高层建筑空调系统的性能研究

高层建筑空调系统安装的一个最新趋势是：通过分体式空调系统控制每一层楼的空气质量，这样其室内机与室外机间距离就会很大，管路的高度对制冷量有影响。为设计和优化整个空调系统，分析高层建筑空调系统性能很有必要的。本文提出一种理论分析方法，由于性能对管路的高度很敏感，通过对其压力损失的计算，可预测整个空调系统的性能。     

脉动风压测压系统的优化设计

利用基于高精度的流体管道耗散模型所建立起来的传递矩阵方法建立了小管径测压管路的动态特性分析数学模型,并对编写的计算程序作了相应的试验验证。定义了控制系统频率响应品质的目标函数,并采用Matlab优化工具箱优化计算了1000mm长度传压管的最佳管路尺寸设计方案,得到较为满意的结果,同时也分析比较了采用加压扁管方法的误差,所得结果及优化设计方法可以供多路脉动风压测试的风洞试验中设计传压管路系统时参考。     

风洞实验中多通道测压管路系统的参数分析

为了掌握风洞实验中多通道测压管路系统的特性，基于耗散模型，分析了影响系统频率响应函数的各个参数，总结了多通道管路系统频响函数的定性规律，并指出在常用的几何尺寸范围内，影响频响函数的因素主要有PVC管的长度、内径和限制器的尺寸及位置，为设计多通道测压管路系统提供了依据．     

4JB1柴油机高压喷射系统选型及管路匹配

采用FSEM(fuel system evaluation method)的方法进行柴油机高压喷射系统选型,针对4JB1柴油机选择BOSCH公司的第2代共轨系统.利用AMESim建立高压共轨柴油机供油系统模型,包括高压供油泵子模型、压力调节阀子模型、喷油器子模型和连接它们的高压油管子模型.仿真研究共轨管容积、高压油管长度和内径等参数对共轨管中的压力建立和压力波动的影响,并针对4JB1共轨柴油机进行共轨系统管路参数选择和试验验证,结果表明匹配的管路系统满足共轨柴油机轨压快响应和小波动的要求.     

某乘用车空调管路疲劳失效原因分析

文章对某乘用车在强化道路上进行耐久性试验时出现空调排气管断裂的原因进行了分析。基于ANSYS软件建立了汽车空调管路系统的有限元模型,利用模态试验验证了模型的准确性;通过试验采集了强化道路条件下管路系统载荷输入位置的加速度信号,获得了各测点的载荷功率谱,并以此作为输入,对该车型的空调管路结构进行随机振动分析,发现排气管理论失效位置与实际断裂位置吻合;通过对危险点应力功率谱的分析,并结合管路系统的频响分析结果,判断发动机激励引起排气管共振是导致排气管疲劳失效的重要原因,为排气管结构优化指明了方向。     

基于动力学缩减的长跨距管路系统振动特性分析

管路系统一般具有复杂空间分布、长跨距和多点弹性支撑等特点,在管路设计阶段需要对复杂管路系统进行振动分析,以保证管路在工作条件下不出现有害的共振,但是长跨度管路系统的建模工作十分复杂且计算量过大.针对上述问题,采用一种新型的管路振动分析的模型缩减方法,考虑管路在特定区段产生局部振动的动力学特性,通过对管路系统进行区段分割,并对子系统进行动力学缩减,获得子系统的缩减超单元,通过单元装配获得管路系统缩减模型.以典型管路系统为例,将整体和缩减模型的固有频率、振型以及基础激励的振动响应进行对比,可以发现缩减方法计算精度较高且可以显著提高计算效率,从而验证了本文所提出的方法的有效性,为复杂管路系统的设计与分析提供了参考.     

采用分布参数模型的CO2微通道蒸发器数值模拟

采用有限元分析方法为跨临界CO2空调系统的微通道蒸发器建立了二维分布参数仿真模型,比较分析了适用于不同制冷剂侧的换热关联式,并为此提出了一种修正的换热关联式,以期为微通道蒸发器模型能够获得很好的预测结果.模型中考虑了干、湿工况以及制冷剂进出集液管产生的压力损失对制冷剂侧换热和流动特性的影响.对比分析得出:微通道蒸发器的制冷量和压降在制冷剂侧仿真、实验的相对误差分别小于8.2%和10%,表明所建模型可作为CO2微通道蒸发器的优化设计的理论依据.     

