通用化透平压缩机运行性能高速在线评估系统设计

提出了一种化工离心式压缩机运行性能(热力性能)在线监测与评估系统通用化设计思想.研究并介绍了对真实气体物性参数计算、压缩机变工况热力性能计算与评估分析及相应通用接口软件的编制等核心工作.现场运行表明:该系统能够实时显示压缩机组的工作状态及运行点位置,同时给出当前机组热力状态评估结果及防喘振裕度等重要指标,置信度高,运行可靠.     

制冷压缩机热力性能的模糊建模方法

压缩机热力性能的准确计算，对使用压缩机的制冷空调装置的优化设计很重要。提出了预测压缩机热力性能的模糊建模方法，对比研究了单纯的模糊建模与基于理论模型的模糊建模两种方法的效果，结果表明，基于理论模型的模糊建模方法具有更好的预测精度和泛化能力。     

变频压缩机性能仿真建模

为了提高变频压缩机性能仿真模型的精度和通用性,把变频压缩机的运行工况离散为无穷多个定速压缩机,在试验数据的基础上,提出了一套描述变频压缩机制冷剂质量流量和耗功率的模型形式,并给出了模型中参数的计算方法。用二次函数的形式描述基频下的制冷剂质量流量和压缩机耗功率,制冷剂相对质量流量与频率成幂函数的关系,压缩机相对耗功率的自然对数与频率满足二次函数形式。用3种不同的压缩机进行校核,制冷剂质量流量和压缩机耗功率的最大相对误差分别为3.95％和4.40％。     

基于微机的压缩机性能测试系统设计

示功图和指示参数是压缩机综合性能的体现，由测得的压缩机示功图进行参数计算和燃烧分析，对于评估压缩机性能和检验质量，以及再设计和维修压缩机都有十分重要的意义，论文在介绍了压缩机性能微机测试系统框架的基础上，阐述了系统测试软件的设计，包括功能设计、主要算法设计、层次设计和界面设计等，最后在线生成活塞式压缩机的示功图。     

二氧化碳跨临界制冷压缩机性能测试实验教学平台设计

设计并搭建了二氧化碳跨临界压缩机性能测试实验教学平台,平台包括系统测试平台和压缩机制冷系统两大部分,设计为多变量性能测试的综合实验台。对平台进行了热力学参数数据计算分析,并以吸气过热度对压缩机性能影响为例做实验,测试了该平台的运行性能。结果显示:设计的实验台操作简单,工况控制稳定性良好,计算机直接显示实验曲线和结果。该平台的以上运行特性有利于用于制冷专业本科实验教学,测试不同参数对压缩机及制冷循环性能的影响、掌握测试方法、对测试平台的熟练操作,有助于学生深入理解理论课程和提高工程实践能力。     

直线双缸压缩机的特性计算

为了提高制冷设备如空调、冰箱等的制冷效率,设计了一种直线双缸压缩机,介绍了其主要结构和工作原理。用LAWSON法对直线双缸压缩机的磁路数学模型和活塞运动数学模型进行了计算求解。计算结果表明:压缩机排气量能够满足所设定的制冷量的要求,效率较高,理论上运行会比较平稳。还分析了压缩机各个参数,如动子质量、频率等对其工作性能的影响,发现压缩机处于共振状态时具有最高工作效率。计算结果为压缩机的参数确定提供了参考依据。     

基于误差修正模型的压缩机组性能预测

针对前期制定的压缩机组运行方案不切实际的问题，开展了离心压缩机性能预测研究。采用误差修正的思想，以某压气站离心压缩机组为研究对象，运用多变换算法对压缩机组性能曲线进行换算，然后，基于最小二乘法曲面拟合原理对经过相似变换后的性能曲线进行拟合。考虑到压缩机组的劣化情况，运用最小二乘法一元拟合原理获得了性能参数的误差修正模型，并与不同工况下的多组历史数据进行对比分析，由误差修正模型得到的轴功率、压比预测值与其实测值的相对误差在3%以内，验证了误差修正模型的可靠性，为压缩机组运行方案的制定提供了切合实际的生产运行基础数据。     

转速对涡旋压缩机性能的影响

以转速为研究重点，分析转速对涡旋压缩机性能参数的影响，这对于涡旋压缩机的转速确定及变转速压缩机设计及经济的运行具有重要的指导意义，运用本文的数学模型也可以准确的预测其工作性能。为涡旋压缩机的设计提供了理论依据。     

