流体机械

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吕运容, 陈学东, 陈志平, 梁春雷

流体机械. 2018, 46(9): 1-6,37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2018.09.001

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对碳钢材料多个冲刷角度下的高温环烷酸流动腐蚀进行试验和数值模拟研究，揭示了冲刷角对环烷酸流动腐蚀的影响规律和影响机制。试验证明碳钢材料的腐蚀速率随着冲刷角的增加，先上升后下降再增加，存在极小值和极大值，并发现冲刷角通过改变冲刷强度和传质过程影响环烷酸流动腐蚀性能，腐蚀受表面剪切应力和近壁处湍流强度的共同控制，对石化装置工程设计与腐蚀监控具有一定指导意义。

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舰船用泵倾斜出口边叶轮的径向力研究

操瑞嘉, 孔繁余, 陈金平, 杨慧, 周以松, 孙静如

流体机械. 2018, 46(9): 7-12,30. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2018.09.002

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舰船用泵的振动噪声影响到舰船的隐蔽性，减振降噪是当下关注的重要议题。舰船用泵在小流量工况运行时，常因作用于叶轮上的径向力分布不均而引发机械振动，进而产生噪声。在水力设计方面，可以采用叶轮出口边倾斜设计的方法来改善船用泵在小流量工况下的径向力特性。运用数值模拟与试验相结合的方法来研究径向力脉动分布及其特性，模拟结果表明：出口边倾斜布置相较于传统的出口边垂直布置可以有效改善叶轮的径向力特性，而水力性能变化不大。因而，完全可以在不改变泵结构的前提下，将直叶片叶轮更换为斜叶片叶轮，进而取得良好的降噪效果。

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新型射流振荡器工作原理与试验研究

赵钰, 龚盼, 刘志刚, 王鹏, 冯定, 涂忆柳

流体机械. 2018, 46(9): 13-17,83. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2018.09.003

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设计了一种新型射流振荡器，该振荡器中没有运动件，没有温度限制，不与井下化学物质反应，寿命长，适应性好。通过FLUENT软件进行仿真，得到流体在流道中流速及压力变化过程，证明了其工作原理的可行性，并得到了新型射流振荡器压降和轴向力数值变化曲线。仿真计算与现场试验进行对比，验证了仿真结果的正确性。研究为射流振荡器的数值计算提供了方法和依据，同时也为进一步研究射流振荡器的结构参数和理论分析打下基础，为射流振荡器的设计提供理论支持。

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离心压缩机圆截面外蜗壳型线改进的数值研究

马峰, 赵忖

流体机械. 2018, 46(9): 18-23. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2018.09.004

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基于数值方法，以一台单级离心压缩机为研究对象，对其圆截面外蜗壳的型线进行了改进研究。主要措施有：改进蜗壳横截面积沿圆周角的变化规律，以改善蜗壳入口流场的均匀性，降低蜗壳截面最大通流速度；减小蜗舌处蜗壳的横截面积，从而减少蜗壳内通流气体总量，减小蜗壳总流动损失。数值计算结果表明，改进后蜗壳自身气动性能得到明显提升，蜗壳入口流场得到改善，在设计流量下，蜗壳多变效率提高了8.04%，压缩机级多变效率提高了1.26%。

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排气管内置壁面厚度对旋风分离器性能的影响

李杰, 马欣, 赖科, 徐洋洋

流体机械. 2018, 46(9): 24-30. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2018.09.005

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针对旋风分离器的排气管内置壁面厚度对其流场和分离性能的影响。采用数值试验模拟分析了旋风分离器的对应于7组不同排气管内置壁面厚度下的速度云图、压降值、切割粒径以及速度矢量的变化情况。结果表明，随排气管内置壁面厚度的逐渐增大，其筒体段和锥体段的整体切向速度依次减小，在筒体段下半部分和锥体段，当内置壁面厚度大于等于0.1D时，中心位置存在二次涡流现象且对其分离效率会产生负影响；随排气管内置壁面厚度的增加，整体轴向速度基本依次增大；随排气管内置壁面厚度的增加，压降值依次减少，切割粒径先略微减少然后一直增大，壁面厚度为0.025D时，其分离效率为最优；随排气管壁面厚度的增加，在排气管内置壁面的正下方，逐渐形成涡旋，并且涡旋强度逐渐增大。忽略旋风分离器排气管内置壁面厚度变化，会造成性能预测和数值模拟上的偏差。

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2种结构参数旋转轴唇形油封的密封性能研究

陈建垒, 张付英, 宋娜娜, 段晶莹

流体机械. 2018, 46(9): 31-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2018.09.006