空调管路振动性能分析及优化设计

针对空调管路振动的特性问题,采用Solidworks软件建立了空调管路三维实体模型,利用ANSYS软件建立其有限元动力学分析模型,计算分析了固有频率与振型等振动性能,提出了一种通过增加约束条件对空调管路的固有振动特性进行优化设计的方法。通过在空调管路中不同部位处施加约束位移,并对4种优化方案进行分析比较,获得最佳优化结果。研究结果表明,在空调管路干燥过滤器上下部位同时增加约束条件,分析出所有固有频率均脱离0~150 Hz低频区域,一定程度上不受外力激励干扰,振型方面空调管路振动幅度也得到了有效抑制。这种改变约束条件实现空调管路抗振特性的设计方法有效、可行,具有重要的工程价值。     

民用飞机高压空气管路系统累积压力分析方法

本文介绍了一种民用飞机高压空气管路内气体压力累积现象,介绍了区域累积压力的分析方法。民用飞机高压空气管路由高压空气导管和调节活门等组成。在飞机起飞,活门失效或飞行员操作等情况下,管路系统中的调节活门处于关闭状态。由于活门的内部泄露,高压空气在管路系统内部不断聚集,在系统内部不同区域,空气聚集后形成不同内部压力。这一由空气聚集导致的管路压力升高的现象,称为管路系统压力累积。本文针对某型飞机高压管路系统,对管路进行了累积压力水平分析。高压管路系统设计需要确定系统在正常工作过程中的空气工作压力和温度水平,进而确定高压导管和调节活门的验证压力和爆破压力,保证管路和活门在该水平的压力温度条件下不发生失效。确定管路系统累积压力,对高压管路系统的设计和系统控制设计有非常重要的作用。     

虚拟环境下的管路布局与装配仿真系统关键技术

针对航空、航天、船舶、汽车等行业广泛存在的管路系统,为了解决管路布局数据繁琐、布局复杂的特点,提出了一种在虚拟环境下基于可控模型的管路布局与装配仿真方法.为了实现导管模型的可控性,建立了基于控制点描述的导管模型,该模型数据量小,操作快速方便,拟实性高,易于重复修改.提出了普通管和悬置管两种布局方式,以满足不同的布局要求,并将布局工作与装配过程仿真紧密结合,提高了布局方案的可实施性.开发了原型系统并对提出的方法进行了验证.     

TBCFB中鼓泡流化床的流体力学模拟及其进料系统压力分析

运用欧拉-欧拉双流体模型,对TBCFB中连续进出料的鼓泡流化床(BFB)进行了数值模拟,并建立了进料系统的压力平衡模型;考察了进料管长度、内径和固体质量通量对床中气固流动行为的影响。结果表明:在进料管长度大于1.1m、进料管内径大于0.1m时,气固接触效果较好;随着固体质量通量增加,进料口附近的固含率增大,床层固含率和高度也同时增大;固体质量通量增加导致进料管内固体堆积高度增加的难题,可通过减小管壁摩擦系数、增大内径或减小进料管埋入深度来降低。该结果为固体质量通量的进一步提高提供了理论依据。     

横向互联空气悬架互联管路模态分析

为研究横向互联空气悬架系统中互联管路部件的共振问题,在Solid Works中建立三维模型,并采用ANSYS Workbench对互联管路部件进行模态分析,计算了互联管路部件在气体预应力作用下和流固耦合作用下的固有频率及振型,并分析了电磁阀安装位置及管夹布置位置对互联管路系统模态分析结果的影响。结果表明:考虑流固耦合作用力下的横向互联管路部件的各阶固有频率均高于考虑气体预应力作用下的各阶固有频率,其中一阶固有频率提高率达到156.43%;改变电磁阀安装位置互联管路部件的各阶固有频率变化率为0.93%~30.88%,在适当位置安装管夹固定互联管路系统其一阶固有频率可提高30%以上。研究结果为后续互联管路部件在试验与实车中的应用奠定基础。     

某乘用车空调管路疲劳寿命分析及优化

文章对某乘用车在试验场强化路面进行耐久性试验时空调排气管某弯管处发生断裂的问题进行了分析。应用ANSYS建立有限元模型,通过模态测试校验所建模型;采集在试验场强化道路上行驶时管路系统与车身连接位置处的加速度信号,使用Matlab处理后转化为载荷功率谱,并使用ANSYS将其施加在有限元模型上做随机振动分析;参考6063铝合金的S-N曲线,依据Goodman公式修正应力幅值,使用基于Miner累积损伤理论的三区间法计算管路系统的疲劳寿命,并与试验结果对比后验证了分析结果的可靠性;在此基础上提出了管路的结构优化方案,并对装配优化后管路的汽车进行耐久性试验。对优化前、后管路系统的模态结果和疲劳寿命计算结果进行了对比分析,然后通过试验验证了该优化方案的有效性。     

