试验研究

  • 等-变环量设计叶片轴流风机性能研究

    王思杰;梁迪;闫乐;李意民;冯非凡;周忠宁;孙子钦;

    为了进一步优化传统低压轴流风机性能,提出了一种等环量设计与变环量设计结合的新型风机叶片设计手段——等-变环量设计,试验测试了等-变环量前掠叶片的性能参数,并采用数值模拟的方法详细地验证了本方法所设计出叶片的性能与内流特征。数值研究结果表明,相比于传统扭叶片,等-变环量设计方法对低压轴流风机前掠叶片的气动性能优化更加明显,设计工况下全压可提升4%;等-变环量设计使整体流域的轴向速度增大2%,改善了整体流动情况。

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  • 新疆油田稀油乳状液高频脉冲低温电脱水可行性试验

    王梓丞;沈晓燕;陶小平;袁亮;张永虎;马俊章;

    随着新疆油田进入开采中后期,原油采出液性质日趋恶劣,电脱水技术面临脱后含水高、能耗增加、操作不稳等诸多问题。为探索适用于现场的高效低耗电脱水技术,在对原油粘温特性、密温特性和界面张力等性质全面测定的基础上,基于高频脉冲电聚结技术,开展新疆油田二厂81~#原油采出液低温电脱水试验。结果表明,电压幅值为4 kV、频率为5 kHz、脉宽比为0.5、操作温度为35 ℃、脱水时间60 min时,原油脱水效果最优,脱后含水率可降至0.5%以下,符合外输要求。研究结果为油田原油采出液低温电脱技术的实现提供了重要参考价值。

    2020年07期 v.48;No.577 7-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
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设计计算

  • 钻井泥浆罐自动化清洗与回收成套设备研制

    庞雷;王永强;鲁飞;巴胜富;韩彩红;曲玉栋;

    泥浆罐在使用过程中,泥浆容易产生沉积,出现罐容降低、影响新浆品质等问题,必须定期清洗。给出泥浆罐机械清洗的工艺流程,泥浆罐沉积物在射流冲击作用下破碎、溶解,经抽料回收模块抽出,输送进入泥浆分离模块,在重力式斜板沉降和离心式分离的共同作用下,实现沉积物减量回收。针对关键设备喷枪的设计中引入空化射流,提高射流打击力和有效射程,并且针对不同罐型设计不同摆动角度的喷枪,实现喷枪射流在罐内的全覆盖。特殊设计了斜板沉降系统,给出了斜板沉降器的结构和参数,确定了斜板面积和数量,计算了布水穿孔花墙孔口面积和数量,实现沉积物大流量下的快速分离。在实际工程应用中完全替代人工清罐,并达到环保和沉积物减量回收的目的。

    2020年07期 v.48;No.577 12-15+21页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
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  • 基于CFturbo和SolidWorks的螺旋离心泵设计方法研究

    袁丹青;王玉帛;丛小青;

    螺旋离心泵是一种防堵塞性能优秀、高效区宽广以及功率曲线平坦的单叶片杂质泵,主要应用于食品输送、污水处理和制浆造纸领域。但目前该泵设计方法尚不成熟,较为依赖设计者的设计经验,同时传统的螺旋离心泵水力模型设计方法和绘制过程较为陈旧,这也造成该种泵设计效率普遍不高,设计成本较大。因此本文通过研究现有螺旋离心泵的设计方法,对现有经验公式进行修改,并使用CFturbo和SolidWorks相结合的方法对螺旋离心泵水力模型进行开发。该方法能够明显简化设计流程,且设计出的泵水力性能较好,数值计算显示,该方法设计的比转速为145、包角为600°的螺旋离心泵优化后设计工况点的水力效率达到73.83%,最佳工况点的水力效率达到75.95%。

    2020年07期 v.48;No.577 16-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
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  • 往复制冷压缩机气缸内流场特性分析研究

    鲍怀谦;张冬鸣;张重;甘信伟;常羽宁;魏国;

    往复制冷压缩机其空间封闭,内部零部件数量较多,分布复杂,结构紧凑,因此,现实中通过试验方法很难获得气缸内流场特性。CFD软件是利用计算机和数值方法对流体力学问题进行数值计算模拟很好的工具,可以通过动网格设置,阀门EVENTS事件设置,实现往复压缩机4个工作过程连续瞬态模拟。最终获得压缩机气缸内部流体的流动状态变化、气缸内流体压力脉动值随曲柄转角的变化。为进一步研究因压力脉动、速度脉动引起的压缩机吸排气噪声提供了理论依据。

    2020年07期 v.48;No.577 22-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
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  • 方形旋风分离器数值模拟研究

    相国林;马良;吴祖明;王黎望;

