2019年, 第47卷, 第9期　
刊出日期：2019-09-30

  

• 全选
  |

试验研究
• Select
  接触力和转速对螺杆泵定子材料摩擦磨损性能影响研究

  刘增辉, 谈金祝, 刘欣, 高小荃, 孙举博

  流体机械. 2019, 47(9): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2019.09.001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  螺杆泵转子与定子间的接触力及其转速对螺杆泵定子的使用寿命至关重要。本文以采油螺杆泵定子常用材料,即氢化丁腈橡胶(HNBR)弹性体材料为研究对象,研究接触力和转速对螺杆泵定子弹性体材料摩擦磨损性能的影响。采用摩擦磨损试验研究不同接触力和转速下HNBR弹性体材料的摩擦系数,并采用失重法分析试验试样的体积磨耗率;利用扫描电镜(SEM)观察摩擦磨损试验后试样磨痕微观形貌变化,采用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)技术分析不同接触力和转速下试样表面分子结构变化。试验结果表明,接触力和转速对HNBR弹性体材料的摩擦系数和体积磨损率均有重要影响,摩擦系数随接触力的增加而减小,随滑动速度的增加呈先增加后减小的趋势,HNBR材料的体积磨损率随接触力和转速的增加均会减小;SEM分析表明,试样的磨痕微观形貌发生了明显的变化,接触力越大,HNBR材料的粘着磨损越严重,随着转速升高,磨粒磨损加剧;ATR-FTIR结果表明,摩擦会导致橡胶材料大分子链断裂,HNBR表面仲酰胺分子链发生交联反应,接触力和转速的增加均会促进该反应的进行。
• Select
  一种盲插流体连接器的研究及设计

  赵文生, 叶正浩, 朱学凯, 韩延宁, 董智鼎

  流体机械. 2019, 47(9): 7-11. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2019.09.002

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对某设备所采用的某盲插流体连接器关键O型密封圈在接通状态处于流体通道中,不能带压插拔,需要配备过滤装置,可靠性、安全性存在隐患、使用过程中出现的问题进行了分析,介绍了一种新型盲插流体连接器工作原理,所有密封圈在接通状态没有暴露在流速较大流体中,在一定压力下带压插拔误操作也不易受损,对冷却液体纯净度要求低,可以不配备过滤辅助装置,最后对该流体连接器通过相关试验验证进行了介绍。
设计计算
• Select
  大尺寸碳纤维复合材料飞机蒙皮构件精密水切割装备的研制

  陈正文, 任启乐, 庞雷, 薛胜雄, 陈波, 武子全

  流体机械. 2019, 47(9): 12-16,26. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2019.09.003

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  碳纤维复材是典型的难加工材料,碳纤维复材飞机蒙皮构件的高质高效切削铣边技术是国内外航空先进制造技术研究热点。探讨了碳纤维复材的超高压水切割机理,分析了大尺寸碳纤维复材飞机蒙皮构件精密水切割装备的设计难点,阐述了500 MPa压力级水射流机组、五轴联动水切割机床、浮动点阵柔性托架、水刀头机构、数控系统等部件的关键技术,经过方向舵蒙皮精密水切割试验表明符合相关加工要求。
• Select
  螺旋离心泵内回流涡空化的计算与分析

  杨斌, 邓玉轩, 何娜

  流体机械. 2019, 47(9): 17-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2019.09.004

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了对水力机械内部的回流涡空化流动进行深入研究,应用CFD软件对一台螺旋离心泵进行了数值模拟计算,发现在一定工况下,螺旋离心泵叶轮进口处发生了回流涡空化,回流涡空化所形成的回流涡空化云会随叶轮的转动而转动,且回流涡空化云在转动时,回流涡空化云的体积会发生变化。
• Select
  高加疏水调节阀瞬态热应力研究

  龚胜泉, 刘春玲, 张含, 李连翠, 王周杰

  流体机械. 2019, 47(9): 21-26. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2019.09.005

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究由高温介质引起的热冲击对高加疏水调节阀温度分布及强度的影响,基于传热基本理论和有限元方法,利用ANSYS软件对调节阀进行了0~7 200 s内瞬态及稳态的仿真模拟,得到了温度场及应力场随时间的变化规律。结果表明,高温介质流入阀内,温度场及应力场需一定时间才能达到平衡;瞬态初期,由于热冲击作用,调节阀局部应力瞬时偏高,瞬态后期,热冲击作用减小,由介质压力引起的应力降低且趋于稳定,热冲击的影响不可忽略;瞬态计算结果与稳态计算结果相一致,为高温高压阀门的设计及仿真模拟提供了有效参考。
• Select
  无纺布纤维汽车过滤器过滤效率及阻力特性研究

  陈拼, 刘泽华, 刘剑桥, 黄玲玲, 王凤予, 谭子豪

  流体机械. 2019, 47(9): 27-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2019.09.006

