全封闭复合轮齿压缩机指示图的实验研究

通过对一种新型的具有部分内压缩的转子压缩机－－复合轮齿压缩机的指示图测试，录取了该机在压缩，压力均衡及排气早期工作腔内的动力压力变化，从动态压力的变化曲线可以发现，高低压气体的压力均衡过程及腔内气体在背压下压力升高的过程都是等容过程，其中腔内气体在背压下压力升高的过程中气体从背压腔向工作腔中倒流，实验结果与理论分析相符，实验结果表明，等容压缩和等容膨胀是具有部分内压缩的转子压缩机的特征。     

旋叶式压缩机叶片运动学理论研究与仿真

分析了叶片偏置式旋叶式压缩机的优势,用等距曲线的包络原理,将叶片的运动简化为叶片主圆弧圆心的运动,对叶片偏置式旋叶式压缩机建立起叶片运动学模型,导出了叶片位移、叶片速度及叶片加速度与转子转角的关系,并由获得的理论进行了仿真分析,该方法避免了求叶片接触点的复杂过程,同时具有求解的精确性。由于偏置式叶片与对心式叶片其运动学特征有较大的差异,对叶片偏置式旋叶式压缩机的叶片运动分析,不能简单地采用对心式叶片的分析方法,由简化方法计算分析所获得的结论不能表明所研究缸体型线具有的运动学和动力学特性。对广泛应用的偏置式旋叶式压缩机叶片的运动学提出了科学符实的理论计算方法,对实现高容积效率和高效压缩的多段组合的缸体型线的创新,提供了可靠分析的理论基础,拓宽了旋叶式压缩机的设计理论。     

含油率对涡旋压缩机压缩过程的影响

提出了考虑到润滑油影响的压缩腔和背压腔工作过程数学模型，并对压缩过程进行了计算模拟。在此基础上，进行了一定运行条件下的实验研究。得到了流入压缩腔内的润滑油量与涡旋压缩机容积效率，压缩功率损失，背压和排气的关系的曲线。     

变转速工况下电动汽车涡旋压缩机切向泄漏研究

针对电动汽车涡旋压缩机动、静涡旋盘径向间隙产生的切向泄漏问题,文章基于油膜润滑理论计算模型,利用有限差分方法数值求解二维雷诺方程,得出动、静涡旋盘径向间隙上的油膜压力分布规律以及压缩机转速变化时涡旋盘壁面上的油膜承载力和表面摩擦力的变化规律.压缩机性能实验结果表明:随着压缩机转速的增大,泄漏间隙随之减小,表面摩擦力随之...     

叶片式气动马达主排气区腔内气体工艺参数的计算

为对气动马达进行动态特性分析,其叶片所处位置构成的各腔室内气体压力、温度等工艺参数的计算尤其关键.具有正反转性能相同的叶片式气动马达,由于主排气口结构的特殊性,该区处腔室内气体压力与温度的计算比较困难.运用质量守恒定律,完成了工作过程中叶片所构腔室在主排气区任意位置时的气体工艺参数计算,为该类马达的动态特性分析奠定了基础.     

往复式压缩机阀片所受动态气体力的分析

本文分析了往复式压缩机阀片开启的最初阶段阀片所受的动态气体力、阀片的位移、阀片的运动速度和加速度的相互关系及变化规律,同时还分析了气缸中气体压力和阀腔中气体压力的变化。通过对动态结果与静态结果的比较分析,说明深入研究和精确测量阀片所受的动态气体力是必要的,其方法也是可行的。     

离心叶轮背叶片的直径计算

在化工泵、渣浆泵的离心式叶轮盖板外侧设置的背叶片,由于缺乏计算背叶片直径的规范及方法,造成确定这一参数的随意性,降低了背叶片应有的水力功能.以旋转流体内流体压力分布规律为基础,通过数学分析与定量积分运算,获得在后盖板外侧设置背叶片和前、后盖板外侧均设置背叶片的2种叶轮结构中,为完全平衡叶轮轴向力,背叶片直径所应满足的代数求解方程,该方程可以准确确定背叶片几何尺寸,避免了背叶片结构设计中的随意性.     

