2017年, 第45卷, 第6期　
刊出日期：2020-03-14

  

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试验研究
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  带分流叶片的低比转速离心泵的特性研究

  邱铖, 方祥军

  流体机械. 2017, 45(6): 1-5,9. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.06.001

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  采用数值模拟和试验研究的方法对带分流叶片的低比转速离心泵的内外特性进行了研究。根据数值计算结果，添加分流叶片后，低比转速离心泵的扬程增加了5.3%，水力效率增加了1.6%。对有无分流叶片2种情况的静压云图、流线图和速度矢量图进行对比分析，研究了分流叶片对离心泵的影响。对带分流叶片的水泵进行了性能试验，分析了试验误差，数值计算和试验结果吻合的较好。
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  高压液体润滑典型深槽机械密封性能的试验研究

  王永乐, 李鲲, 吴兆山, 李香, 杨博峰

  流体机械. 2017, 45(6): 6-9. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.06.002

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  对几种端面开有典型深槽的流体动压式机械密封在不同工况下的运行性能进行试验对比研究。研究表明，圆弧槽与其他2种不同参数的直线槽性能变化趋势一致，随着介质压力的增大，端面摩擦系数均减小。圆弧槽的摩擦系数相对最小，但其泄漏量较大。试验也验证了此类密封适用于高压转速较低的工况。
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  基于正交试验设计的离心风机多因素优化研究

  张波, 吕玉坤

  流体机械. 2017, 45(6): 10-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.06.003

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  以G4-73 No.8D型离心风机为研究对象，在蜗壳型线优化的基础上，采用正交试验设计方法耦合蜗壳宽度、蜗舌间隙及叶轮轴向相对位置三因素，通过正交表确定试验方案。利用Fluent数值模拟软件，对部分试验方案的风机内部三维流场进行数值模拟和对比分析。计算结果表明：A1B3C1（型线优化风机）和A3B3C3（耦合风机）较原风机，全压和效率都有较大提高；正交试验设计方法为风机的多因素优化提供借鉴意义。
设计计算
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  机械蒸汽再压缩系统的性能分析

  赵远扬, 刘广彬, 李连生, 杨启超, 王乐, 唐斌, 肖军

  流体机械. 2017, 45(6): 16-20,60. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.06.004

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  机械蒸汽再压缩（MVR）系统可应用于节能环保等多个工业领域，本文分析了MVR系统的基本构成和热力过程，计算了蒸发温度、换热温差、沸点升高值等主要参数对压缩机容积流量、换热器热负荷、系统能耗等系统性能的影响规律。给出了压缩机入口和出口喷水对系统运行特性的影响规律，计算了不同工况下的最佳理论喷水量，对系统设备选型和运行维护进行了分析，试验验证了MVR系统在煤化工废水处理领域的应用。
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  基于LMS Virtual.Lab的多级离心泵数值模态分析

  周岭, 侯云鹤, 王伟, 杨阳

  流体机械. 2017, 45(6): 21-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.06.005

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  选取一典型的多级离心泵，采用LMS Virtual.Lab软件进行数值模态分析，基于分块Lanczos法提取多级离心泵叶轮和壳体的固有频率及振型。结果表明：叶轮结构可以有效地避免共振现象。但是壳体的1阶固有频率与激励频率相近，且其第4阶固有频率及第7阶固有频率分别与二次及三次谐波频率相近，这可能会导致共振现象的发生。该多级离心泵壳体的主要振动方式是弯曲变形，进出口处以及出口端盖处变形较大，所以在设计时应该考虑增强这几个部分的刚度以优化其振动特性。
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  三相卧螺离心机油水分离的CFD分析

  姜杰, 温冬, 肖泽仪

  流体机械. 2017, 45(6): 26-31. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.06.006

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  采用计算流体动力学（CFD）方法和计算软件FLUENT对分离含油废水的三相卧式螺旋卸料沉降离心机油水分离进行数值模拟。基于离心机转鼓结构与流体流动方式的简化进行物理建模,对离心机油水分离稳态进行分析，确定排水孔宽度以及溢流口轴向宽度对离心机油水分离效率的影响。模拟结果表明：在油相溢流口附近,油水两相的粘度差和速度差导致分层界面处存在摩擦剪切应力，从而导致部分水相跟随油相溢流。适当调节排水孔宽度增大该处流量可以提高离心机的油水分离效率；增大溢流口轴向宽度可以减缓流体溢流速度，减小油水两相之间的摩擦力，从而减少水相跟随油相溢流、提高离心机的油水分离效率。模拟方法和结果可以为三相卧螺离心机的结构设计提供更多参考。
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  两级液环真空泵的数值模拟研究

