爪式真空泵正弦线型三爪转子设计及数值模拟

爪式真空泵的转子型线决定其工作性能,现有的直线-圆弧型三爪转子存在组成曲线多、转子设计过程复杂的缺点。本文采用正弦线代替现有的直线-圆弧的组合曲线光滑地连接爪顶圆弧和爪底圆弧,进而提出了一种新型正弦线型三爪转子,并推导了其组成曲线的方程。对新型三爪转子真空泵的工作过程进行三维数值模拟,分析了内部流场的变化规律,并与现有三爪转子真空泵进行对比。研究结果表明:所提出的三爪转子具有型线简单、面积利用率高、压比大及气体阻力矩小的优点。     

爪式真空泵新型圆弧直爪转子型线研究

爪式真空泵现有的直爪转子在爪顶处存在尖点,进而导致爪式转子啮合性能差、密封性能差、力学性能差等缺点;本文通过求解同步异向双回转运动规律下圆弧的共轭啮合型线,提出了一种新型无尖点的圆弧直爪转子型线;得到其生成方法和型线方程,研究了其型线的啮合关系,分析了爪尖圆弧半径对新型圆弧直爪转子性能的影响;并且对其工作过程进行数值模拟和对转子的受力进行计算,验证了新型圆弧直爪转子在工作性能和力学性能方面都优于现有带尖点的直爪转子。     

爪式真空泵新型全光滑转子及其性能研究

针对爪式真空泵现有的爪式转子型线存在不光滑连接点的缺陷,本文提出了一种新型全光滑的爪式转子,其转子型线由6段圆弧和3段摆线的等距曲线组成,且能够实现正确的啮合;得到了其生成方法和型线方程。通过对其工作过程进行三维数值模拟,分析了全光滑爪式转子内部流场的变化规律,并与现有的爪式转子进行性能对比。研究结果表明:所提出的爪式转子具有啮合性能好、余隙容积小、力学性能好等优点。     

腔式太阳能吸热器的热分析

采用外敷保温层的螺旋盘管作为碟式太阳能集热器的腔式吸热器.利用CFD分析的方法得到了螺旋管腔式太阳能吸热器和内部流体的温度场分布及流体的速度场分布.通过插值的方法,将CFD分析中得到的螺旋管腔式吸热器模型中的网格节点温度场导入到热应力分析模型中的网格节点并作为热应力场分析的输入载荷.结果表明,在靠近吸热器保温层侧的流体...     

R32、R290滚动转子式压缩机的热力性能对比研究

建立了滚动转子式压缩机热力学稳态仿真模型,在相同理论容积输气量的条件下,分析了吸气过热度、蒸发温度、冷凝温度对以R22、R32和R290为制冷工质的滚动转子式压缩机热力性能的影响规律。对比研究表明:在相同工况下,R22的性能系数COP最大但与R32接近,R290的COP最小;若压缩机高低压比降低,COP增加明显;当仅增加吸气过热度时,R32、R22的COP变化很小,而R290的COP增加较为明显,并逐渐接近R32和R22;吸气过热度仅对排气温度有较大影响,而对质量流量、功率、制冷量、COP的影响很小,蒸发温度、冷凝温度对热力性能的影响更显著。     

直、斜孔排气对航行体绕流流动影响:Part 2流体动力特性

数值研究了直、斜孔排气对采用等压排气技术的水下垂直运动航行体绕流流场特性的影响。结果表明,排气孔附近及其下游流场可分为上游高压区、后缘的过膨胀-压缩区、下游近似等压区、膜尾处的逆压及顺压梯度区等五个区域;等压区范围与气膜的气相区、混合相区重合,分别通过气相区内气体顺流速度降低、混合相区内流体逆流速度降低而得到等压特性;斜孔排气时的水流与气流间相互作用减弱,排气速度及其轴向分量、流量显著增加,等压气膜形成速度、影响范围大幅提高。     

CO2滚动活塞转子膨胀机样机的研制

随着对环境问题的日益关注,自然制冷工质CO2跨临界循环系统的研究受到重视.但其效率还不能满足实际应用的需要,需要开发新的设备提高其运行效率.本文对替代节流阀的CO2滚动活塞转子膨胀机进行研制开发,对流量,气缸的容积,以及吸气控制系统进行了分析与设计,得到了在设计条件下的吸气关闭角和排气角,以及采用机械方法控制吸气量,同时对滚动活塞转子膨胀机内CO2膨胀过程的压力进行了分析,得到了压力随角度变化的情况.     

