2017年, 第45卷, 第9期　
刊出日期：2020-02-19

  

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试验研究
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  增压泵组的节能优化研究

  蒙晨, 杨帅, 武鹏, 吴大转

  流体机械. 2017, 45(9): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.09.001

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  对增压泵组变压节能供水模式的实现方式和控制逻辑进行了理论分析和试验验证。构建一种以PLC和变频器相结合的控制系统，建立变压控制泵组的节能控制模型，包括管网系统用水需求预测模型、变压控制模型以及能效判据为主导的增减泵控制模型等，进而实现增压泵组的变压控制和节能运行。试验结果表明，控制模型的用水需求预测准确性可达90%以上，且敏感性较高；能效优化方案可有效改善泵组控制效果并能提高泵组能效。研究结果可为增压泵组节能运行及变压控制系统的设计提供参考。
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  离子液体烷基化工艺用新型旋流反应器压降比的试验研究

  王磊, 张明阳, 朱丽云, 王振波, 金有海

  流体机械. 2017, 45(9): 7-10,21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.09.002

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  在室内对离子液体烷基化工艺用旋流反应器的压降比性能进行了试验研究。结果表明：离子液体烷基化工艺用旋流反应器的压降比，随着溢流比的增大而增大，随着进料比的增大而减小，随着入口流量的增大而增大；根据试验结果，建立旋流反应器的压降比计算模型；随着压降比的增大，轻相回收率增大，重相回收率减小；旋流反应的压降比把回收率与操作参数联系起来，用于指导旋流反应器适应不同的现场工艺。
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  液体安全阀排量性能研究及其工程应用

  翟启超, 刘殿坤, 段淼淼, 王德海, 吴玉珍

  流体机械. 2017, 45(9): 11-15. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.09.003

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  以液体安全阀为研究对象，从实测阀门流量系数及其与流阻损失的关系入手，运用CFD方法计算阀内流场形态，分析液体安全阀流阻损失产生的原因及对阀门排量性能造成的影响。运用总结得到的产生流阻损失的规律，形成相关流道结构的设计准则，应用于指导实际工程设计中。
设计计算
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  水力喷射空气旋流器中射—旋流耦合流场的模拟分析

  邱发成, 全学军, 徐飞

  流体机械. 2017, 45(9): 16-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.09.004

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  水力喷射空气旋流器（WSA）是一种新型高效的气液传质设备。本文采用雷诺应力模型和VOF模型对水力喷射空气旋流器内耦合场的流场分布进行了三维数值模拟研究。模拟研究结果表明，随着气速的增加，耦合场的速度分布的对称性不断减弱，且湍动能的均值沿竖直方向的衰减速率变大。其中轴向速度沿径向分布出现的最大值发生由靠近WSA的器壁附近向中心排气管附近转移的现象；径向速度在耦合场中部达到最大值；切向速度沿径向分布，普遍出现2个在WSA器壁附近和中心排气管附近的极值区域。研究结果可为对WSA的深入认识提供参考。
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  矿井排水用新型止回阀的流固耦合数值模拟研究

  孟思佳, 寇子明

  流体机械. 2017, 45(9): 22-26. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.09.005

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  为了提高矿井水排放系统的安全运行和稳定工作，针对一种阀瓣与阀杆式止回阀，建立了流固耦合数学模型，通过ANSYS分析软件数值计算不同开度下的流阻系数、内部流场以及止回阀应力应变情况。结果表明：流阻系数随着相对开度的增大而递减，且变化趋势为先剧烈递减后较为平缓。随着相对开度的增加，平均压力快速地降低且在相对开度为50%以后逐渐趋于平稳，而平均速度在相对开度37.5%以后发生快速增加的趋势。经过止回阀后的流场平均压力始终保持稳定趋势，这说明本设计的止回阀对压力波动的控制具有明显的效果。阀瓣和阀杆的等效应力主要出现在阀瓣与阀杆的连接处以及阀杆与阀体的接触处，最大的变形量主要出现在阀瓣靠近止回阀出口处。在最大应力处进行加强处理避免应力集中，可以提高止回阀的使用寿命。
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  闪速熔炼精矿喷嘴预混结构的优化与数值仿真

  徐鹏, 吴玉月, 刘勐, 张劲松, 王守全

  流体机械. 2017, 45(9): 27-32,26. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.09.006