新型IPR曲线的研究与应用

注水保持压力开发油田,当井底流压低于饱和压力以后,指示曲线向压力轴偏转,并会出现最大产量点;原有的IPR方程已不适用。首先以达西渗流定律为基础,进行因素分析,找出影响IPR曲线形态的各种因素;然后从变形介质入手,讨论它对IPR曲线方程的影响;再综合各种因素的影响,经数学推导,建立一种新型IPR曲线方程。进一步分析曲线形态随各参数的变化规律,并为最大产量点的求取提供了方法。这种新型的IPR方程可用于不同流动压力下油井流入动态计算,从理论上解释了矿场系统试井中流入动态曲线向压力轴偏转并出现最大产量点等实际问题。     

实际气体介质离心压缩机级气动性能相似性分析

为研究某一离心压缩机模型级气动性能是否随不同实际气体介质变化,通过验证数值模拟与实验结果的符合性,采用数值方法对比分析了以空气为原始工作介质和以R134a(氟利昂)、CH_4(甲烷)为实际气体介质在当量转速与变转速下的气动性能的相似性及变化规律:无论以设计工况还是非设计工况为当量转换点,均能获得一致的当量转速值,且不同实际气体介质在当量转速下的多变效率及多变能量头系数曲线与原始气体性能曲线能够保持很好的符合度.以实际气体CH_4为例,说明了在变转速条件下,压缩机气动性能在亚音速时,不同马赫数的性能曲线及工况范围变化趋势一致;跨音速时,气体的最高效率点明显移向大流量工况,且马赫数越大,运行工况范围显著变窄,同时性能曲线不再满足相似性规律.     

热泵涡旋压缩机的热力学特性

基于热泵涡旋压缩机几何参数、热力学第一定律、质量能量守恒定律等,建立了热泵涡旋压缩机的几何模型和热力学模型.利用欧拉法对所建热力学模型进行求解,得到了压缩机运行1个周期工作腔内工质温度、压力、质量的变化规律,并进一步分析了不同工况条件下热泵涡旋压缩机工作过程中泄漏量的变化规律.同时,通过搭建实验平台对所建热力学模型进行了验证.结果表明：吸气压力和吸气温度对压缩腔的影响最大,吸气压力降低0.1 MPa时第三压缩腔泄漏量降低9.45%,吸气温度降低5℃时第三压缩腔泄漏量降低6.841%;而转速的变化对涡旋压缩机各个工作腔泄漏量的影响比较平均;且实验值与模拟值接近,验证了模型的正确性,可为热泵涡旋压缩机的性能优化提供一定的理论参考.     

迷宫密封泄漏特性的试验研究

为了研究迷宫密封泄漏特性,设计并搭建了旋转密封试验台,测量了典型迷宫密封在8种压比、5种转速、固定密封间隙下的泄漏量和密封腔室压力.通过数值模拟结果的对比分析,找出了压比、转速对迷宫密封泄漏特性和腔室压力的影响规律.研究结果表明:搭建的旋转密封试验台在迷宫密封泄漏量和密封腔室压力的测量精度上是可靠的;相比于试验结果,数值计算获得的泄漏量和腔室压力的最大相对误差分别为3.25%、3.6%,表明试验与数值结果吻合良好,数值方法可以较准确地预测迷宫密封的泄漏量和腔室压力;相同转速下的流量系数随着压比的提高而增大,小压比下的流量系数增加迅速;相同压比下的转速对流量系数的影响很小,可以忽略;迷宫密封腔室压力系数沿流动方向逐渐减小,密封腔室结构对压力系数影响很大.     

