2017年, 第45卷, 第1期　
刊出日期：2020-03-14

  

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试验研究
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  改善汽车发动机水封润滑性能的研究

  德永雄一郎, 井上秀行, 岡田健, 上村訓右, 山本雄二, 崔惠明, 李丹

  流体机械. 2017, 45(1): 8-14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.01.002

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  从解决汽车发动机水封异响入手，分析了异响产生的原因，并通过密封理论和试验验证利用激光加工表面技术改善汽车发动机水封的润滑性能。
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  船用海水调节阀声学性能的仿真预测与试验研究

  周爱民, 段晨, 余涛, 周苏明, 李树勋

  流体机械. 2017, 45(1): 15-19. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.01.003

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  为预测某型船用三通调节阀声学性能特性，应用Solidworks软件对阀体主、侧流道结构优化设计。首先将几何模型导入Fluent软件中进行压力场和速度场仿真分析，获取改进后阀体的三维模型；进一步利用ANSYS软件和声学分析软件LMS预测了调节阀在不同开度下主、侧通道的噪声和振动特性曲线。分析结果表明：阀体噪声和振动随着主通道开度的增加而变大；与试验值相比，两者吻合度较高，偏差最大值不超过7%。
设计计算
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  多孔喷嘴能量转化效率分析

  李敬彬, 李根生, 黄中伟, 宋先知

  流体机械. 2017, 45(1): 20-25,54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.01.004

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  多孔喷嘴是径向水平井技术的核心技术装备，需同时实现高效破岩与强力自进，而目前常用的多孔喷嘴的流量系数一般在0.6左右，其能量转换效率仅为36%左右，严重限制了多孔喷嘴的整体性能。因此，研究多孔喷嘴流量系数影响规律十分必要。根据流量系数定义推导了多孔喷嘴流量系数，试验确定了各孔眼局部阻力系数，并研究了排量、孔眼数量对多孔喷嘴流量系数影响规律。结果表明，多孔喷嘴能量转化效率等于其流量系数的平方；其流量系数由各孔眼流量系数与其权重决定；孔眼流量系数主要取决于其沿程阻力系数与局部阻力系数；绝大部分能量损失由局部阻力损失引起；而孔眼局部阻力系数随着排量增加略有降低，但随着孔眼数目增加而迅速增大。
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  往复压缩机活塞杆的自激频率特征提取的研究

  李晓博, 江志农, 李欣, 车熠全, 徐丰甜, 张进杰

  流体机械. 2017, 45(1): 26-29,14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.01.005

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  对活塞杆实际部件进行模型简化，在弹性梁弯曲振动理论的基础上，推导出活塞杆自激振动频率的存在；然后通过试验获取往复压缩机的活塞杆沉降位移信号，对得到的信号进行小波降噪，滤除其中的噪声信号，获得活塞杆实际自激振动频率，最后和理论值相比较，验证了活塞杆自激振动频率的存在。为提取诊断活塞杆类故障的特征参数提供参考。
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  斜沟槽机匣处理对轴流风机性能影响的数值研究

  崔建光, 叶学民, 李春曦

  流体机械. 2017, 45(1): 30-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.01.006

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  为研究斜沟槽机匣处理对风机气动性能的影响，以OB-84型动叶可调式轴流风机为对象，基于FLUENT数值软件，模拟风机在原壁面和六种不同斜沟槽情况下的性能，分析叶顶与吸力面湍动能和涡量分布及不同叶高处的静压和静压差分布。研究表明：斜沟槽开槽位置与动叶叶顶前缘的距离及沟槽斜度对风机性能均有明显影响，斜沟槽机匣处理结构改变了叶顶泄漏流场的分布，缓解了泄漏流的发展，削弱了泄漏流与主流的掺混；与原壁面相比，经斜沟槽机匣处理的风机在设计流量下全压和效率均有一定程度提高。综合考虑效率与安全性，方案5具有最优的气动性能，设计流量下效率较原风机提高了0.59%。
应用技术
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  基于CFD方法的滚动转子压缩机性能分析

  胡余生, 徐瑞, 黄艳芬, 杨国蟒

  流体机械. 2017, 45(1): 38-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.01.001

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  采用专业的运动机械CFD仿真软件PumpLinx对包含压缩腔、气动阀门在内的滚动转子压缩机整机进行了瞬态仿真分析，通过软件内置的转子模块和阀门模块快速实现了压缩机整机的网格划分和动网格设置。通过仿真获得了压缩机流量、温度、COP、压力以及阀门运动情况，并将出口流量和温度与试验结果进行了对比，吻合良好，为滚动转子压缩机的整机性能预测和优化设计提供了依据。
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  不同叶片包角对螺旋形单蜗壳离心泵叶轮径向力特性的影响

  张霞, 袁寿其, 张金凤, 黄茜

  流体机械. 2017, 45(1): 43-47. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.01.008

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  为研究叶片包角对螺旋形单蜗壳单级单吸离心泵叶轮径向力特性的影响，应用CFD软件对某模型泵内部流场进行了数值计算，在保证蜗壳和其他叶轮几何参数不变的前提下，设计了3种叶片包角分别为110°、120°、130°的叶轮，模拟得到不同工况下叶轮所受径向力分布特性，并用外特性试验验证了数值模拟的可靠性。结果表明：设计工况下，作用在叶轮上的径向力最小，0.4 Q下的径向力最大，且脉动幅值最大；叶片包角对叶轮所受径向力影响较大，以在额定工况下运行为例，叶片包角取130°时，径向力脉动最为紊乱，叶片包角取110°时，径向力脉动幅值较大；整体来看，叶片包角120°的方案性能最优。该研究可为低振动离心泵的水力优化设计、增强泵的运行稳定性提供参考。
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  一种新型偏心蝶阀的设计与分析