太阳能腔式吸热器不同启动状态下启动性能研究

由于太阳能在时间上的非连续性使得太阳能腔式吸热器要频繁地经历不同的启动过程,对腔式吸热器在冷态启动、温态启动和热态启动过程中的热性能进行了模拟。计算得到了吸热器在三种启动过程中入口处所需的太阳光能量,可为定日镜场的布置及控制提供理论指导,同时还得到了吸热器在启动过程中热效率及辐射热损失、对流热损失随时间变化的曲线。     

涡旋压缩机三维数值模拟及排气过程研究

为了揭示涡旋压缩机内部流动规律提高数值模拟精度,本文建立了涡旋压缩机流体区域三维结构化动网格模型,并讨论了数值模拟方法;基于结构化动网格对涡旋压缩机工作过程进行三维数值模拟,得到其内部流场分布;分析了压力场、温度场的分布规律,研究了排气过程中流场的变化特点,并讨论了排气过程中的压力损失;结果表明在排气过程中排气腔的顶部和底部及排气口内部都存在涡流,由此引起流场分布的不均匀。研究内容有助于涡旋压缩机的设计及排气口的开设。     

方腔驱动流的数值模拟研究

利用CFD软件对方腔的温度场和速度场进行了数值模拟计算。采用有限元法对模型的连续性方程、动量方程和能量方程进行离散。对方腔内的流体受迫对流换热进行数值模拟,主要分析了方腔顶部流体在不同速度的情况下,对方腔内部流体的温度场和速度场以及对流换热量的影响,结果表明随着方腔顶部流速的增大方腔底部的温度场和换热量也增大。     

R32转子式制冷系统吸气带液方法的应用

制冷剂R32以其良好的热工性能和环保特性而成为一种热门经济的替代制冷剂,然而应用于制冷系统时排气温度过高成为其快速、广泛推广的最大障碍。目前通常采用喷液冷却、两级压缩和中间补气等技术降低压缩机排气温度,但是都会增加系统成本,结构的复杂度和运行的复杂性。由于广泛应用于房间空调器的滚动转子式压缩机具有抗湿压缩的特点,既不增加成本又能压缩机降低排气温度的吸气带液方法成为一种绝佳选择,本文对目前降低R32制冷系统排气温度的主要方法和吸气带液对制冷系统的影响研究现状做了简要综述。     

特殊结构超导球形转子气浮平衡装置的气膜分析（英文）

本文设计了一种六孔侧吹式静压气体球轴承,利用气浮法对非完整球形的超导转子进行静平衡检测.由于转子采用超导铌制成,薄壁空心,在4.2K极低温条件下工作,并高速旋转,要求转子具有较高的平衡精度,针对本文提出的测量方法,在测量过程中,转子自由悬浮,作用于转子表面的支撑力引起守恒干扰力矩,以及作用于转子表面的粘性剪应力引起非守恒干扰力矩,都是静平衡装置设计过程中不容忽视的关键部分,所以本文就此问题进行分析.在一定假设条件下,根据气体润滑理论和粘性流体动力学中的Navier-Stokes方程,推导得出垂直于转子表面的支撑力的计算公式以及流体粘性剪应力的计算公式,以及与轴承各设计参数之间的关系,根据静压气体球轴承设计尺寸得出各作用力的大小.     

不可压缩合成喷流场的数值模拟

本文对不可压缩合成喷流场进行了数值模拟,得到了其流场信息,结果表明：合成喷射流是由于连续涡对在运动过程中涡量损失到周围流体中形成的,它可分为涡形成段,涡平移及破裂段,射流主段;射流主流速度一直向外,但依靠喷口附近的流体吸入,在一个周期内,合成喷腔体内的净质量流量为零;合成喷射流的截面速度与常规连续喷类似,具有自相似性。数值结果与实验的比较同时也表明本文对不可压缩会成喷流场的模拟是可行的。     

激光多普勒测速及其应用

测量气体和流体速度的传统方法是采用毕脱管或热线风速仪,其做法是在被测速度场中放置一个传感器,然后将它感受到的与速度有关的信号送到二次仪表进行处理,得到速度的信息.然而,在流场中放置一个物体,其本身就意味着要干扰流场,从而影响测量精度,而且这些方法在测量狭小流场如附面层、射流元件等方面就无能为力,它不可能测量比传感器的体积还要小的流速场速度分布. 近年来发展了一种新型的测速技术,无需接触被测流体,只要让几束细光束穿过流动的气体或液体,就能测出流体的流动速度,这就是激光多普勒测速技术. 六十年代中期,Yen和Cummins[1]…     

内插直线型转子的管内流动与换热实验研究

实验研究了内插不同结构参数直线型转子的管内流动阻力和传热特性,结果表明,由于中空的结构形式,直线型转子可增大壁面处流体速度梯度,增强扰动,从而在阻力增加不大的条件下,实现强化换热和除垢抑垢。减小螺旋叶片角度、优化直线段形状、设置凸起等方式有助于提高内插转子的管内综合换热性能,三正三反交替布置为较优的转子排列方式。     

