风机在大流量工况运行时的气动性能,在原通风机蜗壳不变的基础上,优化设计了一种高比转速叶轮,结合试验和数值模拟对其气动性能进行分析并研究了3种不同叶型对该风机性能的影响。研究结果表明,与改进前相比,高比转速离心通风机最高效率点向大流量工况偏移,虽然风机最高效率点的效率较原风机降低了3%,但在实际应用的大流量设计工况下,效率提升了10%。在此工作点下,改进后的高比转速叶轮与原蜗壳匹配性更好,叶片负荷提高,在靠近蜗舌和叶轮前盘处的流态有较大改善。当风机叶片为板型时,在设计工况下效率较薄翼型风机提升了1%。板型叶轮叶道内的流动分离现象有所减弱,尾迹损失小,叶轮出口气流角较大,使得叶轮出口处有效通流面积增大,从而提升了叶轮的做功能力,同时减小了蜗壳内的流动损失。

    2020年01期 v.48;No.571 7-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1804K]
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  • CTAB表面活性剂脉动热管性能研究

    龚志明;王瑞祥;邢美波;

    以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)阳离子型表面活性剂水溶液为工质,对不同浓度的CTAB表面活性剂水溶液脉动热管的启动过程、温度振荡曲线、及传热特性进行了试验研究,并与去离子水进行对比。结果表明:随着表面活性剂浓度的增加,脉动热管的启动时间先增加后减少。浓度为0.25%的CTAB水溶液启动时间相比去离子水减少28.5%。高加热功率下,高浓度CTAB水溶液(≥0.125%)脉动热管在稳定运行阶段温度振荡幅度明显减小,且蒸发段运行温度相比去离子水降低20%。CTAB对脉动热管传热强化作用与加热功率密切相关。低加热功率下(≤40 W),CTAB表面活性剂的添加增大了传热热阻;高加热功率下,高浓度CTAB脉动热管的传热热阻明显降低。对于浓度为0.25%的CTAB水溶液脉动热管,当加热功率从20 W升高到100 W时,热阻从1.73 K/W降低到0.3 K/W,减小了83%。

    2020年01期 v.48;No.571 14-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1325K]
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设计计算

  • 轻型化工渣浆泵叶轮轴向间隙泄漏流及磨损特性分析

    安一超;张人会;李维;孙鹏程;李家虎;

    针对渣浆泵的泵腔及叶轮磨损问题,基于DPM模型对LCF100/350型化工渣浆泵叶轮轴向叶顶间隙泄漏流及磨损特性进行数值分析。在清水介质条件下对泵轴向叶顶间隙泄漏流结构及泵外特性进行模拟,并与试验结果进行对比分析;固液两相流分析中液相采用k-ε Realizable湍流模型,固体颗粒相采用离散相模型,分析了叶轮轴向叶顶间隙处固液两相流场分布及其前泵腔磨损特性。分析结果表明:叶轮轴向叶顶间隙泄漏流与主流相互作用,在叶轮流道内产生泄漏涡;泵体磨损强度分布呈螺旋线分布,与实际的泵体磨损情况完全一致。研究结果为渣浆泵的磨损特性的优化提供了理论依据。

    2020年01期 v.48;No.571 21-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1866K]
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  • 制冷压缩机电机转子不平衡电磁力计算与改善

    张申;王孚懋;张玉环;张娜;徐基超;

    在旋转式压缩机的装配过程中,电机一般采用悬臂梁式安装方式,会造成转子偏心,电机磁路不对称,产生不平衡磁拉力,进而导致电机转子与定子相互碰撞。以某型号压缩机为例,根据麦克斯韦应力张量法与交流电磁铁理论,建立了电机径向不平衡电磁力计算模型,采用有限元Ansoft Maxwell软件进行仿真。并将径向不平衡电磁力的计算结果输入到有限元软件,根据模拟结果,提出将定子向下移动5 mm的改善方案。经过后期试验验证,改善后的电机不仅不平衡磁拉力有所减小,而且压缩机主要工作性能不会降低。

    2020年01期 v.48;No.571 27-30+20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1205K]
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  • 基于AMESim的工业阀门数字比例调节装置的设计

