试验研究

• 液氮-雾化水射流制备冰粒技术研究

  胡静茹;黄中伟;李敬彬;陆华;张春林;陈昭廷;吴思彤;杨栋;

  为了研究液氮低温沉降法制备冰粒磨料的可行性，建立并验证了微小水滴在液氮环境中的凝固模型，为超低温环境下水滴的凝固时间提供了理论依据；针对换热流程结构对冰粒性能的影响问题，搭建了冰粒制备系统，设计了平行顺流式、平行逆流式和T型混流式3种水-液氮双雾化制冰结构，并开展了室内试验。结果表明：T型混流式水-液氮双雾化结构的制冰效果最佳，可在水-液氮雾化流量比为1:2时，制备出平均粒径为146.1μm、温度为-89.8℃、莫氏硬度约为4、黏性力几乎为0的冰粒磨料。研究结果可为冰粒射流在表面清洗行业的发展与应用奠定理论基础。

  2023年12期 v.51;No.618 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1281K]
  [下载次数：155 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ]

• 卧式螺旋卸料沉降离心机螺旋空心轴内表面磨损的研究

  袁惠新;王伟鹏;付双成;戴如昊;周发戚;

  针对卧式螺旋卸料沉降离心机螺旋空心轴因磨损产生的偏心、振动、甚至漏料等问题，通过试验和数值模拟研究螺旋空心轴内表面上微凸和微凹缺陷对壁面磨损的影响。结果表明，微凸起处的磨损区主要分布在其迎流面处的底部和微凸起进料端附近壁面，且微凸起上的磨损率在其轴向位置上呈两端高、中间低的分布，距离进料端位置的磨损率更高，磨损率与处理量呈正相关。如进料流量从1.37 m~3/h增加至2.74 m~3/h时，微凸起磨损率峰值从6.20×10~(-4) kg/（m~2·s）增加至1.63×10~(-3) kg/（m~2·s）；下凹缺陷的磨损区主要分布在其背流面，磨损率峰值随着缺陷直径增加而变大。如缺陷直径从1 mm增加至2 mm时，缺陷处磨损率峰值从3.77×10~(-4) kg/（m~2·s）增加至6.02×10~(-4) kg/（m~2·s），且下凹缺陷处存在明显的磨损集中现象。研究结果可为螺旋空心轴的防磨设计提供依据。

  2023年12期 v.51;No.618 9-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1108K]
  [下载次数：131 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]

• 人工冰场用跨临界CO_2并联压缩制冷试验研究

  吴小华;魏闻天;宋衍昌;李晓琼;张振涛;郑康辉;杨俊玲;

  为了研究应用于人工冰场的跨临界CO_2并联压缩制冷系统性能，搭建了跨临界CO_2并联压缩制冷系统，试验研究了单压缩机独立运行以及双压缩机并联运行时，蒸发温度与压缩机运行频率对系统COP、制冷量、压缩机功率、制冷剂流量、压比的影响。结果表明，随蒸发温度升高，COP、制冷量、压缩机功率和制冷剂流量均增大，压比减小，蒸发温度为-9.4℃时，COP达到本试验的最大值2.00；在试验工况40～60 Hz范围内，随着压缩机运行频率增加，制冷量、压缩机功率、制冷剂流量和压比均增大；单台压缩机独立运行和并联压缩时，COP均在50 Hz达到最大，且并联压缩COP随压缩机运行频率差的增加而降低，最大可相差26.67%。建立了系统COP预测模型，通过蒸发温度与排气压力对COP进行预测，并与并联压缩试验结果进行了对比，所构建模型预测结果与同频率并联压缩系统试验测得COP平均误差为3.7%。研究结果可为并联压缩制冷系统设计提供借鉴和指导。

  2023年12期 v.51;No.618 16-22+35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1138K]
  [下载次数：134 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：1 ]

• 多级多孔节流调节阀的声学特性研究

  肖龙洲;张政;蔡标华;方超;俞健;

