摘要：精确的温度调控是微流体技术在生化分析和医学诊断等方面发展应用的重要保障。为实现微流体芯片目标区域的温度控制,本文设计了基于异型结构热电制冷器的微流体芯片温度控制系统,通过数值模拟和实验测试分析了该温控系统的传热特性及及温度响应特性。研究结果表明:采用的热电制冷器可将微流体芯片样品池的温度降至-24℃,但样品池的降温速率远小于热电制冷器的冷端降温速率,存在温度响应迟滞问题。为此,进一步提出了带有聚冷结构的系统优化,结果表明:聚冷结构的引入虽然会带来少量的冷量损失,但可以显著提升该温控系统的温度响应速率,有效减少响应时间。对于T型聚冷结构,当下底直径为14 mm和10 mm时,可分别将温度响应时间减少30%和40.7%。

摘要：研究气泡浮升直径对揭示过冷流动沸腾的传热机理至关重要。为探究流动工况对气泡浮升直径的影响机制,针对发动机缸盖沸腾区域的冷却通道设计了一个水动力相似的矩形实验通道,搭建了过冷流动沸腾可视化实验循环系统。基于该可视化实验系统,研究了系统压力、壁面过热度、流速以及液体过冷度对气泡浮升直径的影响,发现气泡浮升直径随着系统压力、流速以及过冷度的增大而变小,随着壁面过热度的增大而增大。建立了气泡在浮升时刻的力平衡模型,该力平衡模型的预测值与实验值的平均相对误差为12.25%。为了便于工程应用,基于气泡浮升直径的力平衡模型,建立了气泡浮升直径的经验模型,该经验模型的预测值与实验值的平均相对误差为6.80%。

摘要：在“碳达峰、碳中和”背景下,我国氢能及燃料电池汽车产业发展迅速。作为典型的多层、薄壁杯类复杂件,涡旋盘是氢燃料电池系统用涡旋式氢循环泵的核心零件,其性能的优劣对氢燃料电池汽车的氢循系统性能有着极其重要的影响。主要综述了国内外涡旋盘的成形工艺,包括数控铣削、液态压铸、液态模锻、固态热锻、粉末冶金成形等,并分析探讨了不同成形工艺的优缺点;在此基础上,结合笔者的研究经历着重介绍了一种具有“高效短流程”特点的一模四件涡旋盘零件半固态多向挤压成形新工艺,设计了相应的成形模具,并详细介绍了适用于该工艺的模具浇道系统。

摘要：严重的管路振动将会影响氢气压缩机装备的安全运行,针对某变工况氢气压缩机在60%气量负荷下一级进气管路振动剧烈的现象,在40%~100%气量负荷工况下对其一级进气管路进行了管路内气流脉动及管道振动测试。按照现场实际管道尺寸及走向建立了气流脉动分析模型及管道模态分析模型,开展了气流脉动分析及管道模态分析。基于测试与仿真结果,得到一级进气管路产生剧烈振动的原因是在管道的2阶固有频率处发生了机械共振,提出了针对性的管道振动治理方案,使该压缩机一级进气管路振动值降至可接受的范围内。此次振动原因分析及治理方法对于变工况氢气压缩机管路系统的设计、运行及振动监测具有重要的指导意义。

摘要：针对涡旋压缩机工作时产生的油气两相泄漏流,建立单个流体域模型,采用Fluent软件通过数值模拟的方法,研究了当压差、油气质量百分比、间隙宽度及齿侧表面粗糙度不同时,油气两相流切向泄漏的变化规律。结果表明:压差和间隙宽度是引起涡旋压缩机切向泄漏量增大的主要因素,且随着压差和间隙宽度的增大,切向质量泄漏量增大;一定条件下,当增大油气质量百分比和齿侧表面粗糙度时,切向质量泄漏量逐渐减小,且当油气质量百分比为12%、齿侧表面粗糙度Ra为1.6μm时,切向质量泄漏量最小。该研究可为涡旋压缩机密封的优化设计提供依据。

摘要：针对跨临界二氧化碳离心压缩机,采用CFD方法对叶轮流场进行计算。将计算所得叶轮总焓变与试验数据进行对比,验证了计算的准确性与可靠性。分析流场内密度、比热和黏度的分布,得出二氧化碳物性特性在叶轮流场内的表现情况。分析冷凝区域的分布,得出冷凝现象形成的规律及原因,为跨临界二氧化碳离心压缩机叶轮设计提供参考和依据。

摘要：针对飞行器轴承信号单一且噪声多、需要针对性特征以及需要高可解释性的问题,开发了涵盖具有自适应噪声的完全集合经验模态分解(CEEMDAN)、自动特征工程以及随机森林的故障诊断模型,模型核心为自动进行特征生成以及提取的特征工程。通过该特征工程能够根据不同对象的信号差异,自动提取出不同对象的有效特征,具备对象间的通用性,且该特征工程可根据样本量的不同调整有效特征的数量,丰富特征空间,具备灵活的可扩展性。验证表明,该涵盖自动特征工程的模型的故障分类准确率为95.32%,可较好地在大样本量下区分压缩机轴承上的不同故障。

摘要：采用有限元方法,首先对钢制离心叶轮工作时在离心力作用下的应力进行了计算和分析。在此基础上,对复合材料离心叶轮在离心力载荷条件下的最大应力和固有频率进行了计算评估。预测纤维复合材料层压结构极限强度对叶轮安全设计和轻量化设计是至关重要的,失效判定采用Tsai-Wu失效准则,为避免因共振使叶轮设计寿命明显降低,计算了叶轮的固有频率和模态振型以分析其动态特性。结果表明,复合材料碳纤维/环氧树脂可承受叶轮线速度在605m/s运行时的应力,在风机启停工作转速范围内没有共振转速相匹配。本文研究结果为纤维增强复合材料风机叶轮的设计及应用奠定了基础。

摘要：液压驱动的节能调控系统在我国石油化工行业往复压缩机上应用广泛,是压缩机实现节能降耗和高效运行的关键设备。液压装置提供的卸荷器驱动力直接影响气量调节精度、压缩机进排气温度以及机组振动。本文建立了液压驱动执行机构的工作数学模型,结合FLUENT仿真对压缩机气量调节变工况状态下的工作过程进行模拟,获得了变工况状态下气缸内动态压力特征;利用压缩机试验台对仿真结果进行了验证研究,获得了不同液压驱动力对应的气量调节效果,及卸荷器与阀片的瞬态运动规律,验证了仿真研究的正确性。在此基础上,提出了液压参数优选方法,为气量调节系统优化设计提供了技术支撑。

摘要：垫升风机作为海陆两栖作战艇只--气垫船的核心动力装备,其轻量化和可靠性是两个重要设计指标。轴流式垫升风机叶片质量仅为常规设计的1/4,且可靠性要求高,因此,叶片轻量化是轴流式垫升风机设计难点之一。目前,有关轴流式垫升风机叶片轻量化研究未见相关公开文献报道。本文根据某型号气垫船用垫升风机的设计要求,针对叶片轻量化,选材、强度计算、成型方法等方面进行了研究。研究表明:采用铝合金或碳纤维复合材料的叶片可以达到轻量化的要求,碳纤维复合材料叶片的安全性高于铝合金叶片且通过频率隔离裕度宽,采用一定方式铺层的碳纤维可达到固有频率高且强度好的效果。