背叶片对固液两相螺旋离心泵轴向力与流场的影响

基于相对坐标系下的雷诺时均N-S方程和RNG湍流模型,采用非结构化混合网格技术和SIMPLEC算法,对带有叶轮背叶片的螺旋离心泵进行全三维数值模拟.通过改变叶轮背叶片数目和宽度设计出5种不同螺旋离心泵叶轮方案,并分别以清水和固液为介质,对各种方案下泵内流动进行全三维数值模拟,获得螺旋离心泵叶轮无背叶片和不同背叶片数目及宽度下流场及轴向力变化趋势和规律.结果表明:清水介质以及不同固相颗粒体积分数下轴向力具有几乎一致的变化规律,且轴向力大小随固相颗粒体积分数的增大而增大.背叶片对叶轮轴向力大小和方向均有影响,背叶片数目、宽度对于平衡轴向力均存在最优值且对后腔及蜗壳内部流动有较大影响.背叶片对后腔间隙及蜗壳内固相颗粒体积分数分布及压力分布影响较大.背叶片消耗一定的轴功率,其宽度变化对轴功率影响较大,数目对轴功率的影响有最优值.     

压回法阶段压井数学模型与模拟分析

 根据压回法压井过程中气体压缩规律和气液两相流特性,提出了压回法压井过程可分为3 个阶段,并建立了考虑气体滑脱的阶段压井数学模型,用于压回法作业井底压力和套压变化规律的定量计算。压井参数敏感性模拟分析表明,压井排量越大,压井持续时间越短,产生的井底压力和套压越大;地层渗透率和渗透性地层厚度对压井第一阶段的井底压力和套压影响不大,但当高渗透或高厚度地层进入压井第二、第三阶段,随渗透率或地层厚度增加,压井产生的井底压力和套压减小,且降幅减缓。通过分析压井过程中井底压力和套压变化规律,绘制了压回法典型压井曲线模型。预测结果与实测数据对比表明：该数学模型具有较高的预测精度,能够为溢流压井方法的选择和压回法施工设计提供理论依据与指导。     

压力波动规律研究及其对钻井泵液缸体系的影响

本文在联立活塞的运动方程、液缸内流体的控制方程及阀盘的运动方程三者的基础上,建立起了钻井泵液缸内压力波动规律的一阶数学控制模型,该数学模型可以用来模拟压力随时间的变化规律、阀盘升距的变化规律以及阀盘对阀座的冲击力计算。在此基础上,进一步全面分析了压力波动对液缸体系的影响。     

核电超长末叶气动稳定性的流固耦合数值研究

为了准确模拟内流场长叶片在高背压条件下的气动特性和稳定性机制,采用三维时域响应流固耦合算法进行了研究。流场域先进行内部迭代收敛后,在时域上与固体域进行耦合迭代求解,并且利用流场与叶片有限元模型之间的交界面进行气动力、位移等变量的数据交换和迭代计算,对新开发的核电超长末级叶片在3 600、7 200、10 800Pa这3种背压工况下的气动稳定性和流动特征进行了分析。结果表明,随着背压增大,在叶栅流道内的近出口处附近出现了由压力扰动引起的旋涡流动现象,3种背压工况下叶片的时域响应曲线均以1阶动频模态为主进行自由衰减,并表现出非线性的振动特征,叶片的响应幅值均呈现收敛的趋势,新开发的核电超长末级叶片在背压从3 600增大到10 800Pa范围内时保持气动稳定,不会发生颤振现象。叶栅背弧面激波随背压升高不断朝气流方向移动但并未发生脱体,在叶片振动过程中叶高各截面的流场流动也保持平稳,同时,时域响应曲线的气动阻尼随背压变大而减小,这表明叶片的气动稳定性随背压增加而逐渐减弱。     

采用模腔压力曲线的注塑成型实验

通过模腔压力传感器测量模腔压力,研究模具不同部位的模腔压力曲线,测量注塑过程中的模腔压力和塑料制品残余应力,研究模腔压力曲线与塑料制品残余应力的关系.在此基础上,探讨注射压力和保压压力对模腔压力曲线形状的影响规律.实验结果表明:模腔压力曲线和塑料制品残余应力、注塑工艺参数有很大的关系.     

不同湍流模型下偏导射流伺服阀 前置级流场特性仿真

利用常用的k-ε湍流模型对偏导射流阀前置级流场进行数值模拟,探讨不同湍流模型对偏导射流伺服阀流场信息的影响.在相同初始条件下,对偏导射流阀前置级流场进行两相流二维数值计算,获得不同湍流模型下,压力、速度场信息及气穴分布特点.针对两接收腔压力仿真值比实测值要小的情况,主要是由于将流场边界层流动视为高雷诺数流动与实际情况不符造成,引入低雷诺数模型对边界层进行处理.在此模型的基础上继续深入研究单向流和两相流模型及不同背压和湍流强度对流场特性的影响.仿真结果表明:接收腔压力提高并与实测值相一致.采用两相流模型获得的结果更为真实,并且提高背压和增大湍流强度都会使两接收腔压力升高,对空化现象有一定的抑制作用.     

几何参数变化对离心压气机性能的影响

以某离心压气机为研究对象,依据一维平均流线法计算了不同换算转速下的特性,获得了具有较高参考价值的性能曲线。为了进一步匹配不同换算转速下的几何参数,分别优化分析了叶轮叶片出口角、导流叶片进口预旋角以及叶片扩压器安装角等参数对离心压气机性能的影响。结果表明:后弯叶片角度提高10°,100%转速下压比降低最多达9.9%;90%转速下最高效率降低最多达1.5%。前弯叶片角度提高10°,90%转速下压比提高最多达7.4%;80%转速下效率降低最多达1.4%。进口导流叶片预旋值的调节对设计转速下峰值效率影响不大,其值在以5°为梯度由正到负的变化过程中,压比逐渐升高且较原始值最大改变量多达2.7%。叶片扩压器安装角在±8°为梯度调节时,设计转速下压比最多有2.7%的下降量,峰值效率点变化不明显。     

不同出口角度扩压器的内部流动及离心压缩机级性能数值研究

以某多级离心压缩机首级为研究对象,运用数值模拟方法研究扩压器出口安装角对压缩机级性能的影响,得出不同出口安装角情况下压缩机单级的性能曲线,并分析扩压器内部流动特点和损失机理,通过压力恢复系数Cp对比不同流量下不同扩压器的扩压效果。结果表明,当扩压器出口安装角增大时,性能曲线向大流量区移动,最高效率和压比先升高后降低;不同出口角度下叶片扩压器的扩压效果由不同工况下的流动特性决定;在大流量下,不同出口角度下扩压器叶背形成分离区且旋涡位置不同;在小流量下,具有较大出口安装角的扩压器叶腹率先出现分离区。     

往复式冰箱压缩机曲轴动态特性与轴承润滑计算分析

提出一种往复式冰箱压缩机受动态载荷作用的悬臂曲轴动态特性及其主副滑动轴承油膜厚度的计算分析方法。采用压缩机汽缸内压力变化实测数据,考虑活塞、连杆与曲轴所受气体力和惯性力,建立了曲轴与电机转子横向位移与倾斜动力学方程;采用滑动轴承有限长油膜模型,并用有限元离散化方法数值逼近;观测了过负荷工况寿命试验后曲轴磨损情况,测量了曲轴圆度。对样机的计算分析结果表明:压缩机工作时,曲轴除转动与平移外,倾斜方位也在不断变化,但上部中心基本上在第一象限内,而下部在第三象限,转角为0°时曲轴倾斜最大;额定与过负荷工况下,曲轴与轴承孔上部会发生偏磨,而轴承与轴承孔下端过负荷工况会发生偏磨;增加曲轴直径,主副轴承最大偏心率都会减少,最小油膜厚度明显增加;转速增大会使主轴承油膜厚度减小,而副轴承油膜厚度增加。该结果可为节能环保冰箱压缩机的研发提供参考。