试验研究

  • 表冷器微元表面温度法传热计算和试验研究

    章立标;龚程程;

    针对采用盘管表面平均温度进行表冷器空气侧传热性能计算时难以确定干湿工况临界点位置及计算结果偏差的问题,推导了微元表面温度与水温、湿球温度、管内外传热系数等变量之间的关联模拟计算公式,构建了基于微元表面温度的湿工况表冷器传热性能计算模型,并通过对百页窗表冷器样品进行空气侧换热性能试验和数据分析,验证了该计算模型的准确性。结果表明,干工况传热因子jdry随着空气雷诺数Rea的增大而减小,当Rea≤1 401.8时下降速度较慢,之后快速线性下降,拟合计算值和试验值的平均偏差为2.974%。湿工况析湿系数ξ≤1.2时,湿-干传热因子比jwet/jdry随着析湿系数的增大而减小;析湿系数ξ> 1.2时,湿-干传热因子比jwet/jdry在0.69左右,拟合计算值和试验值的平均偏差为4.243%。此外,根据典型工况下表冷器软件计算结果表明,从进风端到出风端,各计算单元的显冷量、显热比逐渐下降,而潜冷量则逐渐上升,微元表面温度与水温间温差逐渐降低,而湿球温度与微元表面温度间温差则逐渐上升。研究结果对表冷器干湿工况临界转换点的判别及空气侧传热传质性能精确计算的深入研究具有一定的指导意义。

    2023年04期 v.51;No.610 1-9+17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1480K]
    [下载次数:75 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 热泵型低温再生转轮除湿新风机组除湿性能试验研究

    宗天晴;傅允准;

    为了解决转轮除湿系统再生能耗较高的问题,利用热泵系统高效集热和热量转移的优势,将热泵系统的冷凝热用于转轮再生,搭建了热泵型低温再生转轮除湿新风机组测试平台,采用试验的方法测试机组的运行状态和除湿性能。结果表明:在除湿量满足要求的前提下,处理风量/再生风量值为1:1最为合适,此时,机组平均总除湿量达到10.4 g/kg,平均总除湿率达到0.62,转轮出口含湿量平均值为6.3 g/kg,除湿转轮的DCOP平均值为1.3,除湿转轮的能量利用率最高,而且除湿转轮承担了机组约58%的湿负荷,而蒸发器则承担约42%的湿负荷,除湿转轮的除湿性能得以充分发挥。研究结果对该系统的进一步研究及工程应用具有一定的参考价值。

    2023年04期 v.51;No.610 10-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1818K]
    [下载次数:246 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:2 ] |[阅读次数:0 ]

设计计算

  • 部分回转阀门填料密封试验装置的设计

    余宏兵;陈凤官;明友;耿圣陶;叶晓节;徐亭亭;王渭;

    针对阀门填料选型计算缺乏依据、填料装配依靠工人经验的问题,通过对填料密封理论进行研究,分析了填料预紧力、填料高度、介质温度对阀杆填料密封性能的影响,设计了一种部分回转阀门填料密封试验装置,能模拟不同介质、不同温度以及阀杆部分回转等真实工况,可准确加载不同的填料预紧力,精确测量阀杆的摩擦力矩,进行填料逸散性检测,并评估阀杆填料密封性能。利用该装置针对柔性石墨填料进行了初步试验研究,实现了径向比压系数R的间接测量,得出轴向预紧力适宜区间为12~20 MPa,验证了装置具有较强的先进性。

    2023年04期 v.51;No.610 18-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1088K]
    [下载次数:148 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:0 ]
  • 适用于孔板送风的孔板阻力特性研究

    季明震;韩宗伟;高波;刘思琦;孔祥杰;李贵;

    为了提高孔板送风房间流场预测的准确性,采用数值模拟结合试验验证的方法,以局部阻力系数为评价指标,分别对不同开孔形状、孔板厚度、孔口直径、开孔率的孔板的阻力特性展开了研究。结果表明:开孔形状对局部阻力系数影响较小,随着当量直径的增大,局部阻力系数略微增加,5种常见开孔形状下的平均局部阻力系数最大值与最小值偏差为4.5%;随着孔板厚度的增大,局部阻力系数减小,孔板厚度在1~3 mm范围内,平均局部阻力系数最大值与最小值偏差为17.8%;随着孔口直径的增大,局部阻力系数增加,直径在4~10 mm范围内,平均局部阻力系数最大值与最小值偏差为15.1%;随着开孔率的降低,局部阻力系数显著提高,且两者之间存在幂函数的变化关系。通过对数据进行分析,得到了适用于开孔率范围为0.01~0.05的孔板局部阻力系数近似计算式,该式为孔板送风房间流场预测提供了一定的数据基础。

