2017年, 第45卷, 第4期　
刊出日期：2020-03-14

  

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试验研究
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  不同含气率下球阀内部流动特性试验及其数值模拟

  卢圣旺, 马艺, 郑生宏, 张生昌, 邓鸿英, 朱乐乐

  流体机械. 2017, 45(4): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.04.001

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  为研究不同含气率对油气混输泵泵阀内部流场的影响，运用CFD软件对油气混输泵球阀内部气液两相分布、速度场及进出口压差进行了模拟仿真。同时对球阀进行试验研究，测量出球阀进出口的压力值，以验证模拟结果的准确性。试验表明：模拟值与试验值数据误差不超过15%，模拟较为准确。在相同的开启高度、进出口流量下，随着含气率的增加，球阀内流体的压差降低幅度高达90%以上，且其降低较均匀。与此同时，流体密度降低并没有使流量系数和阻力系数有明显的变化。观察两相云图可以发现，在阀球尾部A处产生了旋涡，旋涡随含气率的增加略微增多；突扩界面C处产生了二次回流，使得该处的气相也较多，而在阀球四周内壁，气相分布较少。同时可观察出，流体含气率对阀球间隙处速度的影响不大，但是对流动状态有一定的影响。
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  新型射流式自吸喷灌泵的设计及试验

  文海罡, 郭晨旭, 李正贵

  流体机械. 2017, 45(4): 7-9,14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.04.002

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  为改进射流式自吸喷灌泵的性能，设计了一种带不对称出口导流器的射流式自吸喷灌泵并进行了样机试验。试验结果表明：带不对称出口导流器的射流式自吸喷灌泵性能达到设计要求，对比同参数自吸泵（本田泵）其外特性参数有明显优势，同时其自吸时间相对于原带对称出口导流器的射流式自吸喷灌泵有了大幅下降。
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  出口弯管对前向离心通风机性能影响的研究

  聂波, 满建楠, 张俊林

  流体机械. 2017, 45(4): 10-14. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.04.003

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  以9-26No4A型前向离心通风机为研究对象，试验和数值模拟研究了出口90°弯管在不同连接方式下风机性能的差异。结果表明，风机出口连接正转弯头或反转弯头后，均会造成风机性能的明显下降。随着流量的增大，下降趋势变大。在风机出口与弯头之间连接长度≤ 3.5倍当量直径的直管段时，风机性能改善微弱。正转弯头与反转弯头对风机性能的影响差别较小。
设计计算
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  外加压静压型机械密封均压槽设计对动态性能的影响

  尹源, 刘向峰, 丛国辉, 胡松涛, 黄伟峰, 李双喜, 王磊

  流体机械. 2017, 45(4): 15-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.04.004

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  外加压静压气体密封在启停等低速运转状态下具有良好的性能，并且便于通过调节气源进行干预。密封在运行过程中会受到非浮动环的窜动和偏摆的影响，故需要良好的追随性以维持密封稳定有效工作。本文采用小扰动法分别计算了采用整周和分区均压槽的外加压静压气体密封的动特性系数，然后进一步计算追随性，并进行了对比。结果表明，采用不同均压槽形式的密封在轴向上的性质差别不大，但相比于采用整周均压槽，采用分区均压槽的静压气体密封具有显著更高的角向直接动刚度、更好的对非浮动环偏摆的追随性。
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  压缩机气缸盖联接螺栓的有限元分析

  白刚, 尚浩田, 王枫

  流体机械. 2017, 45(4): 22-27,42. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.04.005

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  压缩机气缸盖联接螺栓是用来把气缸盖、垫片、缸体等重要可拆卸部件联接在一起，并提供足够的预紧力，以保证压缩机密封性能，因此联接螺栓的设计与校核对压缩机的可靠性非常重要。本文在理论分析的基础上，采用基于螺纹接触截面的有限元方法对气缸盖联接螺栓进行校核，不仅得到与理论计算相同的螺栓强度结果，而且使螺栓在不同工况下的应力分布情况及伸长量得到较好呈现。通过瞬态动力学分析得到螺纹部位应力应变的精确结果以及动态压差下螺栓应力的周期变化，为分析螺栓的疲劳周期提供依据，也为解决类似的螺栓联接分析问题提供重要的解决方法。
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  基于流热固耦合燃气轮机压气机叶轮强度分析