  针对目前调节阀节流过程中振动与噪声较大等问题，采用多级节流和多孔节流相结合的方法设计多级多孔节流调节阀，并通过试验对多级多孔节流调节阀与典型球阀的水力特性和声学特性进行对比研究。结果表明，多级多孔节流调节阀的流量系数Kv和开度之间的变化规律接近线性；多级节流与多孔节流能够显著降低阀门的振动与噪声；多级多孔节流调节阀径向振动频谱图在35～40 Hz和115～120 Hz频带处不存在典型球阀径向振动频谱图中的峰值；多级多孔节流调节阀更适用于管道系统的流量调节，多级节流与多孔节流使得多级多孔节流调节阀的声学特性明显优于典型球阀。多孔节流与多级节流相结合的方法为阀门的减振降噪提供了新的思路。

  2023年12期 v.51;No.618 23-28+80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1311K]
  [下载次数：124 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ]

设计计算

• 单台多级离心萃取机的研制及振动控制

  朱碧肖;方毅;陈崔龙;邓超;张德友;

  针对新兴产业敏感物系要求萃取级数多、相接触时间短、物料存留量少的技术难题，现有多台单级离心萃取机串联系统不能满足要求。提出了基于分级接触机理的单台多级离心萃取机，一台设备内完成4～8个萃取理论级，详细介绍了动平衡控制、隔振技术及振动检测系统设计。MCTL364型单台多级离心萃取机性能指标优于国家标准要求，能有效降低相接触时间，为多级逆流萃取提供了新思路，为敏感型新材料制备、盐湖提锂等领域提供了新的技术途径。

  2023年12期 v.51;No.618 29-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1064K]
  [下载次数：115 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ]

• 螺栓预紧力损失对压缩机机壳密闭性的影响

  邵学博;杨树华;肖忠会;孟继纲;张弛;

  针对大型压缩机机壳试压工况下仿真分析结果与现场的差异性问题，采用仿真分析以及螺栓预紧力损失试验研究，确定并分析了液压拉伸螺栓存在预紧力损失现象，结果表明，当长径比在2～7之间时，M42液压拉伸螺栓预紧力的损失比例在26%～35%之间；将预紧力损失比例引入机壳试压仿真分析后，仿真分析结果与现场的差异性进一步缩小。考虑损失因素后，机壳的一次试验通过率从60%提升到95%以上。研究结果可为液压拉伸螺栓连接的法兰泄漏问题提供定性的指导，并为压缩机机壳密闭性仿真分析研究提供一定的参考。

  2023年12期 v.51;No.618 36-40+48页 [查看摘要][在线阅读][下载 955K]
  [下载次数：140 ] |[网刊下载次数：5 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ]

• 基于熵产的肘形吸入流道对管道泵性能的影响分析

  吴宏飞;姜永明;赵才甫;温庆斌;郭英;

  针对肘形吸入流道造成管道泵效率降低的实际工程问题，为了对流场中的能量损失作出定向和定量分析，引入熵产理论对管道泵流场进行了分析。以比转数为190的单级单吸式管道泵为研究对象，对不同流量工况（0.5Q～1.2Q）下肘形吸入流道的管道泵性能开展了数值模拟和试验研究，并与相同参数下直锥形吸入流道端吸泵的相关特征进行对比，分析了管道泵内部流动损失的分布特征以及肘形吸入流道对泵内流动损失的影响机理。结果表明，湍流熵产和壁面熵产是总熵产的主要来源；随着流量的增加，整体水力损失呈现先减小后增大的趋势；吸入流道的改型并未改变不同流量工况下总体流动损失的变化趋势，但改用肘形吸入流道使得叶轮入口处流动不均匀性增加，主要增强了内部流动的湍流脉动，导致各流体单元的流动损失增加。另外，涡流和流动分离使得叶轮段局部呈现高熵产率，而肘形吸入流道使得叶轮段的高熵产区域分布更广；在小流量工况下，叶轮段熵产的湍流熵产比率最大可达约为90%。研究结果可为管道泵的优化设计提供理论基础。

  2023年12期 v.51;No.618 41-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 1444K]
  [下载次数：156 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ]

• 先导式主蒸汽安全阀动作性能瞬态模拟及分析

  罗岩松;何清;于新海;陈时健;张福海;杨理烽;陈开展;