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  通过中央扩散性精矿喷嘴工作特性分析，针对目前运行存在的问题，开展了喷嘴进料箱、工艺风旋向、环氧风偏斜和吹散风等预混结构优化、工艺配风参数调节以及气粒两相混合数值分析研究。结果表明，工艺风偏角管能够获得良好的旋流效果，增大工艺风的出口速度，促进精矿粉与工艺风的混合；吹散风-环氧风对精矿粉颗粒的分散效果影响显著，合理的配风风量可获得理想的精矿粉分布效果，更有利于气粒两相混合过程。
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  立式双级自吸泵水力性能分析及内部结构改进

  张塬东, 张琼, 吴大转, 武鹏

  流体机械. 2017, 45(9): 33-39. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.09.007

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  为改善立式双级无密封自吸泵效率低和噪声大的问题，在分析传统立式自吸泵结构和内部流动的基础上，提出一种改进型立式双级自吸泵，给出了新型自吸泵蜗壳结构和密封口环形式，在保证自吸性能的前提下，有效提升了效率。利用CFD分析软件对传统立式双级自吸泵结构和改进结构进行内部流动的数值模拟，对性能进行了对比分析，并研究了蜗室与气液分离室的匹配和不同密封口环形状和尺寸对泵效率的影响。数值模拟和试验结果吻合良好，能够说明自吸泵内部流动机理。结果显示，相比传统直边叶轮口环结构，采用L型密封口环后的自吸泵容积效率得到明显提高；采用改进的蜗室和储液室匹配，降低了过渡流道的水力损失，有效提高了自吸泵的效率和稳定性。
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  组合型周向槽机匣处理优化方案的数值研究

  徐志晖, 洪林

  流体机械. 2017, 45(9): 40-44,39. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.09.008

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  为研究压气机子午面不同深度组合型周向槽机匣处理的扩稳效果，针对跨声速rotor37转子叶栅机匣设计了4种不同深度组合的周向处理槽。数值模拟研究结果表明，在设计转速下，带周向槽机匣处理的转子综合稳定裕度有不同程度的提高，优化方案综合稳定裕度由9.65%提高到了16.42%，而效率只下降了0.87%。此外，在叶顶弦长中后部采用浅槽可进一步提升扩稳效果。
应用技术
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  基于活塞杆沉降位移信号的活塞杆断裂故障诊断方法的研究

  李晓博, 江志农, 佟艳宾, 刘帅, 张进杰

  流体机械. 2017, 45(9): 45-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.09.009

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  往复压缩机活塞杆断裂故障是往复压缩机一类严重的故障，本文在Griffith提出的裂纹扩展的能量平衡准则的基础上，对活塞杆断裂故障机理进行了分析，得出活塞杆断裂故障发生时活塞杆振动幅值会增大；同时通过对往复压缩机活塞杆沉降位移信号进行小波降噪，滤除信号中噪声信号，并计算处理后的信号的峰峰值。最后通过观察几个活塞杆断裂故障案例，说明了活塞杆断裂故障发生时活塞杆振动幅值确实会增大，可以将小波降噪后的沉降位移信号的峰峰值作为活塞杆断裂故障的报警或诊断的特征参数。
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  一种高效固液分离装置的设计

  苏志伟, 杨随先, 苏志勇, 王尧, 许安航

  流体机械. 2017, 45(9): 49-51,81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.09.010

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  针对工程应用中需对含有悬浮颗粒的水质进行过滤处理的特定需求，设计了一种通用性强、容渣率大的塔式过滤袋固液分离装置。对设计思路、过滤原理进行了阐述，给出了设计方案，制作了过滤装置实物样机。通过理论计算和测试试验，对装置的过滤能力进行了验证。
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  炼油厂高温油泵机械密封泄漏原因分析及对策

  亓东民, 赵娜

  流体机械. 2017, 45(9): 52-55. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.09.011

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  当前石油化工炼油厂使用的高温介质泵大部分使用的是金属波纹管机械密封，机械密封的动、静环接触面上的摩擦热容易造成干摩擦或产生较大的温度梯度，从而使密封环产生过大的热应力导致密封端面磨损变形，严重时会出现热裂纹，造成机械密封的严重泄漏。本文结合具体实例详细介绍了金属波纹管机械密封的结构原理，并对金属波纹管机械密封端面温度及应力场进行了模拟分析研究，提出了改进措施，对于机械密封的设计和制造及其应用具有理论指导和现实意义。
制冷空调
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  无填料冷却塔冷却性能的试验研究

