考虑热效应的轴颈倾斜轴承润滑分析

文章考虑了润滑油粘温效应的影响,分析了稳态下倾斜轴颈径向滑动轴承的流体动力润滑特性.采用有限差分法求解Reynolds方程,用热平衡方程计算润滑油温升;在是否考虑温度影响的2种情况下,计算了不同轴承偏心率、轴颈倾斜方位和轴颈倾斜角时轴承的油膜压力、油膜反力、端泄流量、温度的变化、轴颈摩擦系数和保持轴承稳定工作的力矩.分析结果表明,轴颈倾斜和润滑油粘温效应对滑动轴承流体动力润滑特性有较大影响.     

T型槽干气密封内微流动特性的数值计算

在N-S方程的基础上,考虑微尺度效应对干气密封内部流动的影响,推导出T型槽内气体稳态流场的非线性运动方程.应用有限差分思想,将非线性偏微分方程通过迭代增量线性化方法转化为线性代数方程组,通过迭代进行数值求解,获得T型槽内气体的速度分布和压力分布,近似求得不同气膜厚度时T型槽内气体泄露量和开启力分布.计算结果和其他文献中的实验结果基本符合,证明该理论分析方法在干气密封系统优化设计的可行性.     

混合流态下高速动压滑动轴承热润滑性能

以有限宽高速动压径向滑动轴承为研究对象,基于层流和紊流流态下的雷诺方程、能量方程和温黏关系建立了混合流态时轴承静态特性分析模型;采用差分法求解控制方程组,分析某工况下滑动轴承油膜中雷诺数、压力、温度的二维分布以及承载力和摩擦力等特性参数的变化,并与单一流态下的特性结果进行对比。研究结果表明:不同偏心条件下油膜内流态分布明显不同,大偏心时流态变化复杂;按单一流态计算的静态特性和混合流态计算的结果相比偏差较大;高速轴承润滑性能分析时不能忽略流态的改变和热效应。     

混合流态下高速动压滑动轴承热润滑性能

以有限宽高速动压径向滑动轴承为研究对象,基于层流和紊流流态下的雷诺方程、能量方程和温黏关系建立了混合流态时轴承静态特性分析模型;采用差分法求解控制方程组,分析某工况下滑动轴承油膜中雷诺数、压力、温度的二维分布以及承载力和摩擦力等特性参数的变化,并与单一流态下的特性结果进行对比。研究结果表明:不同偏心条件下油膜内流态分布明显不同,大偏心时流态变化复杂;按单一流态计算的静态特性和混合流态计算的结果相比偏差较大;高速轴承润滑性能分析时不能忽略流态的改变和热效应。     

浸没式超滤膜过滤器内流场的数值模拟

利用计算流体动力学(CFD)方法对浸没式超滤膜过滤器内的流场进行数值模拟,通过计算得到过滤器内流体速度场,压力场和紊流强度的分布情况,并针对膜组件放置位置不同,对3种方案进行分析比较.结果表明,在过滤器后端壁面处会形成回流区,影响水流均匀分布;两膜组件之间间距较小的情况下,会降低膜表面的水流紊动强度,这有利于均匀布水和颗粒的沉积,从而提高过滤效率.     

岔管段三维水动力学计算

为预测一级泵站出水侧岔管段是否发生空化,进行了三维紊流场计算,采用标准K-ε模型[1]、贴体坐标变换、有限体积法离散流动控制方程、非交错网格布置变量、动量插值技术解决压力与速度的耦合[2]、强隐式迭代方法求解离散的线性代数方程组.计算结果表明,所研究的流动体系不会产生空化.     

大型轧机油膜轴承的三维热弹性流体动力润滑分析

对大型轧机油膜轴承的热弹性流体动力润滑特性及能量方程的求解方法进行了理论研究,利用有限差分法,通过联立求解Reynolds方程、、轴颈和锥、衬套的传热方程以及膜厚方程、润滑油的粘度和密度方程,对油膜轴承的热效应问题进行了数值求解.在求解过程中考虑了粘度和密度随压力和温度变化的情况,分析计算了不同工况下的刚性与弹性油膜温度分布情况.     