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以无纺布纤维为材料,利用多孔介质结构脱除颗粒物。试验研究表观风速对过滤效率的影响,不同填充率下过滤面积和风速对压损的影响,不同填充率下风速对速度损失率的影响,分析多孔介质过滤机理。结果表明:汽车过滤器过滤效率随表观过滤风量增加而减小至一定值,效率曲线可由y=exp (a+bx+cx²)表示;随过滤面积增加,材料阻力会降低,结构阻力会增加,压损呈现先降低再增加;风速增加,压损增加;填充率增加,压损增加;风速从0.54 m/s增至2 m/s时,经过过滤器后速度减少量在8%~12%,实测值与模拟值吻合度高。
• Select
  笼罩结构对椭球形阀芯抑制空化的参数分析

  侯聪伟, 钱锦远, 金志江

  流体机械. 2019, 47(9): 33-39,32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2019.09.007

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在小开度的情况下,在椭球形阀芯外侧安装多孔笼罩的方法对于抑制阀门流场的空化有着较好的效果。为了研究笼罩结构参数对带多孔笼罩椭球形阀芯空化的影响,进一步提高多孔笼罩抑制空化作用的效果,建立了小开度下带多孔笼罩椭球形阀芯的数值模型。在相同开度下,对不同笼罩直径、不同笼罩孔数以及不同笼罩孔径的模型进行数值模拟比较。结果表明,大直径少孔小孔径的多孔笼罩抑制空化的效果最好。当多孔笼罩开孔率恒定时,优先考虑孔数少的多孔笼罩。本文的研究对于多孔笼罩的设计和阀内空化的抑制有着一定的指导意义。
应用技术
• Select
  基于适定工质的准二级压缩循环在高温工况下的特性研究

  杨兴林, 李自强, 赵海波, 沈九兵

  流体机械. 2019, 47(9): 40-46,11. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2019.09.008

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以经济器补气的准二级压缩循环为研究对象,在40~65℃循环温升下选取R1233zd (E)、R245fa为代表性高温热泵工质,建立循环分析模型,调用软件Refprop查询工质物性进行理论仿真,在与单级压缩循环对比中分析了中间补气压力、一级压缩容积比、蒸发温度和冷凝温度对循环制热量、压缩机功率、COP的影响。结果表明:蒸发温度45℃、冷凝温度110℃的高温工况下,准二级压缩循环的制热性能优于单级压缩循环;最优相对补气压力系数1.1~1.3处,R1233zd (E)、R245fa的COP分别提高8.7%和11.1%;COP随一级压缩容积比增大而减小,工质COP减小率分别为2.7%和2.2%;COP随蒸发温度升高而增大,工质COP增加率分别为10.1%和10.7%;COP随冷凝温度升高而减小,工质COP减小率分别为9.7%和10.8%。
• Select
  基于正交试验的多翼离心风机气动性能优选

  肖千豪, 蒋博彦, 王军, 申志贤, 吴灵辉

  流体机械. 2019, 47(9): 47-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2019.09.009

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  叶轮和蜗壳是多翼离心风机的核心部件,其结构参数和相互匹配关系对风机的气动性能有着重要的影响。本文基于正交试验的方法,通过方差分析,确定了叶片出口角β₂、叶轮切割深度H、蜗壳偏移量L这3个参数以及交互作用对多翼离心风机气动性能的影响程度,以最大静压为主要的优化目标对风机气动性能进行优选。研究结果表明:蜗壳偏移量L对风机的气动性能影响程度最大,优选后风机与原机相比,其最大静压提高了31.6%,最大流量增加了0.3m³/min。
• Select
  长输管线球阀密封机理失效原因分析及对策

  陶国庆, 宋忠荣, 刘建峰, 章茂森, 张绍华, 胡军

  流体机械. 2019, 47(9): 51-55,83. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2019.09.010

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  从长输管线工程实际出发,介绍了管线球阀活塞效应阀座密封原理,重点对管线球阀密封失效的原因进行了分析,并提出了相应建议。
技术综述
• Select
  基于高压水射流的船体清洗机器人关键技术分析

  陈光明, 黄旋

  流体机械. 2019, 47(9): 56-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2019.09.011

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  从吸附结构方面对近几年的船体清洗机器人进行分类介绍,阐述了各种吸附类型的优缺点及适用的环境。在分析机器人的工作姿态和失稳形式的基础上,分析了机器人吸附性与灵活性之间的矛盾,突出了发展复合吸附式船体清洗机器人的优势,并提出可行方案。从船体清洗方式的角度阐述了环保的高压水射流清洗技术,论述了坞内高压水射流清洗与水下高压水射流清洗存在的缺陷,提出将高压水射流技术与爬壁机器人技术结合的方案。最后总结了船体清洗机器人存在笨重不灵活、清洗不环保、智能化不足等问题,展望了机器人向复合吸附、自动化清洗和编队化作业发展的关键技术。
制冷空调
• Select
  PCHE型混合工质冷凝器热力性能试验研究