  张楠, 李念平, 崔海蛟, 李胜兵, 贾宇豪

  流体机械. 2017, 45(9): 56-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.09.012

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  建立了无填料冷却塔试验平台，研究了不同进风位置、气水比、室外空气干球温度、循环水进水温度下无填料冷却塔冷却性能的变化规律。结果表明：上喷式无填料冷却塔上进风时冷却效率优于下进风，下喷式无填料冷却塔下进风时冷却效率优于上进风；气水比升高冷却效率升高，但气水比达到1.8后，继续提高气水比冷却效率增速降低；室外空气干球温度升高，冷却效率降低；进水温度升高冷却塔冷却效率均得到提高，但上喷式冷却塔冷却效率的提高明显大于下喷式冷却塔。
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  气象参数对蒸发式冷凝器制冷系统影响的试验研究

  邵光明, 缪小平, 彭福胜, 杨军

  流体机械. 2017, 45(9): 60-65. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.09.013

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  搭建了蒸发式冷凝器制冷系统试验平台，对制冷系统能耗进行试验研究。通过试验对蒸发式冷凝器制冷系统能耗进行单因素分析，这些单因素包括外围环境空气的温度、相对湿度、含湿量以及焓值，得出蒸发式冷凝器制冷系统能耗的变化规律。同时利用试验数据，对蒸发式冷凝器制冷系统能耗进行双因素分析，采用线性、二次和三次曲面拟合制冷系统能耗关于空气干球温度和相对湿度的函数。拟合和验证结果表明，二次曲面拟合结果最好。
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  大空间会议厅空调气流组织的数值模拟与实测研究

  熊伟成, 李英军, 张永东, 黎家荣, 黎强

  流体机械. 2017, 45(9): 66-70. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.09.014

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  重庆某高级酒店大空间会议厅采用旋流风口上送风、百叶风口下回风的空调方式。本文以其气流组织为研究对象，利用CFD数值模拟与现场实测，得到了会议厅的温度和速度分布。结果表明，数值模拟结果与实测数据吻合较好，采用数值模拟预测大空间建筑空调气流组织具有较高的可靠性。
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  国内外露点间接蒸发冷却技术研究最新进展

  褚俊杰, 黄翔, 孙铁柱

  流体机械. 2017, 45(9): 71-76,55. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.09.015

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  通过对露点间接蒸发冷却基本原理，露点蒸发冷却模型特点，相关试验研究的成果以及露点蒸发冷却空调机组的实际商业化产品的介绍，论述了国内外露点蒸发冷却技术研究的最新进展。相关研究表明，露点蒸发冷却技术在制冷空调、建筑节能领域有着巨大的应用前景。
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  空调室内机导流板角度对流场影响的大涡模拟

  舒朝晖, 段亚雄, 张强, 陈旭升, 万勇

  流体机械. 2017, 45(9): 77-81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.09.016

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  建立分体空调室内机全流场二维模型，对出风导流板位于3种不同角度，叶轮处于高、中、低三档转速下的流场进行大涡模拟。计算结果表明，导流板的存在，一方面可以改变出流流体的方向和分散射流速度轴心区，使室内流场和温度场更加均匀；另一方面当导流板角度不合适时，将阻碍空气流动，导流板端部涡脱落增强。
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  不同回路结构表冷器的变工况性能分析

  冯梦怡, 曾炜杰, 谷波

  流体机械. 2017, 45(9): 82-86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2017.09.017

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  建立了空调箱中表冷器的模型，与试验结果对比验证模型的正确性。利用所建立的模型，研究进风量、水流量和进风干球温度对不同回路结构空调箱表冷器的传热和流动性能的影响。结果表明，进风干球温度增大时，半回路表冷器制冷量增长幅度最大，双回路表冷器显冷量增长率最高；水流量增加时，半回路表冷器水侧阻力显著高于其他回路结构表冷器，双回路表冷器制冷量和空气侧阻力增长率最高；不同回路结构表冷器制冷量的差异随进风量的增大趋于明显。全回路表冷器各项性能参数均介于半回路表冷器和双回路表冷器之间。