    徐攀;朱小明;杨丽红;

    为满足对工业蝶阀和工业球阀的精确控制,研制了一种液压控制回路,应用"数字阀+传统液压阀"来实现对其开度的比例调节,解决了液压伺服比例系统调节装置成本高且不易维护的难题。通过AMESim仿真分析,对调节装置的慢关和快关能力进行了验证。

    2020年01期 v.48;No.571 31-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1178K]
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  • 淹没两相射流过程噪声特性数值模拟

    蔡朋;胡秋旭;李伟;邓鹏;王博;秦子明;

    船舶液舱吹除排水是淹没两相射流过程,由于直接向舷外排气,会产生较高的射流噪声,难以通过一般的减振隔振措施进行抑制。深入分析船舶通海系统淹没两相射流过程的噪声特性,有助于控制淹没射流噪声,提高舰船的战斗力和生命力,具有重大的军事意义。本文借助FLUENT仿真软件,采用大涡模拟和FW-H方程对淹没两相射流过程的射流流场和噪声,进行了流场分析和噪声定量计算。计算结果表明,淹没两相射流过程噪声主要受吹除压力和背压的压差影响,压差越大,射流噪声越大;液舱排空后,直接喷射排气产生的射流噪声显著升高;频谱图呈现低频特性,频率主要分布在1 500 Hz以内。

    2020年01期 v.48;No.571 36-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1389K]
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  • Plan54油站的密封腔压力自随动控制技术研究

    戴必柱;高长水;王颐壕;刘壮;

    Plan54油站是双端面机械密封辅助冲洗系统的一种,其作用是为机械密封装置提供清洁且高于密封腔压力的冲洗液。为了达到适当的压力,当前的Plan54冲洗油站通常采用手动调压方式设计,将油站压力设定到一个固定值。但对于有些工况,比如搅拌釜,通常设备的压力变化范围很大,从真空到2,3 MPa甚至更高,每天有数个生产周期,这时手动调压方式难以满足要求。针对该问题,本文就最常见的开式油站的密封腔压力随动控制技术进行了研究和探讨。

    2020年01期 v.48;No.571 42-45+26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1158K]
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应用技术

  • 利用Clark Y构造非对称翼型风机的正向通风性能对比

    王海民;高涌东;胡峰;陈思;

    针对双向通风的工程应用,基于Clark Y标准翼型设计了4种S型非对称翼型并应用至单级可逆轴流风机,通过数值模拟计算及性能试验分析,对比研究了采用不同S翼型的可逆风机仅在正向通风情况下的气动性能。数值模拟结果表明:随着前缘厚度增加,风机进口截面的和叶顶间隙的湍流动能会有所下降,减少了流动损失,而增加尾缘最大厚度会降低叶轮出口流通性能。因此,反映到风机的性能上,在满足逆向通风的流量和静压前提下,增加前缘最大厚度同时减少尾缘最大厚度,风机正向通风时效率及全压会随之发生下降。综合比较而言,本文所研究的运用在正向吹风工况中的4类可逆风机,其中F4性能较优,而F10性能相对最差。

    2020年01期 v.48;No.571 46-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1395K]
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  • 煤化工装置用黑水角阀失效分析及改进技术进展

    陈凤官;王渭;明友;耿圣陶;余宏兵;叶晓节;

    黑水角阀是现代煤化工装置中工况较为恶劣的关键阀门之一。针对黑水角阀使用过程中常见失效形式,分析了阀门失效机理,并从材料、流道结构及工艺流程等3个方面归纳总结了黑水角阀的改进技术现状。经过分析与总结,讨论了目前研究与改进的不足之处:缺乏对介质中固体颗粒特性影响规律的试验研究、未综合考虑经济成本因素等,并指出了未来的研究与改进方向。

    2020年01期 v.48;No.571 53-56+88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1067K]
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  • 基于流量分区的变压力节能集群控制系统分析

    郑传经;昝世超;黄静;林建泉;张欢;张伟;