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应用有限元分析软件ABAQUS，建立了唇形油封的有限元模型，分析了唇口接触压力对油封密封性能的影响。基于有限元分析结果，集成数值计算理论方法，研究了油封运行时，轴转速对温升、泵汲率、摩擦扭矩及密封性能的影响及规律。结果表明：优化前和优化后2种结构参数的油封模型，其各密封性能指标均满足密封要求；且在分析的工作参数范围内，优化后油封随转速的增加，温度增加的幅度和摩擦扭矩明显低于优化前油封，而泵汲率比优化前有显著提高，表明优化后油封具有较佳的密封性能。

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核主泵叶轮与导叶能量转换的数值计算

程效锐, 魏彦强, 刘贺, 吴超

流体机械. 2018, 46(9): 38-43. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2018.09.007

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基于连续性方程、雷诺时均N-S方程和RNG k-ε湍流模型，对核主泵内部流场进行稳态数值计算，并进行试验验证。根据数值计算结果分析导叶、蜗壳内静压回收与总压损失、压力变化等特性。结果表明，数值计算性能预测结果与试验结果吻合；在小流量工况下导叶内总压损失明显大于蜗壳，两者变化趋势刚好相反，随着流量的增大导叶内的总压损失减小而压水室内的增大；在大流量工况下导叶内总压损失在总损失中占主要部分，随着流量的增大导叶和压水室内的总压损失变化一致，都增大；静压回收主要在导叶中进行，在蜗壳中静压回收小；导叶工作面与背面的压力随流量的增大均减小，在大流量工况时减小程度更大；叶轮流道内压力随流量的增大逐渐增大，并且在叶轮流道中后段压力分布不均匀，压力梯度大，最大压力位于压力面靠近叶片尾缘处；动静转子之间压力随流量的增大而增大，在大流量工况下压力梯度变化大。

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高压空气管网系统阀内流体计算及泄漏分析

谢江辉, 尚进, 张德满, 羊慧, 雷金, 李辉

流体机械. 2018, 46(9): 44-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2018.09.008

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对高压空气管网系统中的电磁阀内部空气流动及垫片处的泄漏进行研究，首先对管道中的电磁阀进行三维建模，运用流体力学FLUENT软件的动网格技术，计算出不同的开关阀工况下在管道内部形成的压力脉冲，并将管道内部形成的最大压力脉冲，结合密封件泄漏的理论计算验证方法，分析计算以判断高压空气管网是否会产生泄漏。最后根据仿真结果提出防止泄漏的有效方法，为工业中保证高压管道安全运行提供参考。

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层叠型双腔并联压电泵结构设计

孙晓锋, 于文鑫, 祝明威, 接勐, 姜德龙

流体机械. 2018, 46(9): 51-54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2018.09.009

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为减小双腔并联压电泵的泵体体积，采用新的设计方法设计了一种新型层叠型双腔并联有阀压电泵。将层叠型与一字型双腔并联泵的泵体体积进行比较，前者的体积为38 400 mm³，后者体积为59 904 mm³，前者是后者的0.64倍。分别以水和空气为介质对2种结构压电泵进行输出性能试验，试验结果显示：层叠型输送气体流量和输送液体压力好于一字型，最大输送气体流量为3 834 mL/min，最大输送液体压力为21.2 kPa；而输送液体流量不及后者，最大输出流量为744 mL/min。结果表明，层叠型结构极大减小了双腔并联压电泵体积，并在输出性能方面有所提高。

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离心溶剂萃取法提取盐湖卤水中高纯氯化锂的研究

朱碧肖, 张德友, 陈崔龙

流体机械. 2018, 46(9): 55-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2018.09.010

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为从盐分复杂、高镁锂比的盐湖卤水中提取锂元素，并规模化制备高纯氯化锂，采用离心溶剂萃取法，制定了从原料到产品的整个工艺路线。通过对盐湖卤水进行除硼、调pH值等前处理后，用离心溶剂萃取法，经大流量离心萃取机多级串联逆流形成的萃取、洗涤、反萃、皂化、除铁等单元，再经除油脱色、蒸发结晶、分离、干燥单元，最终获得99.5%纯度无水氯化锂产品。

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基于双温储能热管的余热回收装置系统设计与试验研究

徐笑锋, 章学来, 张宇迪, 丁兴江, 周孙希, 刘升

流体机械. 2018, 46(9): 59-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2018.09.011

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化工领域的余热回收利用中存在供能不稳定、不持续及回收率低等问题，将相变储能技术与重力热管结构结合到余热回收系统中，通过理论计算筛选0.63 kg赤藻糖醇与0.92 kg三水醋酸钠为相变材料储能，并设计双温储能热管系统进行可行性试验研究。试验表明：双温储能热管系统安全可靠，相变材料蓄热利用率为78.49%，系统总效率为55.29%。系统设计简单、成本较低，达到与热回收利用及节能减排目的，具有广阔的社会效益和应用前景。