  针对核电先导式主蒸汽安全阀设计目前存在依靠经验、研制周期长、成本高等问题，采用动网格技术并结合阀瓣动力学方程，建立了适用于先导式主蒸汽安全阀的瞬态仿真模型及方法，实现了阀门动作的精准模拟。在此基础上分析了阀门启闭过程中瞬态流场的变化，讨论了活塞摩擦力及先导阀Kv值对于开启时间的影响。研究表明：数值模拟和试验结果的偏差小于10%。在导阀入口压力为6.17 MPa时能顺利实现主阀的回座。阀杆上方及活塞腔内产生的大量漩涡是阀门振动及噪声的主要来源。开启时间随着摩擦力的增大而增大，随着导阀Kv值的增大而减小。本文为先导式主蒸汽安全阀的优化设计提供了重要的计算方法，可大幅降低阀门研制的周期和成本。

  2023年12期 v.51;No.618 49-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1382K]
  [下载次数：159 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：5 ]

• 大口径异构蝶阀流动特性分析及其流量系数研究

  张晨曦;岳修贤;王信;但志宏;周强;白长青;

  为了研究大口径蝶阀阀板加强结构对阀内流动特性的影响，针对板加强型和块加强型2种阀板加强结构的大口径异构蝶阀，分别建立了蝶阀流场CFD仿真模型，对各工况下阀内流场流动特性进行分析，并通过与试验测试数据的对比验证仿真模型的合理性。结果表明，不同开度、压比下2种大口径蝶阀均具有显著的非线性流动特性，相对于块加强型蝶阀，板加强型蝶阀阀后流场漩涡小，对应能量损失低，而流量系数更高。2种大口径异构蝶阀的流量系数均与其管道雷诺数呈现线性关系，且该线性关系的斜率与流通面积成反比，提出了基于管道雷诺数的大口径蝶阀流量系数计算公式，结果显示此流量系数计算公式与CFD仿真误差小于7%，可以统一表征大口径异构蝶阀流量特性。

  2023年12期 v.51;No.618 56-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1365K]
  [下载次数：226 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：2 ]

• 油烟机多翼离心风机气动噪声源及贡献度研究

  胡斯特;吴金鑫;胡小文;陈鹏;张龙新;

  为了研究油烟机中多翼离心风机的主要气动噪声源，通过非定常流场仿真和气动噪声仿真方法，计算对比了各个部件在7个特征频率上对测点噪声的贡献度，并从声传播角度分析了不同部件噪声贡献的产生机制。结果表明，油烟机风机系统的主要噪声源位于蜗壳内表面和叶轮表面。其中蜗壳内表面中341.1 Hz噪声主要来源于蜗壳电机侧内表面和蜗壳出口，声强贡献占比分别为41%和39%;713.78 Hz噪声主要来源于蜗壳内表面的侧弧面，贡献占比42%;1 137 Hz噪声的贡献则主要来源于蜗壳底盘侧内表面，贡献占比74%。而叶轮中电机侧短叶片对1 000 Hz以下的低频噪声的贡献较大，声强贡献占比64%；主进气侧长叶片对1 000 Hz以上的中高频噪声贡献较大，贡献占比61%。蜗壳内表面主要是通过声传播对测点噪声产生影响，叶轮出口高速气流是形成宽频噪声源的主要原因，而测点频谱中的低频“驼峰”特征是由叶片旋转产生的宽频噪声与蜗壳流道内部的声腔模态耦合放大特定频率声压幅值所致。研究结果对进一步针对性优化油烟机中风机气动噪声具有指导意义。

  2023年12期 v.51;No.618 64-70+88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1714K]
  [下载次数：418 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]

应用技术

• R410A小型制冷螺杆压缩机与涡旋压缩机的理论性能比较

  张治平;马凯;李丹童;何志龙;

  为了探究螺杆制冷压缩机小型化的潜力与优劣，选择相同理论排气量与转速的螺杆与涡旋压缩机进行理论设计。通过归一化分析，建立了螺杆压缩机与涡旋压缩机几何性能的量化评价标准。并采用(火用)分析模型，分析了螺杆与涡旋压缩机的泄漏(火用)损失。通过建立统一的热力学模型，分析了内容积比、间隙及转速对热力学性能的影响。研究发现，内容积比设计对涡旋压缩机绝热指示效率影响显著，而对螺杆压缩机效率的影响不显著；涡旋压缩机排气孔口面积远小于螺杆压缩机排气孔口，其排气功率损失高于螺杆压缩机。相同间隙下，螺杆压缩机的相对泄漏量与泄漏(火用)损失高于涡旋压缩机，每增加0.01 mm的间隙，涡旋压缩机的绝热效率下降6%，螺杆压缩机的绝热效率下降11%。在额定转速3 000 r/min时，螺杆压缩机的绝热效率与容积效率分别低于涡旋压缩机6%,13.6%。在2 250,1 500,750 r/min的转速下，螺杆压缩机绝热效率较涡旋压缩机分别减少9%,13%,26%，为提高小型螺杆制冷压缩机性能，应将其进行高速化设计。