    针对圆形旋风分离器空间利用率不高,安装后密封性能低等问题,提出一种柱锥式方形旋风分离器,并通过数值模拟对其流动特性、分离性能的影响机理进行研究。采用雷诺应力模型(RSM)和随机轨道模型(DPM),重点分析了该结构方形旋风分离器不同流量下流场压力分布和速度分布,及颗粒入射位置对颗粒运动轨迹的影响。结果表明:该结构旋风分离器流场特征与圆形旋风分离器近似,存在对分离性能有较大影响的二次流。在分离效果损失不大的情况下,在空间利用和安装排布上有明显优势。

    2020年07期 v.48;No.577 27-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
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  • 空天用泵轻量化的齿廓逆向设计方法及高形技术

    刘萍;

    为进一步提升空天用齿轮泵的容积效率及其轻量化。在现有渐开线齿廓的基础上,基于少齿数无根切加工方法,采用先极限后高形、先间接参数后基本参数的齿廓逆向设计方法,将高形齿廓分为高形无啮合、双齿啮合、单齿啮合的3大区域,并给出相应的参数化坐标方程;针对齿顶角2°、重合度1.1、齿数8的案例参数,展开极限转子、高形转子的形状系数和容积利用系数的计算与比较;且就高形齿廓的无啮合过渡曲线,给出了相应的改进措施。结果表明:极限齿轮的节圆压力角、齿顶压力角、形状系数、容积利用系数分别为23.37°,40.83°,1.213,0.391;高形齿轮的则为23.37°,44.33°,1.283,0.447,容积利用系数增效14.32%;高形无啮合齿廓、高形点与对偶转子上的基点、过渡曲线均会发生、可能发生干涉,提出避让用过渡圆弧的新方案,既能避免干涉又能简化加工。研究为其它泵类转子的轻量化设计,提供一种逆向的设计方法及进一步的高形技术。

    2020年07期 v.48;No.577 33-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
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  • 热泵用涡旋压缩机补气位置特性研究

    张辛辛;苏林;李康;方奕栋;余军;孙寒晴;

    针对热泵空调用涡旋压缩机的补气增焓技术的研究与应用,对补气增焓涡旋式压缩机的补气孔位置进行了理论研究。结果表明:相对于无补气过程,有补气过程的制热量和能效比增加,排气温度下降,排气压力上升。在所选计算工况下,与无补气热泵系统相比,补气位置在吸气腔时能够获得最大的制热量增量,补气位置在吸气腔和压缩腔时能够获得最大的EER增量,补气位置在吸气口和压缩腔时能够最大限度的降低排气温度。

    2020年07期 v.48;No.577 38-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
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  • 新型离心萃取机转子支撑结构设计与振动特性分析

    朱碧肖;张德友;刘呈启;李传祥;

    为研究新型离心萃取机的振动特性,参考离心机临界转速计算方法,给出转子上下支撑结构离心萃取机和转子上悬支撑结构新型离心萃取机的临界转速计算方法,并以转鼓直径为800mm的大通量离心萃取机为例进行计算。经计算,转子上下支撑结构离心萃取机的轴系为刚性轴,而新型离心萃取机的轴系为挠性轴,新型离心萃取机升速或降速过程中会经过共振区,通过采取设置变频器的跳跃频率和跳跃范围,并且机器底部增设液态阻尼隔振器的减振措施,能够减小和消除振动,使机器安全平稳运行。

    2020年07期 v.48;No.577 45-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
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应用技术

  • 流固耦合作用下空间导叶式离心泵叶轮湿模态分析

    刘迎圆;宫建国;徐颖;戎程锦;王乐勤;

    研究流固耦合作用下流体机械叶轮的湿模态分析,对避免水泵共振和保证水泵的安全运行具有重要意义。本文以某空间导叶式离心泵为研究对象,运用ANSYS Workbench软件,研究了叶轮部件在空气和水环境中的干湿模态特性,分析了流固耦合作用对叶轮部件固有频率和模态振型的影响。同时,结合流体机械动静干涉的原理,讨论了离心泵叶轮的共振特性与原因。研究表明:在水体附加质量和附加阻尼的作用下,叶轮各个阶次的固有频率大幅降低,模态振型的幅值受到水体的抑制作用有所降低;水环境下叶轮降低的固有频率与激振力频率不再相近,进而抑制了叶轮共振模态的激发;叶轮在不同流体环境下的固有频率与流体声速密切相关,声速越低,固有频率越小。

    2020年07期 v.48;No.577 50-56+65页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
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  • 水力透平水动力学设计及性能预测

    苏婷;熊朝坤;余波;

    针对我国南方某水电站技术供水系统中因采用减压阀造成的能量损失问题,采用水力透平进行能量回收。利用Cfturbo对泵的高效设计优势,按水力透平设计工况对应的泵工况进行水动力学设计。在此基础上应用ANSYS CFX对所设计的水力透平进行了性能预测。结果表明,水力透平水力性能达到了预期目标。

