流体机械

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韩彩红, 薛胜雄, 操松林, 陈正文

流体机械. 2017, 45(2): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.001

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煤矿主排水泵站为标准设计配置，即多台套大型多级离心泵机组与之相适应的管系、电器装置等。这种"标配"是矿山耗能大户，占总耗能约40%左右，系统节能势在必行。然而，"系统"是"标配"的，无法改变，笔者在与研发高效泵机组同步，对"系统"附加动态能效监测和节能调控装置，经安徽省质监局的现场检测表明，单泵机组系统节能提高15%，吨水百米电耗下降至0.39kW·h。试验结果表明：高效泵机组增效空间有限，但将其用于现有系统，并对其实现动态能效监测和流量调控，就能得到大幅度的节能效果。在此基础上对系统实现对比和优化运行（即考虑多泵运行、多工况运行等）软件模拟运行预测，指导泵站运行，泵站系统节能就有更大空间。

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低含液管线内液膜厚度分布特性的试验研究

管孝瑞, 王建军, 金有海, 李虎, 金哈申, 张大磊

流体机械. 2017, 45(2): 6-11. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.002

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湿气集输管线内存在低含液气液两相流动。利用相似准则建立试验管道，结合螺旋测微器设计出瞬时液膜厚度测量装置，对低含液管线内液膜厚度分布特性进行研究。结果表明：液膜具有波动性，水平管内液膜主要集中在底部，两侧存在薄液膜。同一表观气速下，随着表观液速的增加，液膜分布范围变大，最厚值先变小后增大；同一表观液速下，随着表观气速的增加，弯头下竖直管周向液膜最厚值和最薄值变小，周向等效均匀液膜厚度变小。

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高温抗氧化柔性石墨密封材料的制备和性能研究

谢苏江, 朱宗亮

流体机械. 2017, 45(2): 12-16,70. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.003

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柔性石墨作为密封材料广泛应用于石油、汽车、化工、核电等密封领域，但其高温抗氧化性能差大大限制了它的使用范围和应用寿命。本文采用浸渍法制备了高温抗氧化柔性石墨密封材料，系统研究了制备工艺等对其密度、抗拉强度、热失重、压缩回弹性能及密封性能的影响，结果表明所制备的高温抗氧化柔性石墨密封材料具有较好的高温抗氧化性能，同时具有较好的压缩回弹性能和优异的密封性能，可以广泛应用于高温氧化场合。

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复合材料离心叶轮应力和振动有限元计算与分析

黄文俊, 陈启明, 饶杰, 常超, 于跃平, 朱晓农

流体机械. 2017, 45(2): 17-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.004

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采用有限元方法，首先对钢制离心叶轮工作时在离心力作用下的应力进行了计算和分析。在此基础上，对复合材料离心叶轮在离心力载荷条件下的最大应力和固有频率进行了计算评估。预测纤维复合材料层压结构极限强度对叶轮安全设计和轻量化设计是至关重要的，失效判定采用Tsai-Wu失效准则，为避免因共振使叶轮设计寿命明显降低，计算了叶轮的固有频率和模态振型以分析其动态特性。结果表明，复合材料碳纤维/环氧树脂可承受叶轮线速度在605 m/s运行时的应力，在风机启停工作转速范围内没有共振转速相匹配。本文研究结果为纤维增强复合材料风机叶轮的设计及应用奠定了基础。

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螺旋槽干气密封压差扰动下的瞬态特性研究

胡松涛, 黄伟峰, 刘向锋, 王玉明

流体机械. 2017, 45(2): 22-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.005

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干气密封的瞬态特性是密封动力学研究中的重要内容，而现有研究主要关注于密封稳态特性的研究。本文针对密封内外压差波动这一典型工况开展仿真分析，研究螺旋槽干气密封在扰动工况下的瞬态特性。计算中，将润滑方程、接触方程与动力学方程耦合求解，以轴向膜厚、角向偏摆角、泄漏率和端面接触载荷为主要指标。结果表明：密封侧压力突降相比较于突升，更易引起密封环震荡，但后者更易诱发端面接触。对于扰动引起的瞬态震荡，密封的角向行为引起震荡时间的延长与震荡幅值的减小，其与轴向行为共同决定端面接触的可能性。动静环间的极薄气膜不仅将动环的行为传递给静环，同时通过弱化轴向与角向行为的相互影响来缓解扰动所引起的密封瞬态震荡。

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直线共轭内啮合齿轮传动重合度的计算分析

高铭良, 崔建昆, 黄冬平, 刘爽, 张丽华

流体机械. 2017, 45(2): 28-31. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.006