基于系统仿真和CFD的双系统冷凝器管路优化

将制冷系统仿真与计算流体动力学（CFD）模拟相结合,对一风冷双系统屋顶机的冷凝器进行管路布置的优化研究.CFD模拟空气的流动,得到冷凝器迎风面速度分布.通过制冷系统模型,对管路布置优化前后的冷凝器和制冷系统进行仿真计算.从部件和系统两个层面评价管路布置的改善效果.在部件层面,改进后的管路布置使冷凝器的换热量提高24.1%.在系统层面,单个系统运行时的制冷量增加3.6%,制冷系统性能系数（COP）提高8.1%.本研究思路对于相关产品的优化设计具有参考价值.     

基于系统仿真和计算流体动力学的冷凝器管路优化

将制冷系统仿真与计算流体动力学(CFD)模拟相结合,对一风冷双系统屋顶机的冷凝器进行管路布置的优化研究.CFD模拟空气的流动,得到冷凝器迎风面速度分布.通过制冷系统模型,对管路布置优化前后的冷凝器和制冷系统进行仿真计算.从部件和系统两个层面评价管路布置的改善效果.在部件层面,改进后的管路布置使冷凝器的换热量提高24.1%.在系统层面,单个系统运行时的制冷量增加3.6%,制冷系统性能系数(COP)提高8.1%.本研究思路对于相关产品的优化设计具有参考价值.     

汽车空调系统蒸发器总成流场的CFD研究

本文应用FLUENT软件对一种典型的汽车空调系统蒸发器总成的流场进行了CFD数值仿真分析.通过分析,发现了原蒸发器制冷剂流道结构的设计缺陷,提出了改进蒸发器芯体制冷剂流道结构,从而提高系统制冷量的方法.与实验结果相比,CFD分析的蒸发器出口平均温度的误差为7.5%,蒸发器总成进出口压降的误差为3.5%,表明该CFD模型可完全用于工程实际。进一步的实验表明,根据CFD分析结果改进蒸发器结构后的空调系统制冷量提高了8%.     

空调制冷系统中的油滞留特性分析

对润滑油在空调系统中的滞留情况进行了分析,建立了制冷剂在空调系统垂直管路内携带润滑油临界流速的数学模型.讨论了一些参数对润滑油在吸气管路中油滞留特性的影响.结果发现:影响空调系统中油滞留的因素主要包括油质量分数、制冷剂的质量流量、制冷剂与润滑油的粘度比、管路内径、重力加速度.当制冷剂中油质量分数增加时,吸气管路中油滞留体积也会增大.同时,当制冷剂的质量流量从181kg/(m2·s)增加到409kg/(m2·s)时,单位管长中的油滞留体积减少58%.在质量流量、温度、压力和油质量分数相同的情况下,垂直吸气管路中油滞留体积比水平吸气管路中的油滞留体积要高出47%.当油膜与制冷剂蒸气粘度比因子从1.00减少到0.79,油质量分数为4%时,吸气管路中油滞留体积减少23%.     

基于动态蚁群算法的三维管路路径规划

针对蚁群算法应用于三维管路路径规划时运行时间长、搜索效率低等问题,提出一种动态蚁群算法.首先采用栅格法建立环境模型,建立了随建模空间和蚂蚁位置变化的动态启发信息;其次设置概率选择机制和动态步长机制.仿真试验结果表明,该算法有效减少了路径中直管弯头数量,管路铺设整齐,收敛速度提高,具有较强的全局寻优能力.     

基于粒子群算法的航空发动机管路布局方法

针对航空发动机的内机匣表面为近似柱面的特点,建立了布管模型坐标系,将三维布管问题简化为二维问题,以栅格法和粒子群算法为基础,提出了基于粒子群算法的航空发动机管路布局方法.该方法采用栅格法对环境进行建模,设计了一种基于栅格的定长度粒子编码机制以解决变长度编码的不足,建立了路径寻优的目标函数,应用粒子群算法在环境模型中搜索最优粒子.最后给出了仿真结果与UG视图,证明了该方法的可行性和有效性.     

空调配管优化应力仿真与实验研究

针对某款空调分体室外机优化前后的管路,利用有限元仿真技术建立配管系统力学模型,对其进行谐响应分析,得到配管应力分布情况.根据结果对优化前后的管路进行应力测试,对仿真分析结果进行试验验证.结果表明,仿真分析可以较真实地反映实际应力分布趋势,为配管优化设计及应力测试提供指导,可节省产品开发周期.