  黄广平, 许弘雷, 丁学俊, 刘根凡

  流体机械. 2017, 45(6): 32-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.06.007

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  运用ANSYS FLUENT软件VOF多相流模型，对两级液环真空泵进行泵内流场的数值模拟研究。进行3个不同工况的模拟，研究分析表明：软件在液环真空泵三维流动气液两相交界面、压力、速度等方面的预测较为符合理论和实际，进出口压力对两相交界面的预测影响不明显，计算时长是数值模拟研究的一个重要影响因素。本研究丰富了液环真空泵数值模拟的成果。
应用技术
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  振动对格莱圈密封性能的影响

  杨忠炯, 包捷, 周剑奇, 李俊

  流体机械. 2017, 45(6): 38-43,37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.06.008

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  硬岩掘进机（TBM）工作环境复杂且常伴随着强振动问题，在TBM工作过程中，推进液压缸经常出现内泄漏，主要原因是振动减弱了液压缸密封圈的密封能力。首先建立在基础振动作用下的液压缸间隙波动数学模型，利用MATLAB/Simulink仿真分析不同基础振动参数下间隙波动规律，再通过ABAQUS软件建立格莱圈的二维轴对称模型，研究间隙波动幅值、间隙波动频率对格莱圈密封性能的影响。研究结果表明：格莱圈密封能力随着基础振动幅值的增大而减弱；基础振动频率小于30 Hz，大于60Hz范围内，格莱圈密封能力随着频率的增大而减弱；基础振动频率在30-60Hz之间时，频率的变化对格莱圈密封性能影响不大。
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  高压余能回收液力透平试验台开发

  蒋小平, 刘思晗, 叶剑斌, 吴家辉, 李伟, 朱嘉炜

  流体机械. 2017, 45(6): 44-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.06.009

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  为充分利用石化、冶金、电力以及环保等过程工业领域的中高压二次余能，提高我国一次能源利用率并降低碳排放，综合应用数据采集、自动变频调速、组态及数据处理等技术建立了高压余能回收液力透平试验台。实际测试结果表明，试验台高压源信号反馈及响应快速平稳，能为液力透平能量转换与扭矩生成模块提供稳定的高压水源及水功率；以SIMEMS PLC为核心的数据采集与控制系统（下位机软件）可靠性高，参数信号失真小，抗干扰能力强；自主开发的余压能回收上位机组态软件监控与通讯接口完善。整个试验测试系统自动化程度高，操作简单，调节维护方便，能为液力透平、压力交换器等多种形式的余压能回收装置提供全面的性能测试、数据分析及故障诊断，对液力透平与能量回收的研究与发展起到重要的推动作用。
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  基于Fluent的内啮合齿轮泵分离式月牙板受力分析

  黄冬平, 崔建昆, 王仲伟

  流体机械. 2017, 45(6): 49-52,25. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.06.010

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  利用Fluent软件及动网格技术分析了内啮合齿轮泵分离式月牙板在工作中的受力情况，得到了内部弹簧片弹力取值范围，研究结果可为分离式月牙板结构设计提供理论依据。
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  渣油原料泵密封泄漏原因分析及改造

  刘廷玉

  流体机械. 2017, 45(6): 53-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.06.011

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  针对某石化企业渣油加氢装置原料油泵多次发生双端面机械密封外漏故障，通过现场试验的方法找出了密封泄漏的根本原因，并提出了解决这一泄漏的方法。
制冷空调
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  并联分离式热管内传热特性的试验研究

  刘姗姗, 张志刚, 齐航

  流体机械. 2017, 45(6): 56-60. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.06.012

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  对一组毫米级的并联分离式热管进行了可视化试验研究。该热管由石英玻璃制成，蒸发段及冷凝段均由7根立管（内径为4 mm）组成，且蒸发段与冷凝段由绝热段（内径20 mm的横管）连接。采用甲醇为工质。本试验的目的是，揭示毫米级的小管径热管内部所存在的复杂的气液两相现象，更好地了解其运行特征。试验表明加热温度及充液率等对并联分离式热管的流型及热力性能有着重要的影响。
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  保温盖对冷藏展示柜内温度分布的影响