  李广新, 张哲巅, 舒小平

  流体机械. 2017, 45(4): 28-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.04.006

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  在ANSYS Workbench中建立的流热固耦合计算平台，同时考虑压力、温度和离心力的综合作用，对某新型燃气轮机跨音速压气机叶轮进行综合载荷下的强度分析。计算方案涵盖三大计算模块及其数据传递，给出了计算过程中的技巧和策略。采用CFX对压气机进行全模型三维流场分析，将流场分析得到的耦合面温度和压力分布分别传递到叶轮耦合面，在热稳态分析模块进行叶轮热稳态计算，将计算得到的结果传递到结构分析模块，最后对叶轮进行压力、热应力和离心力综合作用下的强度分析，验证了计算方案的可行性和精度，为此类叶轮强度分析和压气机的可靠设计提供了工程设计计算方法。
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  大压差注水系统三级节流降噪仿真研究与优化设计

  方超, 马士虎, 蔡标华, 俞健

  流体机械. 2017, 45(4): 33-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.04.007

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  为了控制船舶系统振动和噪声，对自流注水系统的主要噪声源进行了分析。基于气蚀噪声和湍流噪声形成的机理，提出了三级节流降压的优化设计方案，改善系统压力分布和湍流度。对单级节流系统和三级节流系统进行流场和声场仿真计算，对比仿真计算结果表明，改进后系统的噪声有显著的下降，达到了预期的降噪目标。
应用技术
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  大型移动式静音型超高压泵站的设计研究

  鲁飞, 苏吉鑫, 巴胜富, 陈正文, 王永强, 韩彩红

  流体机械. 2017, 45(4): 38-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.04.008

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  为满足大型超高压水射流作业装备开发的需求，研制了一种通用型的移动式静音型超高压站，对其系统组成、监控保护、通风与降温以及减振降噪等方面的设计进行分析和研究。
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  冷却型高温熔盐旋转接头的热设计与热分析

  丁军丹, 刘心志, 张后雷

  流体机械. 2017, 45(4): 43-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.04.009

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  采用蒸汽或导热油做工质的常规桨叶换热器通常用于300℃以内的物料加热（如干燥）。采用混合硝酸盐做工质的桨叶换热器上限温度可接近600℃，其关键问题之一是常规旋转接头（即低温型）会在高温下出现密封失效。为解决此问题，设计了冷却型旋转接头，通过数值模拟计算了隔热、风冷、液冷等方法对旋转接头密封区的降温效果。结果表明：单独填充隔热层或者单独使用风冷，难以将旋转接头密封区温度降至常规工作温度；使用液冷、隔热-风冷复合或隔热-液冷复合等方法可使旋转接头密封区温度降至常规工作温度，其中隔热-液冷复合方案降温效果最佳，可用于熔盐桨叶换热器设计。
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  往复压缩机气缸传热对压缩过程的影响

  张海滨, 卢迪

  流体机械. 2017, 45(4): 49-53. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.04.010

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  往复式压缩机的气缸冷却效果对压缩机的工作过程和功耗具有较大的影响。为了研究气体与气缸的传热对缸内气体压缩过程的影响，本文建立了一种往复式压缩机的气缸传热模型。该模型考虑了气缸壁面与气体之间的瞬时传热量、活塞的摩擦热对气体压缩过程的影响。通过用现场运行记录数据对模型进行校验，定量研究了传热效果对压缩过程的影响。
制冷空调
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  工质R245fa水平管内流动沸腾换热的试验研究

  王夺, 赵英汝, 李宁, 刘美丽, 徐立平

  流体机械. 2017, 45(4): 54-57,53. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.04.011

