摘要：本文采用CFD数值模拟和正交试验设计对自主研发的水力悬浮微型泵进行空化特性研究与抗空化性能优化。通过数值模拟得到微型泵的空化特性曲线并对不同空化数下的空化流动特性进行分析,选取叶轮进口直径、叶片厚度、吸水室直径、蜗壳基圆高度四个因素进行了正交试验优化,结果表明,吸水室直径对微型泵综合性能影响较为显著。模拟发现吸水室直径增大可使垂直段涡流区显著减少;实验测得优化后样机扬程提高了5.20%,临界空化数减小了59.6%。

摘要：基于数值模拟分别探究了以MOF-5和AX-21为吸附剂时,不同泡沫金属孔隙率对在充气和放气过程中储氢罐内温度、压力、吸附量和总吸附量的影响。在充气阶段,储氢罐内添加泡沫金属可显著提高储氢罐内的有效导热系数,显著降低储氢罐的平均温度,提高储氢罐内平均压力,有利于吸附反应的进行。在放气阶段,加入泡沫金属可增加储氢罐内平均温度,从而促进氢气的脱附。在放气过程中,随着泡沫金属孔隙率的减少,脱附反应显著区域逐渐向罐体中心扩展,从而加速氢气的脱附和释放。存在最优的泡沫金属填充孔隙率使储氢罐内总的氢气吸附量最大。对于MOF吸附剂而言,最优的泡沫金属填充孔隙率为0.8;对于AX-21吸附剂而言,最优的泡沫金属填充孔隙率为0.9。

摘要：多级离心泵的径向前导叶是水力设计的难点,导叶流道沿流动方向的扩散过大会导致内部生成漩涡和回流,进而产生较大的水力损失。本文以某用于三机式抽水蓄能机组的大型三级立式离心泵为研究对象,用数值方法对比分析了三个径向前导叶设计方案。结果显示,径向前导叶内部损失与其导叶通道的扩散度关系密切,当径向前导叶整体扩散度较大时,会导致通道内出现大范围的漩涡回流区域,影响过流部件之间的匹配。当导叶通道整体扩散度较小,局部扩散度较大时,能避免大范围的漩涡区域形成,但会出现局部小范围的流动分离。当导叶通道整体和局部扩散度均较低时,导叶进、出口速度呈现明显周期性,流动性能最好。

摘要：针对追求紧凑设计与高效运转过程中微型滚动转子压缩机面临的内部制冷剂泄漏难题,提出了一种基于间隙泄漏数学模型的优化设计方法.通过分析在固定排气量条件下,最小泄漏通道间隙、相对偏心距及相对气缸长度对R290与R32型压缩机泄漏量的影响,比较两种制冷剂压缩机在不同结构配置下的泄漏损耗,识别出影响能效的关键结构参数.据此,提出了优化设计方案,调整相对偏心距和相对气缸长度至0.2130和0.4,同时将径向间隙减至10μm,可使容积效率从46.77%提高至67.48%,实现了44.28%的效率提升.

摘要：基于电动汽车用18650圆柱形锂离子电池,提出一种新型的风-液混合冷却电池热管理系统解决电池模组温度不均匀的问题。利用电池产热模型结合CFD仿真建立电池热管理系统三维流固耦合热分析模型,并进行边界条件设置和网格无关性检验。结果表明:风-液混合冷却电池热管理系统的温度均匀性优于单独的风冷或液冷系统,且电池模组的最高温度更低;当进水流速从0.01 m/s增加到0.10 m/s时,电池模组的最高温度降低1.87 K,当进口空气速度从0.10 m/s增加到3.00 m/s时,电池模组的最高温度仅降低1.96 K,这说明在优化电池热管理系统散热性能时应优先考虑进水流速的设计。

摘要：为了满足深海液压系统需求,设计一款先导型螺纹插装式溢流阀,利用AMESim HCD搭建了与其相互对应的数值计算模型。基于液压介质黏度与环境温度及压力条件的相关性,通过理论计算得到不同温度及海深条件的理论值;然后通过设置不同的边界条件模拟深海工况,分析溢流阀在0~11000 m全海深、超高压环境下的动态特性。结果表明:在海洋环境下,温度、压力等单一因素均会对溢流阀的响应性能产生影响,其中压力条件的影响效果更显著;在全海深范围内,溢流阀的响应曲线变化趋势并非单增或单减,而是呈现类似抛物线的分布情况;从海平面至极限海深,压力超调量、压力超调率及最终稳态压力等参数的变动幅值较小,其中超调量下降幅度不足1%,对溢流阀的性能影响甚微;响应时间由164 ms增大至943 ms,这是性能退化的主要表现。