动磁式直线压缩机对制冷量与COP影响分析

制冷量和系统性能系数(COP)是评价直线压缩机性能的关键指标。为了提高制冷量和COP,研究了各参数对这2个指标的影响规律。通过数值求解直线压缩机数学模型,得到了动磁式直线压缩机的启动特性以及制冷量和COP随各参数变化情况。由计算结果可以发现,动磁式直线压缩机的线圈电阻、摩擦阻尼、动子质量、弹性系数以及磁力系数等对压缩机运行均有比较大的影响。对制冷量及COP来说,磁力系数并非越大越好,制冷量与COP之间在频率上存在不匹配的特点。计算结果为动磁式直线压缩机的设计和制冷量的调节提供了参考。     

基于系统仿真的高温行车空调器性能分析与实验研究

建立空调器部件和系统的仿真模型，将系统仿真技术应用到高温行车空调器的研制过程中，采用理论计算和实验验证相结合的手段研究产品的运行性能．通过数值求解，得到制冷系统循环的平衡点．利用模拟曲线和测试结果的对比分析，对仿真模型进行验证和完善．结果表明，高温行车空调器动态运行时，系统的各项参数均发生不同程度的波动，其中变化最显著的是制冷量和压缩机排气温度．在高温行车空调器系统设计过程中，应采取有效措施降低排气温度，以提高空调器整体性能．     

利用化工过程余热的有机工质向心透平气动性能分析

针对化工蒸馏过程产生的余热(121~146℃),采用R600a工质,进行了150kW级的有机工质向心透平初步设计.在通过一维气动计算获得有机工质向心透平初步结构参数和性能参数的基础上,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟研究了有机工质向心透平设计工况的气动特性,获得了总体性能及流场分布情况.研究结果表明,在透平入口温度110℃、透平入口压力1.6 MPa条件下,有机工质向心透平质量流量4.17kg/s、压比3.2、效率82.7%、输出功率150.5kW,在设计工况下流动顺畅,效率高,满足有机工质发电系统对膨胀机的要求.研究成果可以为化工过程余热利用的有机工质向心透平设计提供基础数据.     

船舶限速航行的性能分析与计算

本文根据船、浆、机配合工作原理,分析船舶在限速航行时,采用不同推进方式情况下的推进性能;导出双桨船舶在一定航速范围内采用单、双桨工作时诸变量间的关系式,并给出了在同一工况下变量间的比值范围;最后结合一实船的计算结果进行了讨论.     

中介机匣可调放气活门数值研究

为研究中介机匣可调放气活门在不同进口工况下的放气特性及其对内涵出口总压畸变的影响,采用数值方法对不同活门开度和进口工况下的中介机匣流场进行了研究。结果表明：可调活门开度不变时,活门相对放气量基本恒定,与进口工况无关;进口工况和外涵道的流量变数在确定的活门开度下可近似看作线性关系;进口工况一定时,随着可调活门逐渐打开,由活门产生的附加涡系结构使得内涵出口近机匣处低压区范围变大,近轮毂处低压区范围基本不变,内涵总压损失加剧。     

叶片进口边位置对快堆二回路钠泵空化性能的影响

为了提升快堆二回路钠泵的空化性能,在确保其他几何参数不变的前提下,将原型样机的叶片进口边分别前伸三次构造出模型泵A、B、C.基于RNG k-ε湍流模型、Zwart-Gerber-Belamri和Schnerr&Sauer空化模型,对各模型泵进行三维定常单相、两相空化数值模拟,预测出各个模型泵的水力性能曲线、不同工况下的空化性能曲线和内流场参数.通过对比原型样机和各个模型泵的水力性能及内流场参数,得到结论:叶片进口边前伸对钠泵的水力性能影响不大,其中模型泵B的水力性能下降量最小;各模型泵的临界空化余量均不同程度降低,模型泵B的空化性能最优;适当地前伸叶片进口边位置,钠泵的空化性能明显提升.     