  于改革, 陈永东, 闫永超, 张明然, 倪利刚

  流体机械. 2019, 47(9): 63-66. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2019.09.012

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  PCHE (Printed Circuit Heat Exchanger)型混合工质冷凝器是浮式液化天然气装置中冷凝器的首选型式。本文通过构建混合工质冷凝试验系统,完成了PCHE混合工质冷凝器冷凝试验。以混合工质冷凝平衡模型理论为基础,采用BellGhaly方法与Shah冷凝准则方程进行微通道内混合工质冷凝计算。对比分析理论计算与试验结果表明:在高雷诺数情况下,Bell-Ghaly-Shah方法计算的混合工质冷凝传热系数与试验结果偏差为3.11%。本文研究内容对PCHE型混合工质冷凝器热力设计具有重要借鉴意义。
• Select
  R1234yf套管式蒸发器模拟研究

  刘馨, 张卫军, 曹琬, 周乐, 石泉

  流体机械. 2019, 47(9): 67-71,50. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2019.09.013

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  新型制冷剂R1234yf近几年作为R134a的替代选择被广泛研究,FLUENT工程软件可以模拟制冷剂在蒸发器中的相变换热过程,得到换热过程中制冷剂的温度分布以及流速对换热的影响,通过对模拟数据的分析,获得气相制冷剂沿换热管轴向的体积率分布。通过改变FLUENT软件中边界条件相关参数,得到平均换热系数随蒸发压力、和热流密度和流速的变化趋势以及改变蒸发温度对含汽率的影响。结果表明在干度为0.68时传热系数为最大值,随着干度的增加,先升高后降低。
• Select
  热泵空调系统中相变蓄热特性及系统性能试验研究

  陈华, 李戈, 杨亚星, 柳秀丽, 刘园园, 闫佳

  流体机械. 2019, 47(9): 72-77. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2019.09.014

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  将相变蓄热装置与空气源热泵空调系统进行结合,主要研究在部分冷凝热回收模式下,相变蓄热箱中分别采用单一相变材料(纯石蜡)和复合相变材料(纯石蜡/泡沫铜)进行冷凝热回收的试验。通过试验数据比较加入促进导热材料前后蓄热材料在进行部分冷凝热回收时的蓄热温变速率,以及系统的吸排气压力、制冷能效比、综合能效系数等系统参数的改善情况。结果表明:空气源热泵空调系统在部分冷凝热回收模式下,复合相变材料与单一相变材料相比,蓄热速率提升了6.5%,温差减少了44.1%,温度分布更为均匀;系统性能中,制冷性能系数(EER)提升4.1%,综合能效系数(COP_t)提升30.5%,各项指数在复合相变材料蓄热系统中均有提升。试验数据和结论为复合相变材料蓄热的推广及进一步研究提供参考。
• Select
  内嵌管式围护结构间歇供冷房间热环境响应特性研究

  隋学敏, 王华江, 江超

  流体机械. 2019, 47(9): 78-83. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2019.09.015

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  采用TRNSYS软件,针对典型办公建筑,对内嵌管式围护结构间歇供冷下房间热环境动态响应特性进行了模拟研究。研究结果表明间歇供冷下内嵌管式围护结构供冷构件存在显著的蓄放热特性,供冷构件热流密度最大值出现在供冷停止后1 h左右;间歇运行不会引起室内热环境参数大幅度波动,可保持室内温度基本稳定;间歇供冷下内墙也存在蓄放热特性,但其释冷量很小,可忽略不计;夜间供冷和日间供冷下室内空气温度及系统所需供冷量均差异不大,夜间供冷无明显节能优势。夜间供冷可减小冷水机组装机容量25%左右,且可利用低谷电价节省运行费用,从经济性角度建议采用夜间供冷。研究结果可为内嵌管式围护结构供冷系统的运行调控提供理论指导。
• Select
  公共场所用单元式蒸发冷却空调的设计与测试分析

  许晶晶, 黄翔, 张鸿, 李婷婷, 安苗苗, 褚俊杰

  流体机械. 2019, 47(9): 84-88,77. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-0329.2019.09.016

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  通过总结对比现有单元式蒸发冷却空调的优缺点,结合理论分析及公共场所特点提出结构、性能上的优化设计,包括加大送风射程;通过设置2台独立水泵实现旁路控制,从而减小送风湿度;优化风机与蒸发冷却填料的安装位置;将广告媒体与降温技术结合实现功能多元化。并对设备进行某高校食堂的应用测试分析,结合实测结果总结蒸发冷却效率的影响因素,干湿球温差、相对湿度、进风口风速及布水情况,得出该设备进风口最佳迎面风速介于1.4~1.7 m/s之间。