    2023年04期 v.51;No.610 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1308K]
    [下载次数:152 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:0 ]
  • 螺旋槽机械密封在气液两相下的工作特性研究

    贾谦;刘晨阳;李思晗;崔展;袁小阳;张国渊;王建磊;赵伟刚;

    为了分析螺旋槽机械密封在气液两相润滑工况下的性能,采用液氮模拟涡轮泵的低黏介质润滑环境,获得了不同试验条件下液氮在两相中的比例k。引入气液时变混合因子λ,建立了λ与两相介质混合密度ρ和混合黏度μ的关系。给出了螺旋槽机械密封的气液两相量润滑计算模型,计算得到了两相润滑时机械密封的开启力F和泄漏量Q,并和试验结果进行了对比,在150~190 s时添加时变混合因子计算方法计算出的开启力和泄漏量较实测数据平均误差分别为6.71%和4.32%。结果表明:考虑两相影响的开启力和泄漏量计算值均小于不考虑两相影响的计算值,且端面液膜气化降低开启力的同时也减小了泄漏量。气液两相量润滑计算模型增加了螺旋槽机械密封性能计算的准确性,研究结果可为两相工况下的机械密封设计及性能优化提供参考。

    2023年04期 v.51;No.610 31-37+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1937K]
    [下载次数:158 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 基于流固耦合的蝶式分离机转鼓振动特性分析

    尹燕乐;许增金;王旭;牛帅豪;

    为了探究旋转流场对碟式分离机转鼓振动特性的影响,以某DHY450型碟式分离机为研究对象,对蝶式分离机转鼓分别进行了干模态分析和单向流固耦合分析,探究了旋转流场对转鼓固有频率的影响。同时,采用控制变量法探究了流体密度及黏度系数对转鼓共振特性的影响规律,并与试验值进行了对比。结果表明:相较于干模态,流固耦合下转鼓的固有频率明显下降,最大差值可达15.8%;对于高转速碟式分离机,转鼓二阶共振频率及振幅均随流体密度和黏度的增大而较小幅度增加。对碟式分离机进行振动特性研究时必须考虑流体影响,而流体密度和黏度的小幅度变化对转鼓二阶共振特性的影响可忽略。研究结果对碟式分离机的设计及振动故障分析具有借鉴与参考意义。

    2023年04期 v.51;No.610 38-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1495K]
    [下载次数:113 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 旋转叶轮动态载荷测量传感器的设计与分析

    杨广胜;杨帅;朱品谕;吴大转;

    针对采用定子式测量方法,测量叶轮动态载荷误差较大、且难以保证叶轮旋转工作状态时的动态特性,设计了一种布置在叶轮和轴间的叶轮动态测量传感器结构,可实现对叶轮轴向力和径向力分量的独立测量。采用有限元分析方法对测量传感器进行了线性分析、谐响应分析以及维间耦合分析。结果表明,传感器结构对轴向力和径向力测量均具有良好的线性度,线性相关系数为1;两测量方向上动态频率响应范围分别达到0~8.5 kHz和0~1.0 kHz;传感器结构具有较小的维间耦合影响。标定试验数据进一步验证传感器应变输出与载荷间的相关系数超过0.99,验证了传感器结构的合理性。论文研究为旋转叶轮动态载荷的测量提供了一种新思路,也为开展叶轮动态载荷传感器的设计提供了理论依据和参考。

    2023年04期 v.51;No.610 44-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1641K]
    [下载次数:85 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 压管式水冷板90°弯管内流动及传热特性研究

    江国栋;孙列鹏;施龙波;金珂安;黄贵荣;吴峥嵘;