摘要：为研究多种因素对金属平面截止阀密封性能的影响,自主设计一套密封比压测量装置。该装置可以实现温度、压力、比压等多种参数的调节,且介质种类、阀瓣和阀座可以更换。基于该装置,测量不同条件下泄漏率随密封比压的变化规律。结果表明:在各种情况下,金属平面密封的密封性能均表现出明显的阈值现象;阈值比压前后,泄漏率随比压变化规律呈现显著差异;密封性越好,阈值效应越显著。依据标准给出的最大允许泄漏率确定必须比压,并探讨各种参数对其的影响。结果表明:密封比压随介质压力接近线性变化,但斜率会受到泄漏等级、接触宽度、介质种类、研磨精度和温度的影响;其中温度的影响最弱,而高精度研磨表面的必须比压曲线受各种参数影响均很小。研究结果对金属阀门密封比压选取有较好的指导意义。

摘要：为加强本科生对工程传热学中辐射换热基础知识的理解与应用,设计了表面辐射换热系列实验项目,包括辐射热流计修正系数测试、平方反比定律验证、视角因子测量、Stefan-Boltzmann定律验证、灰体表面发射率测量、遮挡几何关系影响研究6项实验内容。实验教学所用的实验台架由传热测控仪、热流计、高温热源等部件组成,结构科学、精度较高、操作简便,在实际教学过程中取得了较好成效。

摘要：为了深入探究污泥和生物质共焚烧流化床反应器内的气体组分、气体速度、颗粒组分、颗粒速度、压力和温度分布等气固反应流动特征。基于计算颗粒流体力学方法CPFD(continuum particle fluid dynamics)研究了污泥和生物质共焚烧流化床反应器在二次风关闭和打开2种情况下的流化与反应状态。模拟结果表明,对于反应器的流化状态,二次风关闭时,床料在2s内稳定流化,集中于下部,稳定运行期间反应器径向呈现环核结构;二次风开启后,下部密相区降低,呈鼓泡流化状态,二次风口形成对冲状态。对于反应器的反应状态,二次风关闭时,燃料在反应器内迅速热解和燃烧,焦炭快速燃尽,气体燃料在进料口上方燃烧,形成高CO_(2)和H_(2)O浓度,O_(2)几乎耗尽。N污染物(HCN、CNO、NO)的转化区域主要在中下段,S污染物(H_(2)S、SO_(2))分布在上部。高温区主要在上部扩大段,最高温度为1217K,并开展中试验证,试验过程中炉内最高温度为1163.15K,误差4.6%,误差在可接受范围内。炉内燃烧最高温度二次风开启后,气体燃料浓度升高,分布区域扩大但限于二次风以下,燃料快速燃尽,污染物CNO、NO分布更均匀,SO_(2)高浓度区域集中于顶部。该研究结果为污泥和生物质共焚烧流化床反应器的流化与反应状态分析以及为反应器的结构设计和改进优化提供了依据。

摘要：为研究大功率汽轮机在小负荷状态下末级长叶片区域的鼓风热现象,首先汇总分析了各类相关文献关于旋转叶片类结构搅拌鼓风热现象相关的定量计算公式,然后以国内某大功率600MW超临界发电汽轮机为研究对象,建立了末三级动、静叶片的流场数值模型,依据热力设计数据对其末三级多工况流场进行了数值模拟,获得了其流场分布数据。在数值分析数据的基础上探讨了负荷水平、工质密度和动力黏度等因素与鼓风热损失之间的相关性,分析表明负荷水平与鼓风热损失之间相关性更为明显,其原因主要在于长叶片级组内小负荷状态下流场存在复杂的三维特性;对文献经验公式,在汽轮机末级长叶片鼓风热损失的试算表明,其并不适用于长叶片级组内小负荷状态;最后用线性回归方法建立了鼓风热损失与负荷水平及级最高温度与负荷水平之间的经验性估算公式。本文研究方法及数据可为评估类似结构和功率等级汽轮机鼓风热损失提供参考,为机组安全运行指导提供支持。