- 夏阳;金公羽;史宇超;姜子琪;田雅芬;李康;张华;
为了研究排气孔结构对短型线涡旋压缩机性能的影响，以一款排量为38 cm~3的涡旋压缩机为例，建立了三维非稳态数值计算模型，并通过试验对模型进行了验证，误差在9.5%以内。利用此模型，分别研究了排气孔大小和形状对压缩机性能的影响。结果表明，当采用圆形排气孔时，随着孔径由5.2 mm增大到9.0 mm时，压缩机功耗降低了5.82%，总质量流量增加了1.09%，排气过程中压力波动以及上、下腔之间压力不平衡性逐渐增强；当采用腰形、圆弧形以及复合形的排气孔时，相比5.2 mm圆形孔，压缩机功耗有一定程度降低，总质量流量少量增加，排气过程中压力波动和上、下腔内压力不稳定性变化不明显，其中排气孔形状为复合形时，性能提升最明显，压缩机功耗降低了5.81%，总质量流量提升了1.26%；相比总质量流量，压缩机排气孔的改变对功耗影响更大。研究结果可为涡旋压缩机排气孔的结构优化提供参考。
2024年07期 v.52;No.625 15-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 2044K] [下载次数：88 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：20 ] - 王天任;李瑞霞;周文博;姬忠礼;张永学;祁紫伟;
为了提升地热井用潜水泵的运行效率，根据地热井用潜水泵的流动参数和实际运行工况，完成了两级潜水泵过流部件水力设计，并进行了全流道流动数值模拟和试验验证；采用熵产分析法定位了潜水泵内流场的高能耗区域，主要集中在级间交汇和动静部件干涉处；采用正交设计和结构参数敏感性分析方法，确定了结构参数对潜水泵性能的影响规律，以叶轮叶片出口角、出口宽度、叶片包角和导叶轴向长度为优化变量，以扬程和效率为优化目标，通过遗传算法、最优拉丁超立方采样和熵权TOPSIS法对两级潜水泵进行水力优化。结果表明，额定工况下，优化泵的扬程增加了24.9%，效率增加了5.7%，总水力损失减小了1 024.9 W，高能耗区域明显降低，水力性能显著提升，分离流、二次回流和冲击流动等不良流动得到显著抑制；大流量工况处理能力大幅度提升，高效区间范围扩大了70%，运行稳定性得到显著提高。研究内容为潜水泵的设计及内流场研究提供理论指导。
2024年07期 v.52;No.625 24-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 3663K] [下载次数：57 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 王延康;刘姝;孙治谦;王振波;
为了研究结构参数对叶片式气液分离器分离性能的影响，采用Realizable k-ε湍流模型和DPM模型，对叶片结构参数进行优化，对叶片式分离器内的气液两相流动进行模拟研究，得到了分离器内速度分布、压力分布以及结构参数对分离效率和压降的影响规律，并通过气液分离试验验证了模拟的可靠性。结果表明：对于本文设计的DN450型叶片式气液分离器，叶片弯曲角度为100°时可有效分离粒径为40 μm及以上的液滴，继续增大该参数并无明显效果，且对压降无明显影响；叶片数目为12、叶片倾角为5°、叶片分布锥角为9°时，分离器的分离效率最高且压降最低，处理气量为150 m~3/h时，压降低于50 Pa；对于30 μm以上的液滴，分离效率可达到90%以上。优化后结构相比于优化前，对于30 μm粒径液滴，当处理气量大于90 m~3/h时，分离效率可提升最高达到60%，40 μm液滴分离效率提升了29%；优化前、后结构压降基本一致。研究成果可为叶片式气液分离器的进一步改进和实际工程应用提供理论依据。
2024年07期 v.52;No.625 33-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 2543K] [下载次数：66 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：15 ] - 徐轩;安理会;李文霞;符江锋;郑学波;