    2020年07期 v.48;No.577 57-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
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  • 基于PSO算法的滑片-滑槽摩擦模型的参数识别分析

    韦为;耿葵花;李辛沫;王少伟;张通;耿爱农;

    以滚动活塞压缩机滑片为研究对象,建立了滑片与滑槽的LuGre摩擦模型。将不同稳态速度下的摩擦力值利用自适应权重粒子群优化算法进行分析,对摩擦模型的静态参数进行识别,对不同预滑移阶段的摩擦力值进行分析,实现摩擦模型的动态参数识别,最终获得一种能够表征滚动活塞压缩机滑片周期性变化摩擦的LuGre摩擦模型,并对模型的准确性进行了验证,为分析滑片与滑槽的摩擦特性提供了依据。

    2020年07期 v.48;No.577 61-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
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制冷空调

  • 基于双蒸发温度的户式化冷水机组运行特性试验研究

    李钊;杨尚卿;张蕾;刘春慧;陈剑波;顾娟;

    针对小型户式化建筑中湿度主动控制缺失的问题,本文提出可用于温湿度同时控制的基于双蒸发温度的新型冷水机组,提供高、低温冷冻水,以实现室内温湿度同时控制。通过试验探究了机组在改变室外温度条件下的运行情况特性,试验结果表明:夏季变工况下机组供水温度为18.8 ℃和7.8 ℃,过渡季节变工况下的供水温度为18.6 ℃和6.4 ℃,说明新型冷水机组可以稳定提供2种不同温度的冷冻水,压缩机能效比为3.1和5.1,冬季变工况下的供水温度为34.8 ℃和36.4 ℃,压缩机能效比为4.5,可以满足高低温侧板式换热器供回水温需求,运行稳定。因此,该新型双蒸发温度的冷水机组可行,并在中小型建筑的用于温湿分控系统应用中具有潜力。

    2020年07期 v.48;No.577 66-71+26页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
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  • 某直升机蒸发循环制冷系统的风道试验研究

    朱珍昱;高秀峰;李建杰;

    基于汽车空调技术,本文通过地面试验对拟开发的某型直升机蒸发循环制冷系统进行了总体分析、换热器选型和风机选型,并按照1:1的比例搭建了直升机空调蒸发器和冷凝器风道的地面实验台,试验结果表明:在给定风道通流面积时,冷凝器排风口增设引风管可提高风道风量5%,且风量受入口通流面积的影响更大;冷凝器在相同迎风面积下,厚度增加1倍风量仅降低13%~15%,在迎风面积减少33%时风量仅降低11%~12%;蒸发器配套风机供电占空比不应低于40%;在蒸发器组件中送风管可将风量减少54%,应尽可能缩短蒸发器送风管长度。

    2020年07期 v.48;No.577 72-76+88页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
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  • 基于粗网格CFD模拟方法的室内空气污染物实时寻源反计算研究

    范雪妮;王海东;胡毅冰;

    室内空气污染泄漏等事件中,及时定位污染源所在的位置,对于消除污染的影响将产生极大的帮助,联合概率法结合CFD模拟获得的气流组织数据在污染物寻源反计算中被广泛应用。对非稳态气流问题进行污染物寻源反计算时,为准确定位污染源的位置,通常采用CFD网格无关解获得流场数据,但计算周期长,无法实时寻源定位。本文以典型的办公室为例,利用不同网格数量获得的气流场进行寻源反计算,发现粗网格模型可以精确定位污染源位置,其速度场也与CFD网格无关解的十分相似,表明粗网格在非稳态气流场中可以准确定位污染源的位置,同时相较于网格无关解提升了70%以上的时间,提高了定位的速度,可以实时寻源定位,为后续救援赢得宝贵的时间。

    2020年07期 v.48;No.577 77-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
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  • 小管径水平圆管管外冷凝传热数值分析

    贾利梅;

    设备小型化发展的不断深入和高热流密度换热的需要促使了具备更高换热性能的小管径冷凝换热的研究。基于Nusselt膜状冷凝传热理论,构建了水平圆管从管外冷凝换热直到管内对流换热的计算模型和程序,并借助已有文献的试验结果完成了计算模型和程序的校验。随后,文章重点探讨了水平圆管管外冷凝换热的热阻分布,揭示当前管外冷凝换热热阻在单管整体换热热阻中所占比重较小的事实。通过进一步计算和比较本文认为,管外冷凝换热系数适度的退化对小管径水平圆管的整体换热影响较小,并不能改变小管径管外冷凝换热的优势。本数值分析可为小管径壳管换热器的研制以及微小管径冷凝换热试验的设计提供理论支撑。

    2020年07期 v.48;No.577 84-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 0]
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