  2023年12期 v.51;No.618 71-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1422K]
  [下载次数：308 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]

• 双腔式气液混输装置的流动性能分析

  黄思;胡岩韬;官天日;傅浩;潘自强;

  为探究气液混输装置的流动特性，提高油气集输设备的性能及效率，选取一种双腔式气液混输装置作为研究对象，运用FLUENT流动计算软件的VOF多相流模型对该装置气液两相在入口含气率α=20%，动力泵流量Qby=16 L/s的工况下进行流动性能模拟计算，计算得到了装置内气液两相流场、压力、温度、罐内液位、装置出口流量等参数与时间的周期性关系。结果表明，装置的一次工作循环可分为“吸入—压缩—排出”3个过程，循环周期可按本文所提供的公式计算；装置内气液两相压力大小和变化规律基本一致，排出腔和吸入腔内的压力分别与装置的出入口压力基本一致，为0.83,0.28 MPa，但气液两相的温度大小和变化在压缩阶段有明显差异，其最大温差变化分别为23,6℃；在罐内压缩阶段，出口阀门处于关闭状态，使得装置出口流量为零，在工程设计中，气体的压缩过程可近似认为等温压缩。现场实测性能数据与计算结果的对比表明本文的计算方法切实可行，可为双腔式气液混输装置的性能优化提供理论依据。

  2023年12期 v.51;No.618 81-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1411K]
  [下载次数：73 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]

• 闪发筒式经济器在磁悬浮冷水机组中的应用研究

  孟庆超;丛辉;李根源;祝建军;

  为了研制全工况运行的高效磁悬浮冷水机组，通过理论计算分析，在名义工况下（压比约2.6），设置闪发筒补气较不设闪蒸发筒补气，制冷量和COP分别提升13%和10%。在样机中闪发筒至压缩机补气口设置阀门，试验结果表明，当压比> 1.9时，开启经济器补气比不开启经济器补气时，机组制冷量和COP显著提高；当压比≤1.9时，关闭经济器制冷量和COP更优；为全工况下始终保持机组高效运行，可在冷水机组补气系统中设置电动阀门，根据压比的变化，自动调节补气电动阀门开和关的状态；实测名义工况下制冷量和COP分别提升3.8%和4.8%，分析认为可适当加大补气管径和优化准一级压缩的压比ε_1与准二级压缩的压比ε_2之间分配，并优化气动设计。

  2023年12期 v.51;No.618 89-94+100页 [查看摘要][在线阅读][下载 880K]
  [下载次数：100 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]

• 调压装置监控调压阀性能对比测试分析研究

  陶国庆;郝绍淳;刘贵超;刘建峰;张绍华;陈凤官;

  针对调压装置监控调压阀国产化工业性试验出现的问题，为了跟踪监控调压阀国产化产品的质量，了解其应用情况及使用效果，对国内外不同厂家的调压装置监控调压阀使用现场进行了对比测试。结果表明，监控调压阀发生故障的概率较为频繁，尤其是阀门主膜片及指挥器膜片，使得其稳压精度和关闭压力等级等两个重要性能指标不符合测试要求，测试数据中最大稳压精度8.04%，大于要求的2.5%，最大关闭压力等级28.81%，远大于要求的2.5%。对阀门故障原因进行了分析，对阀门后期维护及产品优化重点等提出改进措施。

  2023年12期 v.51;No.618 95-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 811K]
  [下载次数：76 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]

目次索引

• 《流体机械》2023年第1～12期目次索引

  <正>~~

  2023年12期 v.51;No.618 101-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 505K]
  [下载次数：17 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ]
下载本期数据