干气密封的历史及发展趋势

干气密封作为一种非接触式机械密封,具有以气封气、非接触、零泄漏、气膜润滑、低功耗、长寿命、高可靠性、长周期运行、低运行维护费用等特点。本文将介绍干气密封的发展历史、现状,最后阐述了干气密封未来的几个发展趋势。     

静压干气密封的开启力与气膜刚度的计算

针对静压干气密封气膜压力分布算法效率较低或收敛性较差等问题提出一种改进的有限差分算法,采用该有限差分法求解小孔节流式静压干气密封气膜的非线性雷诺方程;基于流量平衡原理,提出了变步长逐步逼近的迭代算法,使得有限差分算法的计算效率、稳定性和收敛性大大提高,并且保证有限差分法在小间隙气膜下的稳定性和收敛性.通过MATLAB数值软件编写求解静压干气密封气膜的压力分布程序.分析了干气密封的气膜厚度对气膜开启力以及气膜刚度的影响.结果表明,径向压力由节流孔向内径和外径方向呈近似抛物线状下降,压力最大值出现在节流孔处,为3.756MPa,最小值为0.212MPa;端面气膜开启力随气膜厚度的增大而减小;在一定的工况下,随着气膜厚度的增大气膜刚度逐渐减小.     

螺套式螺旋密封在钻机上的应用

在钻机离合器和变速箱连接之间应用螺套式螺旋密封结构,可以实现密封效果,并且此结构制造简单,本文对螺旋槽旋向的确定、螺旋密封的优点等方面进行了简述。     

泵用串联式干气密封的优化设计及其性能校核

通过多目标优化理论构建了螺旋槽气膜开启力与泄漏量之比的协调函数,并利用该目标函数,通过Maple软件,对泵用串联式干气密封进行近似求解,获得螺旋槽的最佳槽形参数,获得气膜厚度2.14μm.应用Solidworks软件建立螺旋槽和气膜模型,并利用Gambit软件对模型划分网格.运用Fluent软件,在给定的工作条件下,对螺旋槽内部微间隙三维气体流场进行数值模拟,得到了速度分布、压力分布和泄漏量等数据,经计算得到最终的气膜厚度2μm,与优化气膜厚度的误差仅为6.5%.从而证明可以利用该方法对此类干气密封装置进行优化设计及性能校核.     

基于FLUENT的三叶圆弧转子泵流场及流量脉动的研究

以三叶圆弧转子泵为研究对象,分析了泵的内部流场及其输送不同粘度介质时的出口流量脉动特性。在已知转子型线方程的基础上运用UG和ICEM建立仿真模型,运用FLUENT进行流场的动态仿真,最终得到速度、压力分布以及流量变化规律。结果表明:泵内大部分区域流速较低,速度变化梯度不大,间隙处存在剧烈的回流且流速较高;泵内静压呈块状分布,入口部分存在负压,最低压力位于两转子最小间隙处并分别向进出口增大,间隙处的动压与静压分布相反,由最小间隙处向进出口方向减小;转子泵的流量脉动频率与转子的叶数及泵的转速有关,与介质粘度无关,流量不均匀系数会因介质粘度的增加而有所改善。     

Orbal氧化沟水下推进器布置的三维流场数值模拟分析

通过计算流体力学(CFD)前处理软件GAMBIT构建了Orbal氧化沟三维计算模型,利用CFD商用软件FLUENT中的RNGk-ε湍流数值模型和混合物两相流数值模型,对水下推进器在Orbal氧化沟中布置的三维流场进行了数值模拟分析.结果表明,水下推进器总功率宜为4kW,总功率相同时4组推进器对称布置优于2组推进器.氧化沟直道段曝气转盘下游的水下推进器T1和T3纵向最佳位置在下个转盘上游1/3弯道处,弯道段曝气转盘下游的水下推进器T2和T4则在下个转盘上游1/3直道处.4组推进器横向最佳位置都在离氧化沟内侧3/8沟宽处,垂向都在最小安装高度处.对优化后的氧化沟流场进行了数值模拟,流体平均流速达到了0.5m/s,沟底平均流速大于0.15m/s,氧化沟下层弯道出口内侧流体的SS沉降可能性较高.     

计算域和离散方法对数值求解螺旋离心泵的影响

以螺旋离心泵为对象,利用CFD方法,在不同计算域和离散方法时,对其内流进行计算分析,比较了采用单体叶轮流道和从泵进口到出口的全流道为计算域、一阶和二阶迎风离散方法对计算结果的影响.     

时空步长对心脏中螺旋波数值模拟的影响

基于B?r模型利用离散动力学方程的方法建立可激发介质螺旋波的演化斑图,通过改变时间步长和空间步长来研究对螺旋波的影响,同时给出螺旋波模拟研究的基本参数.     