针对飞机液压控制系统用节流嘴尺寸较小，常规试验手段难以获得节流嘴内部流场的流动参数的情况，以航空煤油为工质，对两种构型的节流嘴进行了阻力-流量特性的数值仿真，并对模型进行了试验验证，获得了Ⅰ型节流嘴在流量为1.25 L/min和2.22 L/min，温度为80 ℃和20 ℃条件下的内部流场，以及Ⅱ型节流嘴在流量为0.37 L/min和0.56 L/min，温度为80 ℃和20 ℃条件下的内部流场。结果表明：航空煤油在直管内和安全滤网内流动时，压力基本不变，压降主要在节流孔和安全网滤孔处产生，且节流孔处的压降为安全网滤孔处压降的2倍以上；不同流量下的节流嘴通道流场分布相似，只是压力、速度、湍动能等流动参数的数值大小有差异；节流孔和滤孔处的湍动能较大，原因为该处的流体质点之间剧烈掺混，速度脉动大；保持航空煤油的温度和出口压力不变，航空煤油的流量越大，节流嘴出入口的压降越大；温度变化导致航空煤油的密度变化，相同质量流量下，温度越低，节流嘴出入口压降越小。研究结果可为飞机液压控制系统用节流嘴的设计提供理论指导。
2024年07期 v.52;No.625 42-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 2880K] [下载次数：28 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 董良遇;张哲宇;张进杰;王瑶;
针对往复压缩机组无级气量调控系统故障率较高、对机组安全运行影响大，而现有系统运行风险评价方法难以完成实时、定量分析的问题，提出一种融合贝叶斯网络与变权AHP的气量调控系统安全风险动态分析方法。建立了包含故障类型、故障模式与监测信号的贝叶斯网络模型，得到故障实时发生概率；基于变权层次分析法建立了故障危害性半定量分析模型，计算故障模式影响量化指标；进一步，修正了FMEA方法故障模式风险计算公式，引入故障发生概率，提出了历史故障与实时运行风险计算方法。以实际故障案例数据进行测试验证，结果表明，提出的新方法可量化计算机组实时与历史运行风险，设置归一化的实时运行风险阈值为0.5，以判定检修必要性。研究成果可为往复压缩机及气量调控系统检维修计划的制定提供量化指标。
2024年07期 v.52;No.625 49-55+62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1097K] [下载次数：65 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 石绿瑞;姚松保;赵见高;牟介刚;沈斌杰;张辉;吴天鑫;吴登昊;
针对多级离心泵轴向力平衡问题，对大型立式多级泵轴向力平衡装置展开了研究，并分析对比了其在不同流量和泵级数下的轴向力平衡效果。通过数值模拟和试验研究，对立式多级泵轴向力和平衡装置推力进行了计算与分析，比较了不同工况下轴向力和推力的变化趋势及轴向力平衡效果。结果表明，多级泵轴向力、平衡装置推力与流量呈负相关，而轴向力平衡效果随着流量增大而加强；随着泵级数增加，多级泵轴向力呈现上升趋势，并且立式多级泵轴向力与泵级数呈非线性倍数关系，六级泵轴向力约为三级泵的2.5倍，推力装置的轴向力平衡效果随着泵级数增加而弱化；该轴向力平衡装置能够有效平衡大型立式多级离心泵轴向力，在各工况下能够平衡多级泵50%以上的轴向力；基于扬程估算推力与试验结果相近，可作为平衡装置推力快速估算方法。研究结果可为多级离心泵的设计及应用提供参考。
2024年07期 v.52;No.625 56-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1298K] [下载次数：48 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 邹俊伟;李毅波;姜方鸿;宋玉梁;
针对犁刀混合机工作介质为粉末物料时动轴密封失效问题，根据动轴密封试验结果及动轴密封原理展开失效原因分析。结果表明，密封气体出口压力大于工作介质压力、密封气体出口压力沿圆周方向均匀性、气密封通道宽度尺寸b沿圆周方向均匀性等3个条件，是保证犁刀混合机动轴密封性能的关键。在此基础上，再采用理论计算及有限元仿真相结合的方法对动轴密封失效原因展开进一步分析，根据分析结果分别从动轴密封设计、制造角度提出了犁刀混合机动轴密封失效的解决方法；最后通过试验验证了解决方法的正确性。试验结果表明，在动轴密封密封气体出口压力、配气环等设计符合要求的情况下，气密封通道宽度尺寸b沿圆周方向的偏心量为0.1 mm时，其连续密封时间分别是偏心量为0.3，0.6 mm时的3倍、13倍，即通过降低气密封通道宽度尺寸b沿圆周方向的偏心量，对提高动轴密封装置的密封性能有显著效果。研究成果对犁刀混合机动轴密封设计及应用具有一定指导意义。
2024年07期 v.52;No.625 63-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 2049K] [下载次数：21 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ]