圆弧类修正齿型涡旋机械气体力研究

分析了采用圆弧和线段修正齿端的涡旋机械型线啮合规律,发现只有修正曲线参与啮合的转角阶段的气体力才有别于不修正齿型;总结出了其在任意动盘转角位置的切向和径向气体力的简化和精确解析计算方法,该方法适用于所有采用圆弧和线段修正的涡旋齿型.实例验证表明,简化计算方法所带来的偏差切向力不超过5%,径向力不超过15%.齿端修正后切向和径向气体力波动幅度约增大1倍,不足压缩工况下径向气体力的最大值已接近切向气体力的最小值.     

内啮合转子压缩机齿间啮合效率研究

首先分析了内啮合转子压缩机内外转子的运动特点,给出了齿间绝对速度和相对速度的计算公式,然后借鉴普通摆线齿轮的分析方法,详细研究了转子间啮合效率的计算方法,得到了啮合效率的计算公式.研究结果表明,内啮合压缩机转子和普通摆线齿轮不同,其啮合效率不仅和型线的结构参数有关,还和齿间接触力有直接关系.因此,只有得到齿间的受力分布后,才能获得齿间的啮合效率.研究结果对此类压缩机的动力学设计具有一定的参考价值.     

涡旋齿端不等β角圆弧类型线修正研究

对不等β角圆弧类涡旋齿端的修正方法进行了深入研究,总结并阐述了这类修正方法的齿端生成理论及其工作特点,详细给出了齿端几何参数的设计与计算方法．在分析啮合过程一般规律的基础上,采用控制容积法导出压缩腔的工作容积及切向、径向气体力作用面积在整个工作过程中随动盘转角变化的精确解析计算式,这些计算式均适用于所有不等β角圆弧类型线的修正     

气化炉内下降管传热传质过程的模拟

建立了气化炉下降管传热传质过程过程的数学模莳工进行了数值计算,据此分析了下降管内合成气的温度分布与进口流速等参数的关系。研究表明,渭河化肥厂气炉下降管内的气体温度可以从１６７３Ｋ降低到５７０Ｋ,且降低气化温或气化室的出口流速和增加下降管的长度,均对激冷室内气体的降温有利。     

回风口位置对文物保存环境置换通风调控性能的影响

针对遗址文物局部保存环境置换通风调控存在空调负荷高、空间温度梯度大等问题,提出将回风口朝下布置在文物区内以减少对非空调区空气卷吸的改进方法,降低了空调负荷,提高了文物区环境的均匀性。基于现有遗址博物馆实验展厅,进一步搭建了文物区局部置换通风调控系统,对比研究了自然通风工况和回风高度分别为0.4、0.9、1.6 m的3种置换通风工况下,文物区温湿度空间分布特征和空调负荷能耗。研究结果表明:置换通风调控系统有效地改善了文物区环境的稳定性,距坑底0.2 m的范围内温度和相对湿度的波动值较自然工况分别降低了50%和88%;文物区垂直方向上出现了0.2～0.7 m和1.5～1.7 m的两个热力分层,随着回风口高度的降低,置换通风系统对文物区环境参数的调控性能增强,热分层的高度和有效调控高度降低;回风口朝下设置与原方案相比,空调负荷平均降低了57.2%,并且当回风口的高度从1.6 m降低到0.4 m时,单位面积空调负荷进一步降低了22.7 W/m~2。研究结果可为文物区局部环境置换通风调控系统设计提供参考。     

间隙对内啮合摆线转子压缩机运动特性的影响

在忽略其他间隙的情况下，仅考虑外转子和缸体镜面间隙，分析了该间隙对运动的影响，详细分析了齿间间隙对内外转子的运动及啮合关系变化的作用．采用数值迭代的方法，结合实例计算了一定间隙下，外转子偏转角度、参与啮合的外转子齿号以及实际内转子啮合点发生角．研究结果表明，外转子和缸体镜面间的间隙会造成启动过程中的冲击，而齿间的间隙会导致理想情况下的多点同时啮合运行关系转化为单点啮合．如果认为主轴转速均匀，则齿间间隙会造成外转子转速产生波动．该问题的研究可为非理想情况下的内摆线转子压缩机的受力分析研究打下基础．     

极高环境温度下的两级空调系统研究

针对极高环境温度下单级空调制冷系统运行中存在着的诸如压缩机的压缩比大，换热器热负荷大，性能系数小以及经济性差问题，采用一级节流中间不完全冷却和一组节流中间完全冷却的两级制冷系统对单级制冷系统进行改进，使压缩机制气温度降低了10℃（一级节流中间不完全冷 却）或20℃（一级节流中间完全冷却），符合排气温度的要求，同时性能系数提高了15％，因而使压缩机功耗降低，达到了提高单位工质的制冷量并使性能系数最优的目标。     

电场作用下电流变液滴的变形及力学行为

外加电场作用下的液滴变形及力学行为是电流体动力学研究的重要内容.基于volume-of-fluid(VOF)方法,将电场力作为源项添加到流体运动的Navier-Stokes方程中,提出了电流体流场与电场双向耦合的数值方法,分别研究了外加均匀电场与非均匀电场作用下,中性漏电液滴和带电液滴的变形/运动及其力学行为.小变形条件下,数值模拟得到的外加均匀电场中性漏电液滴的变形系数接近于理论值,验证了本文方法的正确性.研究结果表明,电场作用下液滴与周围介质物理属性的差异导致液滴表面不同的自由电荷再分配形式及其变形状态;相对于电场方向,中性漏电液滴可能会发生"扁长型"或"扁平型"变形.均匀电场下,中性漏电液滴内部形成稳定的回转运动,液滴不会发生宏观运动;对于存在净电荷的液滴,由于库仑力的作用,液滴不仅会发生变形,同时也会沿电场线方向运动.非均匀电场下,中性漏电液滴与带电液滴都会沿电场线运动,并发生不同的变形.本文所提出电流体流场与电场双向耦合的数值方法为静电喷雾、电泳等复杂的工程电流体动力学研究提供了理论基础.     

一种求解N-S方程的自适应直角网格方法

提出了一种用直角网格表达背景、切削网格表达边界的非结构化自适应直角网格方法.该方法采用四叉树保存网格数据,将切削简化成6种类型,用速度的旋度和散度作为自适应加密标准,从而可实现任意二维区域网格的自动生成和自适应加密.通过将极小网格边界化处理,利用SIM-PLE算法处理速度和压力的耦合,实现了该网格上N-S方程的离散和求解.算例表明,该方法网格生成简单,可以用于任意形状上的流动和传热模拟,相比非自适应方法,用一半的网格数目即可达到相同的计算精度.     

利用双流体模型研究不同煤种对煤气化激冷过程的影响

利用双流体模型,对气化炉激冷室下降管内的合成气和灰份传热与流动进行了数值计算,分析了不同煤种－黄陵煤和华亭煤对气化炉下降管性能的影响,并和生产数据进行了比较。研究表明,采用激冷流程的德士古气化炉更适合灰份质量分数较低的煤种。计算结果也表明,煤的灰份不利于合成气在下降管内的冷却降温。由于灰份的存在,使合成气在下降管的出口温度提高了,显示出灰份浓度越高,合成气的出口温度也越高。