不同静叶出口角下油气混输泵内部三维流场的数值模拟

利用Fluent软件对油气混输泵单个压缩级和次级动叶轮组成的流场进行定常模拟,得出其内部压力场、速度场及不同工况下整机效率及相对扬程曲线.结果表明,静叶出口角的选取对首级叶轮叶片工作面和次级叶轮叶片背面的流动影响较大,选取小静叶出口角有利于改善泵内部流场分布状况,提高泵的增压能力和效率.     

微通道平行流气冷器流量分配的数值模拟

通过采用计算流体力学（CFD）的方法,对微通道平行流气冷器内部流量分布特性进行了仿真研究。在改变气冷器的主要结构以及组合尺寸后所进行的CFD研究发现,扁管长度、进口集管与扁管组合尺寸以及出口集管与扁管组合尺寸对气冷器内部扁管之间的流量分配不均匀度有很大的影响,这对将来微通道平行流气冷器的设计优化具有重要意义。     

离心叶轮内部流动的数值模拟研究

为研究半开式叶轮叶顶间隙对其外特性及内部流场的影响,采用六面体结构化网格对模型进行网格划分,采用标准k-ε湍流模型和雷诺时均N-S方程对叶轮内部流动进行数值模拟。通过分析外特性曲线发现,叶顶间隙在一定范围变化时,间隙值的变化只影响叶轮的升压能力,对效率的影响不明显。通过对内流场的分析发现,由于叶顶间隙的存在,导致半开式叶轮内部从叶轮入口至叶轮出口存在泵前回流,回流与主流相互干扰,在叶轮入口处形成漩涡。随着叶顶间隙值的增大,回流对主流的干扰更加明显,导致叶轮内部流动恶化。     

圆管非对称间断环面槽换热器翅片传热特性的数值研究

对四排圆管非对称间断环面槽翅片的传热特性进行了数值分析,获得了翅片传热、阻力和所产生二次流的特性。结果表明,间断环面槽能够有效地抑制圆管尾部流动分离,产生较强的二次流,上游环面槽远离圆管增强了二次流强度与传热性能,下游环面槽靠近圆管减弱二次流强度,对强化换热起着反作用,虽然间断环面槽翅片具有减少尾涡区域面积与重新发展边界层的功能,但是流体流经环面槽时产生较强的二次流才是其强化传热的主导机理。     

中压甲铵泵内流场数值模拟分析

本文利用相似理论及速度系数法进行中压甲铵泵的水力设计,并利用Solidworks软件建立过流部件的三维模型,利用CFX流场分析软件对定常下的中压甲铵泵进行数值模拟分析,计算出泵的特性参数,判断离心泵设计的合理性;对非定常工况下中压甲铵泵内流场进行数值模拟,得到旋转周期内压力和扬程的变化规律以及非定常条件下的离心泵特性参数。     

重力场流分离理论

介绍了重力场流分离理论的过程和原理,阐述了重力场流分离的理论模型,总结了重力场流分离理论的国内外发展现状和应用领域．     

闪光对焊焊接传热过程的数值模拟

探讨钢棒在闪光对焊时的温度场分布。针对钢棒在闪光对焊时的特点,将钢棒简化为二维轴对称模型,利用ANSYS有限元分析技术对钢棒在闪光对焊焊接过程中的温度分布进行数值模拟。模拟时综合考虑了热源加载、相变潜热和随温度变化的热物性参数对温度场的影响,得到的模拟结果与实测值基本吻合,证明了所建模型的正确性。     

离心泵内空蚀流动的数值模拟

为了研究离心泵内部的空蚀流动,将一种完整空化模型和混合流体两相流模型相结合,应用于离心泵全流道内定常空蚀流动的数值模拟.根据模拟的结果,分别预测了离心泵在大流量、设计流量和小流量情况下运行时,流道内空蚀发生的部位和程度,重点考察了流量的变化对离心泵空蚀性能的影响,为离心泵在特定工况下运行时空蚀性能预测提供了理论依据.     

福井—石桥交通流模型高密度区平均场方程

对于一维交流流的含高速运动车（Ｖｍａｘ＝Ｍ〉１）并可随机延迟的福井－石桥元胞自动机模型,从车头间距的观点进行了研究,给出了车头间距随时间演化的基本方程,定义了长车距和短车距的概念,并分别计算了它们的出现概率,在高密度（ρ≥１／Ｍ）条件下证明了长车距的长度针缩短,任何初态都将演化到所有车头间距皆为短车距的稳定态,从而严格地证明了对于有随机延迟的一般福井－石桥交通流模型,其高密度区域车流渐近稳定态的基