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热泵蒸汽系统的试验研究

杨强, 苏帆, 李强, 勾小溪, 岳献芳, 王智超, 徐昭炜

流体机械. 2018, 46(9): 64-69. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2018.09.012

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热泵蒸汽系统是一种节能环保的蒸汽发生系统。为了研究热泵蒸汽系统的实际使用情况，设计并搭建了热泵蒸汽系统试验平台，通过理论分析和试验测试，研究了热泵蒸汽系统的运行效果。结果表明：热泵蒸汽系统产生蒸汽110℃（0.11 MPa，7.68 kg/h）时，喷射器喷射系数为0.60，系统COP_hps为1.15；产生蒸汽115℃（0.12 MPa，14.10 kg/h）时，喷射器喷射系数为0.47，系统COP_hps为1.17。

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高炉余热驱动鼓风除湿技术再生试验研究

李阳阳, 柳建华, 张良, 张嘉文

流体机械. 2018, 46(9): 70-74. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2018.09.013

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对高炉余热驱动鼓风除湿的再生部分进行了试验研究。针对某地全年不同气候条件，对采用LiCl溶液脱湿鼓风进行了理论分析和1：200的模化试验研究，来验证利用余热驱动液体除湿中再生部分的规律性和可行性。试验结果显示，再生效果与溶液液气比、温度、浓度有关。液体除湿再生时存在最佳液气比，液气质量比在1.25时效率可达60.65%；再生过程中，溶液温度越高，再生效果越好；浓度越低，再生效果越好。溶液喷淋温度由62.2℃升至80.1℃，质交换效率由59.32%升高至71.35%，但从75.7℃升高至80.1℃，质交换效率仅增加0.95%。全年运行时，浓度保持40%不变，除湿采用冷却塔冷却，再生采用70℃溶液喷淋，改变进口势差对该地全年进行模拟。运行时系统中除湿量等于再生量，再生过程可调性强，对热源温度波动不敏感，操作方便，系统稳定。

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空气-土壤源柔性热泵系统在寒冷地区小型建筑中的能耗分析

杨子旭, 吕伟华, 冉思源, 石文星

流体机械. 2018, 46(9): 75-79. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2018.09.014

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土壤源和空气源热泵系统在我国寒冷地区的应用都存在一定的局限性，而空气-土壤源柔性热泵系统则可通过不同品位能源的合理搭配，实现优势互补。以寒冷地区北京密云的一栋小型单体住宅建筑为对象，设计了空气-土壤源柔性热泵系统，并以TRNSYS为平台搭建系统模型，分析制定运行策略，并研究其长期运行的能耗。结果表明，与土壤源热泵系统相比，柔性热泵系统能够保障土壤热平衡且具有良好的节能效果。系统在第5年的全年运行综合性能系数APF约为3.2，高于土壤源热泵13.4%，年耗电量减少16.3%。单位供暖/空调面积的耗电量为22.4 kW·h/（m²·a）。

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欧盟空气源热泵热水器(静态)测量不确定度评定

杨华, 张威, 何林

流体机械. 2018, 46(9): 80-83. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2018.09.015

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为评定欧盟空气源热泵热水器（静态）机组参考放水循环总有效热能的测量不确定度，对其参考放水循环测试过程进行分析，建立测量不确定度评定的数学模型，确定其测量不确定度的主要来源为水体积流量的测量。分析结果表明，水体积流量计的测量精度对测量不确定度贡献值最大，占总有效热能测量不确定度的90%左右，是直接影响测量结果不确定度的主要因素；进、出水温度测量精度对总测量不确定度的影响次之；重复性测量导致的不确定度对总测量不确定度的影响只有0.1%左右，基本可忽略不计。

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R417A和R22混合制冷剂应用于低温空气源热泵的试验研究

李丹, 李德英, 张帅, 冯硕

流体机械. 2018, 46(9): 84-88,54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2018.09.016

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选用REFPROP 9.0制冷剂计算程序，分析模拟了R22和R417A在4种不同配比下混合构成制冷剂的热物性参数，并计算了不同比例下的理论循环特性，得到最佳比例为7：3。在2种低温工况（-7.6℃和-12℃）下，分别将4种混合制冷剂充注到一台低温空气源热泵机组，对压缩机吸排气压力、压缩机吸排气温度、压缩机功率、制热量、能效比等参数进行测试记录，并与R22制冷剂进行对比分析。结果表明：试验和理论相一致，最佳比例为7：3。该混合制冷剂系统的单位制热量和COP略低于R22系统，但是吸、排气压力，吸、排气温度以及压缩机运行功率均低于R22。

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2018年, 第46卷, 第9期　
刊出日期：2019-12-23

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