  邸倩倩, 王亚会, 刘斌, 孙小峰, 关文强

  流体机械. 2017, 45(6): 61-65,86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.06.013

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  为探究保温盖启闭状态对冷藏柜温度场分布的影响，本文以海绵和500 g水组成的塑料包模拟冷藏食品并置于冷藏展示柜内。采用T型热电偶测量冷藏展示柜内的温度分布，并用ORIGIN软件得到冷藏柜各层测点温度分布和各层的温差。基于此分析了保温盖启闭状态对冷藏柜内温度场分布规律的影响。结果表明：当冷藏保温盖开启时冷藏柜内部顶层食品包温度受影响最大，各层之间的温度梯度变大，温度集中在0℃左右。保温盖闭合时冷藏柜内温度集中在-1.5℃左右。
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  地源热泵系统钻孔间距对土壤热堆积特性影响的研究

  郭春梅, 汤本霖, 白莹霜, 由玉文, 马玖辰

  流体机械. 2017, 45(6): 66-72. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.06.014

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  针对钻孔间距对埋管区域土壤热堆积特性影响的研究，建立了竖直双U地下埋管换热器内热源模型，将数值模拟温度与土壤实时监测温度对比进行模型验证，二者误差仅为3%。计算分析了4.8~10.4 m共8种钻孔间距下的土壤温度分布，结果表明：钻孔间距越大，土壤热堆积程度越轻，井群间热干扰作用越小；当钻孔间距达到8.8 m后，增大管间距对热堆积特性的缓解程度减小，钻孔间距在4.8~8.8 m和8.8~10.4 m范围内，增加单位长度管间距时土壤温升降低分别为1.41℃/m和0.57℃/m，钻孔间距增大导致埋管区域向井群外土壤中传递的热量逐渐减少，周围的土壤温度逐渐降低，但各间距下热作用半径基本在16 m范围内。 更多还原
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  热管式太阳能集热系统在郑州地区的供热特性研究

  郑慧凡, 田国记, 李丹丹, 黄晨茜, 范晓伟

  流体机械. 2017, 45(6): 73-76,72. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.06.015

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  搭建了热管式真空管太阳能集热装置供热性能测试平台，基于EES软件，建立了热管式集热装置供热性能仿真模型，试验验证了模型的正确性。分析了太阳能集热热水温度、集热效率、供热性能、贡献率等参数的变化规律。研究表明：太阳能集热效率和集热量随时刻的变化先上升后下降，集热效率最大达0.62、集热量最高可达8.02 kW。该系统对郑州地区某200 m²别墅供暖，11月至次年3月份的月平均供暖贡献率在40%~78%之间波动，平均值为54%，最大值达78%。
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  变频双级离心式冷水机组原理及其控制分析

  董凯军, 邵振华, 王志强, 孙钦, 黄祥发, 黄志林

  流体机械. 2017, 45(6): 77-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.06.016

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  变频双级离心式冷水机组采用变频技术，极大地提高机组部分负荷运行时的性能系数，采用双级压缩技术，机组循环效率得到提高。变频双级离心式冷水机组广泛应用于暖通空调系统当中，本文依次介绍变频双级离心式冷水机组结构、节流原理及其控制、回油方式、设备冷却方式、喘振机理及其控制。节流电子膨胀阀经验值控制方式以计算出来的开度值为控制目标来调节电子膨胀阀，无需传感器，机组成本降低，控制可靠性提高；变频双级离心式冷水机组实时计算出当前导叶开度下的防喘频率，防喘频率与当前的运行频率进行比较，作出对应的控制，从而避免喘振现象的发生。
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  多联式空调机组APF影响因素的研究

  肖彪, 何林, 舒宏, 张威, 范建波

  流体机械. 2017, 45(6): 83-86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.06.017

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  新版多联式空调（热泵）机组国家标准GB/T 18837-2015采用全年性能系数（APF）作为其性能评价标准，基于已有的家用空调器中APF研究分析，针对参与多联式空调（热泵）机组APF值计算的各工况点参数进行分析，理论分析各工况点对APF的影响因素，并对影响程度进行排序。结果显示影响APF的因素分为4个独立影响因素和3组非独立影响因素。以实际测试多联机组为例，对机组的逻辑改进提高实测APF值，验证对APF的影响因素的理论分析。