    为优化压管式水冷板中弯管结构,并为微小发热电子器件在水冷板上合理的布局提供指导性意见,通过FLUENT软件,采用RNG k-ε模型,对一款应用于射频功放散热的压管式水冷板“D”形直角弯管处流场及热分布进行三维数值模拟,并通过试验对其结果进行了验证。同时讨论了不同弯曲度和雷诺数对流道内迪恩涡结构、流动阻力及传热特性的影响。结果表明:管道弯曲段压力从外壁到内壁呈梯度减小且总压力损失在弯曲度R/D为1.5~2范围内最小。沿弯管流道方向,“D”形弯管中心线两侧形成迪恩涡,在弯管出口90°截面二次流强度最大。在弯管出口段2D~4D范围内对流换热系数达到极大值,线性拟合得到极大值点位置S_2/D与雷诺数Re之间的关系,S_2/D=0.002 9Re-0.114。研究结果可为微小电子发热器件在水冷板布局提供指导性意见。

    2023年04期 v.51;No.610 51-57+90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1917K]
    [下载次数:202 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 冰粒对船用离心泵压力脉动特性的影响

    丁正强;徐立;陈森杨;刘越;熊超;

    为研究冰粒对船用离心泵压力脉动的影响,基于CFD数值模拟方法,采用欧拉-拉格朗日模型对不同冰粒体积分数工况下和不同冰粒直径工况下离心泵的压力脉动特性进行研究。通过试验与仿真结果分析发现:叶轮流道各区域的压力脉动随着冰粒体积分数增加而增加,当冰粒体积分数φ=0.09时,叶轮中部区域的压力脉动变化最为显著;压力脉动随着冰粒体积分数的增加而增加,蜗壳出口处压力脉动变化趋势表现出不明显的异向性;当冰粒直径d=0.5mm时,叶轮中部区域的压力脉动最大,叶轮出口处的压力脉动随着冰粒直径的增大而增大,叶轮中部区域的压力脉动随着冰粒直径的增加而减小;蜗壳流道处的压力脉动受冰粒直径影响较小,整体表现为随着冰粒直径的增加而增大。

    2023年04期 v.51;No.610 58-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2936K]
    [下载次数:82 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 离心式清洁风机的优化设计

    吴恩启;梅寅;张士恒;陈玥;

    针对纺织车间中清洁风机气动性能不足的问题,采用数值模拟与试验结合的方法对其进行研究。以静压、风量和效率为主要参数,采取分组优化的方式分别对叶片叶形和进出口安装角进行设计,并通过数值计算对各方案风机的气动性能及其流场进行分析。结果表明:Bezier函数拟合的新叶形,叶片流道面积增加9.4%,迎风面曲率和宽度的加大,使得叶道内流场分布优于原叶片,压力分布更趋平滑,对静压提升效果最明显,相比原风机增幅为10.9%;以降低流力损失为目标,通过粒子群寻优法知,进出口角的适当改变对风量、效率的提升效果最明显,相比原风机增幅分别为7.2%,5.1%。结合两组方案的最优解,确定最终风机模型。优化后风机的静压提高12.9%,风量提高8.1%,效率提高7.2%,大于分组设计中各方案单一优化的结果,符合实际生产需求。分组优化可以避免各动静部件之间的协同干涉作用,最大限度的提升风机性能。

    2023年04期 v.51;No.610 66-72+85页 [查看摘要][在线阅读][下载 2273K]
    [下载次数:152 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:0 ]
  • 双偏心蝶阀干涉分析及结构优化设计软件开发

    张希恒;张弛;鱼荣芳;张孙力;陆庆青;夏志明;范文彬;

    为解决双偏心蝶阀回转中心位置的不合理选取造成的密封副磨损严重,启闭阻矩大等问题,根据几何学理论,从双偏心蝶阀偏心结构入手,推导了启闭性能干涉角的计算公式,使其可评判密封点的干涉情况。探究密封点的干涉角θ与2个偏心距H,E之间的关系,建立双偏心蝶阀偏心距优化模型,划分了干涉区域与非干涉区域,使在θ≥0的前提下,得到求解最佳径向偏心距的方法,达到减小输出力矩的目的。结合理论并基于Visual Studio平台以C#.NET为框架开发设计软件,软件能够可视化双偏心蝶阀密封面各点的启闭性能干涉角,查看蝶板干涉情况并求解最佳径向偏心距,且验证了软件对径向偏心值及蝶板干涉情况求解的准确性。软件的开发可为相关人员设计此类双偏心蝶阀提供高效、便捷的方法。