大功率空冷汽轮发电机多风区流域内流型演变特性研究

为了阐明大型空冷汽轮发电机内部流体流动特性,进而获取有效冷却效果,以一台350 MW大型空冷汽轮发电机为例,根据该发电机多风路通风系统结构特征以及基本假设,选取整机1/4流体域作为流体场数值研究求解域,在给出相应的求解条件的基础上,采用有限体积法对电机稳态运行时空冷系统的三维流体场进行数值研究。在验证流体场数值研究正确的前提下,分别对发电机定转子径向通风道以及转子副槽等空间内流体场冷却介质的流量以及速度等流体参数进行了分析,揭示了大型空冷汽轮发电机多风区通风系统内的流型演变规律,为该类型发电机通风结构的设计以及性能优化提供了理论参考。     

水下气体喷射噪声特性研究

水下气体喷射形成了复杂气液流场,同时伴有频带宽、声压大的排气噪声产生。为研究水下排气流动状态与声压频谱之间的关系,建立水下排气噪声测试系统对水下排气形成的两相流场和排气噪声频谱进行了试验研究。结果表明随着排气速度的逐渐增大,排气形成的两相流场由气泡流态过渡为射流流态。伴随着流态的转换,气液边界面附近不稳定,形成大量体积较小气泡,这些小气泡在排气形成的湍流场激振作用下产生共振,从而辐射噪声;另一方面,这些气泡体积小,表面张力大,当多个气泡相互作用以及气泡形态发生变化时将释放出更高的能量,这些能量会辐射形成噪声;喷射流场的流态对水下排气噪声中频段声压峰值有较大的影响。当射流场由气泡流态过渡为射流流态后,2 kHz处对应的声压峰值呈非线性增大。     

基于正交试验的光声池气流性能模拟及参数优化

基于光声光谱原理的气体浓度检测是光声技术最典型的应用。与其他光谱气体检测方法相比,光声气体检测技术主要具有结构简单、探测器不受波长限制、零背景噪声、成本低等优点。它在气体检测领域得到了广泛的认可和应用。作为光声光谱气体检测系统的核心部件,光声池的性能将直接影响系统的检测结果。因此,光声池的优化设计已成为该领域的研究热点。当前,针对光声池的优化主要是基于系统静态条件,关于光声池腔内气体流动性能及动态时间响应的研究报道较少。由于光声池在动态检测条件下的气体扰动及系统检测噪声具有一定影响,因而对于光声池的相关参数进行进一步的探索与优化,改善光声池腔内气体流场分布、动压特性及其气体浓度平衡时间对于提升光声光谱的气体检测性能具有重要意义。为此,以传统的圆柱形光声池为基础,基于三维流场数值模拟方法建立了光声池腔内流场的稳态和瞬态模拟模型,计算获得了光声池腔内气体流场分布及其气体浓度平衡响应规律,结果表明,减少光声池腔内气流流速及优化光声池中的过渡结构将会改善气流引发的动压波动以及缩短腔内气体浓度调节时间。以光声池的缓冲腔与谐振腔过渡处圆角、辅助孔数量、辅助孔半径、辅助孔中心圆半径以及进气速度5个参...     

吸气式高超声速飞行器机体/推进一体化内外流非定常耦合方法

基于吸气式高超声速飞行器机体/推进一体化的气动布局设计方式，文章提出了一种内外流一体化流场的耦合求解方法，其中燃烧室内流场采用考虑有限速率化学反应动力学模型的一维非稳态方法求解，进气道和尾喷管外流场采用二维CFD软件计算，进气道与燃烧室在耦合界面处通过一维平均方法实现静温、静压和Mach数等参数传递.并分别以日本国家航空与航天实验室（NAL）的氢燃料燃烧室模型作为内流场验证算例，以某典型高超声速飞行器一体化模型作为内外耦合流场验证算例.研究结果表明:有限速率化学反应准一维方法能较为准确地模拟燃烧室内燃烧流场，提出的内外流场耦合方法能够有效地计算出内外流耦合效应，计算后体压力分布与理论值较接近.该方法可为超燃冲压发动机的性能快速分析和吸气式高超声速飞行器机体/推进一体化的初步分析设计提供重要参考.      

利用多光子相互作用实现量子信息传递

利用全量子理论,研究了多原子-腔场系统中多光子相互作用的过程,给出了不同情况下系统的一般演化式,发现利用此过程可实现量子纠缠信息的传递:只要控制腔场与原子相互作用的时间即原子以特定速度通过腔场时,处于基态的原子与存储纠缠信息的腔场相互作用的结果使原子获得量子纠缠信息;相反,纠缠原子中的量子纠缠信息也可传递给处于真空态的腔场;基态原子作为"飞行的量子比特"还可将量子纠缠信息从一个腔场传递到另一个腔场。该结论适应于讨论任意多个原子-腔场系统中任意多个光子相互作用的普遍情形。