套管换热器近分相流动态分布参数模型的改进算法

近分相流动态分布参数模型是套管换热器仿真动态的主要模型,但目前求解方法的稳定性与初始压力估计值密切相关,一旦初始压力估计不当,计算就会发散.对于现有算法导致计算不稳定的原因进行了分析,提出了一种改进算法.新算法基于质量引导,在求解相变流体的质量流量分布之前通过质量对压力进行迭代,以确定合适的压力迭代初值,增强了算法的稳定性,扩展了算法的适用范围.新算法的计算速度与现有算法相当.     

混合流态下带油腔滑动轴承静态特性分析

以带油腔的高速动压径向滑动轴承为研究对象,基于层流、紊流润滑理论,建立了层流、紊流同时存在于同一轴承油膜时的滑动轴承静态特性二维模型;分析不同轴颈转速下油膜内雷诺数、压力、温度的分布以及承载力、摩擦力、侧泄量等静态特性的变化;并将结果与无腔圆柱轴承和单一流态下的计算结果进行对比.结果表明:在动压滑动轴承流场计算中,必须首先正确判定油膜流态及计入温黏关系;由于油腔的存在,混合流态下油膜雷诺数、压力分布曲线呈现明显的阶梯性;与相同条件的无腔轴承相比,开设油腔会小幅降低承载力,但同时会减少摩擦和降低温升,综合性能较优.     

河渠不恒定流偏微分方程的近似解

在推导河渠不恒定流的顺流逆流流动方程组中，本文考虑惯性力中 项的影响，把近似考虑惯性力与传统忽略惯性力的解法联系起来，其在大多数实际情 况下，所得的解已足够达到水工设计计算中所要求的精度。本文还将顺流逆流流动方 程组变换为函数网方程，对方程组的求解，可在已制成的专用座标系统——顺流逆流 流动方程组的函救网上进行。     

高速紊流动静压混合轴承热效应研究

结合高速主轴单元轴承设计,在综合考虑润滑油紊流、惯性等情况下,对高速紊流动静压混合轴承的热效应进行了研究.结果表明:过高的温升不但影响润滑剂的性质,而且影响轴承的几何尺寸,从而影响轴承的性能.     

滚道表面凹坑对脂润滑滚动轴承油膜特性的影响

采用数值计算方法分析了不同尺寸大小和位置的滚动轴承滚道表面凹坑对脂润滑油膜压力和油膜厚度分布规律的影响,并与光滑表面情况下的脂润滑油膜压力和厚度的分布进行了对比,最后采用扫描电子显微镜和能谱仪(EDS)对理论计算结果进行了验证.结果表明:表面凹坑的存在使表面凹坑边缘位置存在油膜压力峰,而在表面凹坑中心周围区域油膜压力急剧减小;表面凹坑润滑区域在靠近入口处一侧至靠近出口处一侧方向的润滑油膜厚度出现跃升现象,但相比于光滑表面,润滑脂油膜整体变薄;表面凹坑的尺寸大小和所处位置对油膜压力和油膜厚度的分布均有显著影响.     

滑动轴承油膜压力及合金层应力分布

利用有限差分法求解滑动轴承油膜压力的分布;以油膜压力为载荷,建立滑动轴承的三维有限元分析模型,得出滑动轴承合金层应力应变的分布.研究结果表明:滑动轴承应力和应变的分布取决于油膜压力的分布和梯度变化,应力和应变的分布与油膜压力的分布相同,但剪应力的峰值位于滑动轴承中截面合金层与钢背的结合处:应变在压力梯度最大时方向将发生改变.     

含蜡原油管输的通用速度分布与温度分布

以控制流体流动的动量方程、能量方程和描述流体流动特性的本构方程作为基本方程组,对定壁面温度和定环境温度两种热边界条件下的含蜡原油圆管流动的速度分布与温度分布进行了解析求解.分析与计算表明:所得解析解普遍适用于含蜡原油的各种流变行为.当屈服应力τ0不等于零时,在管中心存在着柱塞流,柱塞半径r0与τ0成正比;在柱塞内,速度与温度沿径向呈均匀分布;在柱塞外,速度与温度沿径向呈曲线分布.通过实例计算,分析了流变参数对速度与温度分布的影响,为含蜡原油管输中压力损失和热力损失的准确计算奠定了基础.     