  杨岩, 杨恒虎, 杨长辉, 李扬, 徐国庆, 刘海

  流体机械. 2017, 45(1): 48-54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.01.009

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  针对国内气动三偏心蝶阀易产生严重的"水锤"现象，设计了一种新型偏心蝶阀结构，并对三偏心蝶阀和新偏心蝶阀的内部流场特性进行了有限元模拟分析。介绍了新结构蝶阀的构造原理，分析了三偏心蝶阀和新结构蝶阀的压力云图、速度云图和流线分布图，得到了其流量特性和流阻特性。分析结果表明，新结构蝶阀增大了小开度下的流阻系数，减小了关闭瞬间的流量变化量，减轻了"水锤"现象。
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  沉降离心机停车过程的流场分析

  阚琛, 徐磊, 吴华, 明玉周

  流体机械. 2017, 45(1): 55-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.01.010

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  沉降离心机的旋转部件为柔性轴机构，因此在停车过程中会发生剧烈振动从而导致澄清后的料液与料渣混合在一起，造成料液分离效果降低。对离心机停车过程中的流场进行流体仿真计算，模拟流体在停车过程中的运动形式，分析料液运动方式与排渣情况，从而为离心机的结构设计与操作流程提供可靠的理论的依据。
制冷空调
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  微通道换热器结霜性能的试验研究

  盛伟, 刘鹏鹏, 丁国良

  流体机械. 2017, 45(1): 60-65. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.01.011

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  针对不同冷媒温度及空气露点温度，试验研究了微通道换热器的结霜性能。结果表明，在结露工况下，换热器压力损失和换热量绝对值变化不大，且在试验进行1 h后基本稳定不变（压力损失11 Pa，换热量减小27 W），在换热器背风面出现液体水不断疏出；在凝露结霜工况下，在试验进行1 h后，换热器压力损失和换热量绝对值变化不大（压力损失68 Pa，换热量减小20 W），迎风面和背风面均有结霜，迎风面相对于背风面结霜较少；在凝华结霜工况下，没有出现凝露现象而直接结霜，换热器压力损失明显增加（压力损失533 Pa），换热量呈抛物状下降，（换热量减小300 W），且在试验进行1 h后背风面出现严重霜堵。研究结果为微通道换热器在蒸发器领域的应用提供参考。
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  变风量空调系统送风管道静压特性的试验研究

  丁帅, 孟庆龙, 王博闻, 谢安生, 赵凡

  流体机械. 2017, 45(1): 66-71,59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.01.012

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  为了解变风量系统静压控制过程，促使变风量空调运行更加稳定，本文参考水系统的水力特性，研究不同位置的末端阀门从开到关，风机频率从大到小的调节下，送风系统主管与支管的静压变化规律。结果表明：被调节支管前一个送风主管段在总送风主管上静压变化最剧烈，主管段静压变化规律与支管推导理论并不吻合；对称支管的静压改变值是否相等，只与被调节阀门位置有关，与风机转速、对称支管阻抗无关；在定管网阻抗，变风机频率时，管网中任意一点的静压值与风机频率呈现二次方抛物线关系。
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  沿程加热虹吸泵提升性能的试验研究

  叶志秦, 杨洪海, 张总辉, 王欣

  流体机械. 2017, 45(1): 72-76,7. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.01.013

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  搭建了带沿程加热虹吸泵的试验装置，其中提升管长1000 mm，提升管径为10 mm。以水为工质，加热功率为500~800 W，沉浸比为0.6~0.8，系统初始压力为10~101 kPa，入口过冷度为25~40℃，研究了在这些工况下热虹吸泵的性能。结果表明，液体提升量和提升效率均随着加热功率的增加而增加，且当加热功率大于700 W时，提升量的增加速率下降；沉浸比越大，热虹吸泵的提升性能越好；入口过冷度越小，液体提升量越大，但提升效率越低；液体提升量与提升效率均与系统的初始压力呈负相关。
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  冷辐射板布置方式对办公室热环境影响的模拟研究

  杨雨佳, 刘金祥, 牛晓峰, 张恺

  流体机械. 2017, 45(1): 77-81,19. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.01.014

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  辐射供冷常与置换通风系统结合使用以达到良好的舒适性和节能性。辐射供冷/置换通风系统用于办公环境时，冷辐射板的布置方式会对室内热环境产生影响。本文采用CFD方法，通过Airpak对冷辐射板分别置于办公室内顶棚、地板、侧墙上部和侧墙下部四种情况的换热过程进行模拟分析，得出了冷辐射板不同布置方式对应的室内温度场和流场。结果表明，在本文研究的4种布置方式中，垂直墙壁上侧布置的供冷效果最佳，其湍流浑浊区范围最小、热力分层高度最高，同时得到了最低的活动区域温度。
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  微通道光管换热器的运行特性及影响因素

  陈尚秋, 崔昊, 李娟

  流体机械. 2017, 45(1): 82-86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.01.015

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  为了研究微通道光管换热器的运行特性，在R22制冷系统中将其作为冷凝器、在R134a制冷系统中将其同时作为冷凝器和蒸发器分别进行试验研究，并进行单根微通道光管外空气绕流数值模拟。试验研究表明，微通道光管换热器具有较高的换热系数和单位面积换热量，且毛细管长度、制冷剂充注量对于其运行性能具有不同程度的影响。外径为0.7 mm的单根微通道光管外部流场数值模拟结果与试验结果吻合良好，而且与大管径光管相比，小管径光管边界层较薄，对流换热过程更强烈，换热效果更明显。