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  设计了管内沸腾换热系数及总传热系数测定试验台架，对R245fa工质在内径6 mm水平光管内的流动沸腾换热特性进行试验研究。测试质流密度为50~150 kg/（m²·s），工质蒸发温度为50，60和70℃。结果表明：随着工质含汽率的增加，R245fa的流动沸腾换热系数呈先增大后降低趋势。对于304不锈钢套管式换热器，烟气与R245fa工质进行换热的总传热系数约在40~65 W/（m²·K）。
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  制冷剂R1234yf水合物的试验研究

  郭志旺, 王彬, 祁影霞

  流体机械. 2017, 45(4): 58-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.04.012

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  蓄冷技术是为了面对能源紧张匮乏的形势而兴起的一门新型节能优化技术。由于环保等一系列原因，研究新型蓄冷工质尤为重要，新一代制冷剂R1234yf因其环保特性及良好的系统性能而受到广泛关注。本文采用图像法在反应釜内通过控制反应体系温度对R1234yf水合物进行了相平衡测试，并与R134a水合物的蓄冷特性进行比较分析。结果表明：R1234yf比R134a的蓄冷速率快、诱导时间短、蓄冷特性强；设定温度在5~10℃范围内，R1234yf水合物的相变压力略高于R134a水合物的相变压力；R1234yf水合物生成驱动力的绝对值随反应体系压力升高和温度降低而增大。
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  一种脉动热管相变蓄放热试验装置的设计

  罗孝学, 章学来, 华维三, 毛发

  流体机械. 2017, 45(4): 63-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.04.013

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  介绍了脉动热管相变蓄放热装置的设计过程，确定了其具体形式、脉动热管走势、管径、壁厚、弯头数、工作介质等。通过遴选确定Ba（OH）₂·8H₂O作为相变蓄热材料。对比常规热管进行蓄放热试验，验证在蓄热过程中脉动热管节省了蓄热时间，优化了传热均匀性，但在放热过程中没有优势。
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  空气焓值法测试装置不确定度的分析及应用

  肖彪, 田云, 万今明

  流体机械. 2017, 45(4): 68-75. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.04.014

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  给出了焓值法测量空调制冷量较完整的计算模型，并系统地进行了不确定度分析计算，全面考虑了不确定度各种影响因素，尤其是引入了实验室间比对结果对不确定度的影响，并将结果应用于提高中间制冷量测量精确度的计算方法。
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  螺旋管式相变蓄能箱蓄能过程的数值模拟

  孙金丛, 杜鹏, 李培生, 张莹, 李伟

  流体机械. 2017, 45(4): 76-81,62. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.04.015

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  利用螺旋管式相变换热器，设计了一套经济合理的蓄能设备。通过建立螺旋管蓄能箱的数学模型，对其传热过程进行模拟研究，对比分析了5e种不同尺寸模型的换热效果。探讨了蓄能箱蓄冷过程中相变材料的温度分布和液相分布规律，找出了最优模型的蓄能、释能周期；并通过试验，验证了所建立模型的合理性。研究结果表明：螺旋管换热效果与螺旋直径和截距有关，并且自然对流作用对螺旋管蓄能箱中各点的相变过程具有一定影响，但是对蓄能箱整体蓄能周期影响不大。
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  空调区域空气品质控制方法综述

  康智强, 董建男, 程小聪, 李志星, 冯国会

  流体机械. 2017, 45(4): 82-86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.04.016

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  调研了国内外有关室内空气污染现状及其控制方法。综述了空调从设计到运行全过程中常见的室内空气品质控制方法。首先将空调系统的设计分为空调系统选择和气流组织形式选择两部分，分别归纳了不同种类的室内空气品质控制方法。其次结合相关标准，总结了系统施工与设备安装对系统使用中保障室内空气品质的影响。最后从自动控制系统设计、设备维护和系统改造3个方面论述了设备运维对室内空气品质的关系，为空调房间空气品质的控制提供了理论依据。