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文章根据齿轮啮合基本原理，以齿轮传动重合度计算理论为基础，推导出直线共轭内啮合齿轮传动重合度计算公式，并分析研究影响直线共轭内啮合齿轮传动重合度的主要因素及其与重合度的关系，对直线共轭内啮合齿轮泵的设计理论及应用有一定的指导意义。

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气动疏水阀冲蚀工况数值模拟及结构优化

徐亮亮, 王正东, 于新海, 曾聪

流体机械. 2017, 45(2): 32-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.007

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采用Eulerian-Lagrangian多相流模型对Y型气动疏水阀的内部流场进行了模拟分析。通过将模拟结果与现场运行的阀门的实际状况进行对比验证了模拟的准确性。研究发现阀门密封处液滴速度大于破坏阈值速度，此处冲蚀损伤严重。为减低阀门冲蚀损伤，提出通过阀内流体中液滴对撞来降低液滴速度方法。基于此思想，在疏水阀密封封面前加装节流套装置。发现液滴速度下降了52%，冲蚀损伤大幅下降且位置远离密封面，但质量流量下降到无节流装置的56.5%。为了提高质量流量，进而提出采用循环对流式迷宫式盘片组件作为阀芯的设计。模拟计算发现阀门液滴最大速度为78.6 m/s，仅为无盘片阀门的46%，同时的质量流量为未加盘片阀门的78.2%。采用循环对流式迷宫式盘片组件作为阀芯的疏水阀适用于冲蚀严重的工况。

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蜗壳喉部面积对离心泵非定常特性的影响

陈颖, 李国平, 张宁, 杜文强, 高波

流体机械. 2017, 45(2): 38-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.008

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为研究蜗壳喉部面积对离心泵非定常特性的影响，针对同一离心泵叶轮，设计匹配4种不同喉部面积的蜗壳，并采用数值计算方法对泵内流非定常流动进行计算。结合面积比原理，分析了喉部面积对泵性能、径向力以及压力脉动的影响规律。结果表明：喉部面积对离心泵水力性能影响显著，设计工况下，随着喉部面积的减小，扬程和效率逐渐降低；受喉部面积影响，不同工况叶轮所受径向力大小不同且具有极小值，但极小值所对应的工况点有所不同；合理的喉部面积能有效降低泵内的压力脉动水平，随着喉部面积减小，泵内压力脉动水平增加，而当增加喉部面积时，压力脉动水平降低。通过分析蜗壳不同喉部面积对离心泵性能的影响，可为低噪声离心泵面积比设计提供参考。

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一体式压缩机研发现状综述

姚洁, 孙昊强, 赵扬

流体机械. 2017, 45(2): 43-45,84. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.009

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一体式压缩机是将电机和压缩机封装在一起，采用电磁轴承支撑的新型电驱压缩机组，其运行范围更宽、免维护、无油润滑、更加环保，在当今天然气市场具有极强的竞争力。本文从结构特点、技术参数、应用领域等方面阐述一体式压缩机的研发应用成果，希望对从事一体式压缩机研发的工程技术人员有借鉴作用。

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液力透平动静叶栅内的流动特性

韩伟, 李雪峰, 陈昊, 王洁, 陈雨

流体机械. 2017, 45(2): 46-49,56. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.010

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以径向导叶式离心泵反转作液力透平为研究对象，对全流道进行结构化六面体网格划分，运用大涡模拟（large eddy simulation，LES）模型进行三维非定常数值计算，分析了透平工况下动静叶栅内的压力分布、内部速度场、流道涡量分布、拟序涡流结构及演化过程。结果表明：所选的径向导叶式离心泵作透平时水力性能良好，动静叶栅交界面附近出现局部高压和局部高速流，非定常流动时动静叶栅内涡旋运动明显，流道内涡量主要分布在导叶工作面和叶片背面，伴随着叶轮旋转产生的涡在流道内会出现拉伸、合并和撕裂的演化形式。

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全自动过滤器控制系统的改进设计

谢鲲, 台立钢, 于慎波

流体机械. 2017, 45(2): 50-52,37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.011

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针对目前市场上现有的筛网过滤器控制系统体积较大、价格昂贵的缺点，开发出一款低成本、集成度高并且具有手、自动冲洗和故障报警等功能的嵌入式专用控制器，该控制器与多个传感器相互配合组成控制系统。具有体积小、集成度高、智能化的特点。本文阐述了控制器的硬件电路部分设计、控制系统构成及控制逻辑等。

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轴流泵机械密封的改造与设计

马斌良, 于阳, 米孜拉夫·麦麦提, 陆军, 陶军

流体机械. 2017, 45(2): 53-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.012

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某石化公司轴流泵机械密封多次发生泄漏，本文分析了机械密封失效的原因，对某结构和控制系统进行了改进设计，将原串联机械密封改造为串联气液膜密封，并设计了机械密封密封气的控制系统，最后通过机械密封结构的设计计算，对原机械密封结构进行了改造和优化，改造后的机械密封性能优于进口机械密封，实现了聚合反应器循环轴流泵长周期运行。