滑动轴承油膜从层流到紊流过渡区域的研究

作为对滑动轴承油膜从层流到紊流过渡区域的研究,本文采用原始变量,应用解决三维抛物型流动的思想方法,分别求解Navier-Stokes方程组中周向(主流方向)动量方程和径向、轴向(横截面流动)动量方程,计算了同心圆柱轴承油膜在超层流工况下Taylor涡旋的速度场、压力场,较全面地计算分析了不同间隙比、不同泰勒数、不同波长比对涡旋的影响,并计算了内、外圆柱上的摩擦阻力矩,为进一步解决偏心圆柱轴承的问题准备了条件。     

汽油机多维燃烧模型的初步研究

本文对汽油机燃烧过程的多维数值模拟进行了研究。采用有限差分法求解 Navier-stokes 方程。文中对方程组的离散方案进行了较为深入的分析,选用适当的有效粘度以考虑紊流的影响,可燃混合气的瞬时反应率遵守双分子碰撞的Arrhenious 关系,点火过程用局部加热过程考虑,最后给出了二维轴对称问题的解.通过对计算结果的分析表明,本模型对汽油机燃烧过程中缸内的流场,温度场、压力场和浓度场的分布及其随时间的变化情况都能定性地给予较为满意的描述.     

考虑瞬态冲击和弹性变形的滑动轴承特性与动力学响应

同时考虑瞬态冲击载荷和轴瓦的弹性变形,模拟了舰船在风浪拍击时推进轴支承滑动轴承的润滑特性与动力学响应,研究了聚四氟乙烯(PTFE)弹性金属塑料瓦滑动轴承的最小油膜厚度、最大油膜压力和轴心轨迹随时间的变化情况。运用有限元法求解雷诺方程,将油膜力转化为轴瓦节点力计算了弹性变形;用欧拉法求解轴颈的动力学方程,计算了动态轴心轨迹。对比了刚性瓦与PTFE弹塑瓦滑动轴承的特性,结果表明,轴瓦弹性变形对油膜厚度和油膜压力分布的影响不可忽略,并且轴瓦弹性变形可以提高滑动轴承的承载能力。对比分析了4个不同方向瞬态冲击载荷作用下PTFE弹塑瓦滑动轴承的特性和轴颈的动态轴心轨迹,提出可通过改变轴承静载荷方向、减小瞬态冲击载荷方向与轴承偏心方向的夹角来增加最小油膜厚度,降低最大油膜压力,减小动态轴心轨迹的位移响应振幅,进而改善滑动轴承润滑状态,减小轴瓦的弹性变形量,提高轴承-转子系统的稳定性。     

基于两相紊流模型的悬移质泥沙运动数值模拟

为了研究河流海岸工程中悬移质泥沙运动,建立了两相流紊流的数值模型。考虑相间相对运动的影响,水相和颗粒相通过相间作用力进行耦合,雷诺方程采用κ-ε-Ap紊流模型封闭。基于有限体积法的思想,利用具有三阶精度的QUICK格式对流项处理,采用TDMA迭代方法离散方程组求解。应用该模型,计算了明渠恒定均匀流动中泥沙的垂直浓度分布。计算结果与Coleman的实验结果吻合很好,且比经典的Rouse公式更加符合实际情况。     

轧机油膜轴承相对间隙优化设计

在选定润滑油品、给定轧制速度和轧制压力的情况下,利用大型有限元分析软件ANSYS对油膜轴承和润滑油膜进行双向流固耦合分析,计算分析了考虑温度变化的不同相对间隙时的油膜及衬套的受力变形情况,得到了衬套受力变形及温度分布规律,并利用疲劳极限求出轴承的最佳相对间隙,为轴承结构优化提供理论数据。     

长微圆管道气体流动的简化计算

从N－S方程出发,考虑稀薄气体效应,推导出长微圆管道中压力驱动的可压缩气体流动的简化控制方程组;采用迭代方法求解此方程组,得到了流动的速度分布、密度分布、质量流量;并分析了影响流量的因素。