    冷却源集群系统作为一种高效节能的后台供应系统,在制冷空调大型试验中心的应用日益广泛。针对常规变频恒压供应系统在节能方面存在的局限性,提出一种基于流量分区的变压力节能控制策略,进一步提升冷却源集群系统的节能潜力,并结合工程实例,通过数值仿真对比优化前后的能耗。结果表明,优化后的控制策略全年节能率约为11.1%。

    2020年01期 v.48;No.571 57-61+35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1280K]
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  • 煤炭颗粒对半开式离心泵磨损的数值研究

    闫乐;周忠宁;张森;刘聪;

    煤矿实际生产过程中的煤炭颗粒会对离心泵的叶片造成磨损,并会对离心泵的运行产生较大影响。基于ANSYS CFX软件,结合Euler-Lagrange方法探究额定工况下离心泵内部磨损情况。结果表明:固相的加入,会降低离心泵出口的压力;煤炭颗粒的分布在流道中的分布有一定规律,叶轮进口处压力面和吸力面均有较多颗粒分布;导叶压力面的固相分布明显高于吸力面的固相分布;叶轮压力面根部和导叶的压力面局部磨损较严重。

    2020年01期 v.48;No.571 62-65+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1671K]
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  • 汽车空调润滑油最佳加注量试验方法研究

    陈江艳;杨诚;

    基于压缩机结构特点和润滑油作用机理提出一种标定汽车空调系统润滑油最佳加注量的试验方法,并以某新能源汽车空调系统为例,搭建试验台架进行实践。通过试验台架模拟汽车空调极限工况,测量并统计分析不同加注油量下的吸、排气温度及压缩机储油量,确定该空调系统最佳的润滑油加注量及该加注油量下的润滑油分布情况,为该系统初始加注润滑油及售后维修补充润滑油提供依据,实现汽车空调压缩机工作可靠性和空调系统换热效率兼顾。

    2020年01期 v.48;No.571 66-70+76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1273K]
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  • 基于SET指标与区域划分的地面空调送风优化

    林家泉;孙凤山;李亚冲;

    针对飞机地面空调恒速送风时,所造成客舱热舒适性不佳的问题。构建了Boeing737飞机客舱的CFD仿真模型,验证了所建立的模型的合理性。基于合理的客舱模型,考虑太阳辐射传热的情况下,模拟了客舱内的温度场、风速场,根据客舱内各区域干球温度的差异,对客舱进行区域划分,以标准有效温度(SET)作为客舱热舒适性的评价指标,模拟地面空调不同送风速度下,客舱各区域热舒适性的变化,得出优化后的地面送风区间为[2.0,3.0]m/s满足客舱热舒适性要求。该研究结果为地面空调的送风控制、客舱热舒适性研究和能源节约提供理论依据。

    2020年01期 v.48;No.571 71-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1799K]
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  • 跨季节内蓄冰圆筒装置数学模型及应用分析

    李艺群;黄凯良;关敬轩;张雪萍;孙晓宇;

    利用冬季自然冷源实现跨季节冰蓄冷对于节省夏季空调能耗具有重要价值。本文建立了内蓄冰圆筒装置的传热数学模型,通过离散和迭代进行求解,分析了沈阳市在装置的不同容积和初始温度下,蓄冰时间和蓄冰量的关系;通过拟合得到的幂函数,可计算出在最冷月内完成蓄冰的装置最佳容积为内外径之差0.77 m;选取了其他5个东北城市,分别得出室外温度和风速对蓄冰过程的影响程度,以期对实际设计和应用区域的选定起到一定的理论支撑作用。

    2020年01期 v.48;No.571 77-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1205K]
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  • 多块金属辐射板串联结构冬季供热性能数值模拟及试验研究

    王鑫昊;傅允准;

    采用CFD数值模拟法对多块金属辐射板在串联结构下的换热性能进行了模拟分析,分别研究了金属辐射板进水温度、环境温度对多块金属辐射板串联结构下的平均供热量以及串联结构下每块金属辐射板供热量的变化。采用试验的方法,进行了实际测试,并与模拟结果进行比对。最后研究得出金属辐射板进水温度、环境温度对多块金属辐射板串联结构下的平均供热量和每块辐射板供热量的变化规律。

    2020年01期 v.48;No.571 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1592K]
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