喷嘴调节锥对水蒸气喷射泵性能影响的数值模拟

喷嘴的喉部面积大小对水蒸气喷射泵性能至关重要,提出了一种可调式喷嘴结构,通过调节锥位置改变来调节喷嘴喉部面积,以此作为计算模型,数值分析了调节锥位置对喷射泵性能的影响.比较了不同调节锥位置条件下水蒸气喷射泵内部的速度场、轴线压力分布、近壁面流场迹线.结果表明,在相同的工况下,调节锥位置可以显著影响喷射泵的性能,随着喷嘴喉部面积的减少,喷射泵内部的激波位置向入口方向偏移,强度持续减弱,边界层脱离现象先减弱后增强,当调节锥位置处于喷嘴喉部后15mm附近,喷射泵性能达到最佳值.     

双流体共引喷射器数值优化研究

双流体共引喷射器是船用海水淡化设备的关键部件,其结构参数和工作参数将对性能产生较大影响,利用数值模拟方法优化双流体共引喷射器的结构参数和工作参数,分析结果显示:随着出口直径的增大,引射效果增强;喷嘴处的最低压力随着喷嘴距的减小而降低,将增强一、二级喷嘴处的引射效果。两级喷嘴面积比要大于一定值才能获得较好的引射效果,同时不同面积比,导致两级喷嘴处的压力差也不同。喷嘴直径和喷嘴倾斜角不变的情况下,工作入口直径越大,引射效果越差;喷嘴倾斜角需要在一定范围内才能满足设计要求,改变喷嘴倾斜角对一级喷嘴处的影响会比二级喷嘴处的影响大。     

螺杆膨胀机有机朗肯循环系统的变工况特性

针对螺杆膨胀机的工作特点,建立了其简化热力计算模型及示功图.以R123制冷剂为工质,采用螺杆膨胀机有机朗肯循环系统进行华北油田中低温采油伴生热液的利用发电,筛选了变工况下影响系统性能的主要因素,通过迭代求解系统的稳态参数,并对比了净功率、热效率及火用损失.结果表明:过热蒸汽有利于提高单位工质的输出功率,但会引起系统的净功率下降;冷却水进口温度对系统的影响最大,夏季温度较高,将会使得系统的输出功率严重偏离额定功率,保证冷凝器的冷凝效果是改善系统性能的有效措施;热源温度对系统输出功率的影响大于热源流量的影响.     

海洋温差能发电透平设计及性能影响

 通过对海洋温差能发电向心透平气动部分进行设计,对其气动性能及喷嘴的影响进行模拟研究。采用经验参数和遗传算法对其进行一维参数设计,并通过三维造型得到透平气动模型。采用计算流体动力学（CFD）技术对透平的三维流场和性能进行了数值模拟。结果表明,在设计工况下透平的气动效率达到86.5%。在此基础上,对设计工况下的喷嘴-叶轮径向间隙和喷嘴叶片安装角进行分析,得到喷嘴-叶轮相对径向间隙为0.04左右,可变喷嘴安装角约为37°时,透平的效率最高。因此,在设计工况下,可通过对喷嘴-叶轮径向间隙和喷嘴安装角进行微调来得到更高的透平效率;在非设计工况下,可采用可调喷嘴来适应不同工况下的流动,使得透平在不同工况下均有较好的工作性能。     

液力减速器制动性能及其两相流分析方法研究

为对车用液力减速器在制动过程中制动性能进行准确预测,在全充液的单一液相流动到不充液的单一气相流动的整个工作过程中,对于无内环的液力元件采用混合入、出口的边界条件处理方法,对充液率分别为100%、80%、60%、40%及20%时的工况分别进行CFD液力减速器内流场数值模拟,获取不同充液率和不同转速下的制动性能曲线,并得到对应不同工况的速度和压力场分布特性.结果表明,CFD数值模拟可以较为准确地预测制动性能,并且混合入、出口的边界条件处理方法更符合无内环叶轮机械内部的实际流动本质.     

外压式二元与轴对称进气道设计及性能对比

给出了二元和轴对称两种不同结构形式的进气道进行理论最优设计方法;并以飞行马赫数Ma=2.5,高度H=10km为设计点,计算和比较了两种进气道的性能。结果表明在相同情况下,二元进气道具有相对较高的总压恢复系数,但轴对称进气道出口的气流较均匀、畸变较小,并且马赫数较低。这一结果可为冲压发动机进气道结构形式的选择提供理论依据。