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涡旋压缩机用电机冷却系统CFD传热分析

王柳, 林江波

流体机械. 2017, 45(2): 57-61. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.013

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阐述了基于流体和固体耦合的涡旋压缩机电机冷却系统的仿真原理及方法，结合有限元仿真软件ANSYS Fluent，构建了涡旋压缩机电机冷却系统的流固耦合仿真模型，获取了电机内部及周围冷媒的温度和流场分布信息，并制作样机进行了试验，试验结果显示模拟结果和试验结果具有很强的一致性，为涡旋压缩机电机结构改进和冷却性能优化提供理论依据。结合电机结构和压缩机低压腔气路分布的特点，为增大冷却电机冷媒流量，对电机转子打孔的方案进行模拟分析，模拟结果显示能有效改善电机散热。

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水平管降膜流动液膜铺展的试验

段林林, 高虹, 杨晓宏, 田瑞

流体机械. 2017, 45(2): 62-65,5. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.014

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为了探究水平管降膜气液两相流的液膜铺展，在常温常压下，利用激光诱导荧光方法，对布液装置为单孔和三孔下的管外降膜流动进行了局部试验研究。通过高速摄像机拍摄，得到了液膜轴向铺展分布随Re的变化，以及三孔下形成的两液柱中心距、液柱之间最厚液膜位置随时间的波动。结果表明，在一定的Re范围内，液膜轴向铺展存在极限；液柱中心距随时间呈周期性变动；最厚液膜在两液柱中心位置略微左右移动，出现在中心位置的几率为30%。

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换热管内污水湍流流动沿程阻力特性研究

刘志斌, 吴荣华

流体机械. 2017, 45(2): 66-70. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.015

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针对污垢沉积引起换热管阻力变化的问题，建立了换热管内污水流动阻力变化的数学模型.本文提出管内污水流动的沿程阻力系数为洁净状态下换热管内污水的初始流速和时间的函数模型。基于此模型，通过理论推导获得了换热管内污水流动的沿程阻力系数表达式，分析了不同流动状态下沿程阻力系数的影响因素。通过试验获得了换热管污染后管内沿程阻力系数的半经验公式。结果表明：在考虑污垢底层影响时，管内污水流动的沿程阻力系数与洁净状态下管内污水初始流速和运行时间有关；该关系可用粘性底层的厚度和污垢厚度来表示。

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空调室外机管路系统的模态仿真分析

张宁波, 汪建晓, 张立平

流体机械. 2017, 45(2): 71-74,31. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.016

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空调管路中的排气管和回气管在长期工作下因振动而产生疲劳和松动，这将会影响管路的使用性能。针对空调管路振动问题，建立了管路模型，运用ANSYS中的workbench模块对管路进行模态分析和谐响应分析，并对比分析了阻尼和管路结构对系统固有频率的影响，通过改变固有频率来避开管路共振。

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污水源热泵系统的冷水与中介水温差的优化研究

张敏, 胡平放, 罗新梅, 雷飞, 朱娜, 邢路

流体机械. 2017, 45(2): 75-80. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.017

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空调系统的负荷侧与源侧的进出水设计温差是5℃，然而，从节能的角度看，传统的5℃温差并非对于所有的系统都是使得系统运行费用及初投资最低的最经济温差。本文通过对某间接式污水源热泵机组在非标况下的试验研究，对末端机组、污水-中介水换热器及水泵的运行分析，得出系统两端的最经济的温差，使得系统运行费用与初投资最低。

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变频压缩机电机-泵体力矩实测与仿真对比分析

邓敏, 孙志敬

流体机械. 2017, 45(2): 81-84. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.018

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随着制冷行业的发展，人们对变频滚子式压缩机的性能和可靠性提出了更高的要求。由于工况恶劣和技术瓶颈所限，目前压缩机电机-泵体间曲轴的力矩检测非常困难，因此很难获得真实的电机效率、机械效率和摩擦损耗等重要参数。本文提出一种使用应变片测试压缩机曲轴力矩的方法，并对实测力矩的规律进行了分析总结，最后与仿真模拟曲线进行了比较。

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不断创新发展打造知名期刊

周新华, 戴明, 邓捷, 肖必宏

流体机械. 2017, 45(2): 85-87. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.02.019

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主要介绍了《流体机械》杂志近几年在"不断创新发展，打造知名期刊"方面所做的主要工作和所取得的成果；并提出了今后在这方面的努力方向。

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2017年, 第45卷, 第2期　
刊出日期：2020-03-14

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