    2023年04期 v.51;No.610 73-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1505K]
    [下载次数:109 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:0 ]

应用技术

  • 某重型燃气轮机压气机动叶弯曲变形故障分析

    王文昊;何立东;贾兴运;张乐;

    针对国内某热电厂首次发生的燃气轮机压气机第二级动叶顶部弯曲变形故障,从压气机进出口压力、叶片通道温度、排气温度、进口导叶(IGV)阀开度、轴承振动、余热锅炉出口烟气流量等多个监测参数入手,多参数协同分析可能造成故障的原因。在燃气轮机运行过程中,压气机出现进口静压增大0.001 2 MPa,出口压力减小0.078 2 MPa,叶片通道温度增大14.09℃,排气温度增大6.12℃,2~#轴承振动增大10.69 μm,余热锅炉出口烟气流量减少了0.25×10~6 Nm~3/s等异常现象。揭示了轴流式压气机第二级动叶叶顶弯曲变形机理,判断动叶叶顶局部弯曲与压气机旋转失速现象密切相关。若出现压气机进口压力增大,压气机出口压力减小,叶片通道温度及排气温度升高,轴承振动增大,余热锅炉出口烟气流量减小等参数的异常变化,可初步判断压气机发生旋转失速。

    2023年04期 v.51;No.610 80-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1571K]
    [下载次数:128 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:4 ] |[阅读次数:0 ]
  • 基于GUM法的压缩机性能测试不确定度分析

    屈博艺;贾磊;宋有强;赵盼盼;孙云;

    因在压缩机性能测试过程中直接测量得到的各项参数及其不确定度均会对最终结果产生不同程度的影响,为了找到影响结果的主要因素并合理改善这种情况,本文依据GB/T 5773-2016对某涡旋式压缩机进行了性能测试,并基于GUM法对测量结果进行了不确定度分析和敏感度分析。结果表明:压缩机的制冷量测试结果为108.26 kW,合成标准不确定度为0.58 k W,扩展不确定度的相对值为1.07%;对测量结果不确定度产生最大影响的因素是温度仪器的精度,精度提高1倍,可使测量结果的不确定度降低21.15%。

    2023年04期 v.51;No.610 86-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 673K]
    [下载次数:70 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:0 ]
  • 高超声速风洞快速热阀特点与设计

    侯峰伟;王南天;巢根明;赵健;张峻宾;

    针对现有快速热阀故障率高、运行安全性低的问题,通过全面分析阀门的工作压力、温度及启闭工况特点,采用“力热解耦”和“动态密封压力调节”等方法,给出了一种快速热阀设计技术方案。阀门采用角阀结构,阀座和阀杆设置有冷却水通道,过流气体与阀体之间布设有隔热保温层,驱动方式为液压驱动,对其进行了试验测试和现场使用测试。结果显示,开启时间为1.0 s,关闭时间为3 s,满足设计指标和风洞运行需求。该种阀门结构可应用于工作温度≥600℃,工作压力≥10 MPa,开启时间≤2 s的高超声速风洞运行领域或类似工况领域。

    2023年04期 v.51;No.610 91-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1200K]
    [下载次数:107 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • NC-TP叶片式分离元件对气液分离性能的影响

    文晓龙;冯森森;张兵;武艳波;徐文芳;王丽娟;

    针对恶劣工况下气液分离过程中易出现的堵塞、液沫夹带等问题,开发新型的NC-TP型分离叶片,采用数值模拟方法对改进叶片进行数值模拟,研究主体流速、液滴粒径对NC-TP叶片的分离性能的影响,并与未加开槽的TP叶片分离性能进行了对比。结果表明,采用NC-TP叶片结构,增加了液滴碰撞机会;加速促进小液滴聚结成大液滴,并将液体引流至集液区,可提高分离效率。NC-TP分离元件的最高分离效率与TP叶片分离元件相比略有提高,在最差工况下的效率可提高8%,确保了设备的操作空间,更适应于变工况条件。新型NC-TP型分离叶片经项目实际应用,满足现场分离效率和压降要求,且解决了现场分离性能不达标,致使分离器后的过滤设备滤芯频繁更换的问题,改造后,分离器现场运行安全稳定,性能可靠。

    2023年04期 v.51;No.610 97-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 4887K]
    [下载次数:63 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:0 ]
  • 下载本期数据