齿尖磨损对迷宫密封泄漏特性的影响研究

采用FEA和CFD相结合的方法对直通型迷宫密封齿尖磨损引起的封严性能退化规律进行了研究,利用已有的实验数据对数值方法的有效性和精度进行了验证,获得了迷宫密封磨损后的几何形状,分析了齿尖磨损对迷宫密封泄漏量和流场结构的影响机制。结果表明：在动静碰磨过程中,密封齿尖会出现显著蘑菇化变形。接触换热系数h_rot和对流换热系数h_air对磨损形状影响显著。当转子向齿尖侵入0.4 mm,泄漏量增大了82.4%。磨损导致齿尖下游腔室静压降低、总压升高、动能耗散作用降低,携流效应增加。     

汽轮机叶顶汽封间隙内的流动形态分析

采用k-ωSST紊流模型和三维RANS方程求解方法,数值研究了平齿汽封、高低齿汽封、侧齿汽封和阻旋齿汽封四种叶顶汽封腔室内部的泄漏流动特性和涡系相互作用规律,旨在揭示叶顶汽封结构变化对泄漏涡动的影响。研究结果表明:叶顶汽封腔室泄漏流体的周向速度是影响旋涡耗散的一个重要因素。高低齿及侧齿的汽封结构依靠增强旋涡之间的相互作用来降低泄漏流体的周向速度,而阻旋齿的汽封结构具备更好的周向阻隔作用,可使旋涡在腔室内的耗散更加充分。在汽封出口,阻旋齿汽封的掺混损失最小,泄漏总损失较高低齿及侧齿汽封分别下降了3.55%和0.59%.     

直通齿和交错齿迷宫密封流场与动特性的比较

为计算比较直通齿和交错齿迷宫密封内部的流场分布和动力特性,本文建立了两种齿形密封的三维CFD模型,并利用商业软件CFX模拟分析流场的分布规律,计算密封内气体对转子的气流激振力,求解两齿形密封的动特性系数。结果显示:交错齿迷宫密封泄漏量和周向速度均小于直通齿,并且转子上有7齿的交错齿密封的稳定性优于直通齿。     

旋转状态下篦齿-蜂窝结构封严特性研究

本文对篦齿-蜂窝封严结构的封严特性进行了三维数值仿真,研究了不同结构参数、旋转速度及气动参数对其封严特性的影响,并与篦齿-涂层封严结构进行了对比.结果表明:采用蜂窝结构能改变篦齿腔内气体的流动,有效降低泄漏;篦齿前后腔气动参数一定时,齿数增加、篦齿节流间隙宽度减小或转速增加,泄漏量和泄漏系数都会相应减少.     

机匣仿生顶室对压气机间隙流动影响研究

动叶叶顶产生的间隙泄漏流对压气机的效率和稳定性产生明显影响。为了减小泄漏流对流道内部流场结构的影响,本文基于蜻蜓翅翼的翅室和褶皱结构,在跨声速压气机叶栅的机匣上布置仿生顶室结构。采用数值模拟方法,研究不同高度的仿生顶室结构对间隙泄漏量和流动损失的影响。结果表明:流体流经仿生顶室时,顶室内部存在明显的驻留涡,抑制泄漏涡沿节距方向的发展,减小间隙的泄漏流量和流动损失;在间隙高度为2 mm情况下,仿生顶室对泄漏量和流动损失的控制效果最为明显,最佳方案能够使总压损失系数下降1.2%,间隙泄漏量降低1%。     

高低齿迷宫密封泄漏量实验及计算分析

本文通过数值计算模拟了高低齿型迷宫密封的内部流动结构,对比了不同压比和转速下密封性能的变化,同时通过实验验证了模拟结果。实验和计算结果表明,密封的泄漏量随压比的升高而变大,并在一定压比范围具有较好的线性相关性。当转子转速比较低时,转动对泄漏量影响不明显;当转速超过某个临界值的时候,泄漏量会随转速的增加而减少。这个临界值的大小与密封的结构、压比等因素有关。通过对密封内部流场结构的分析,提出了初步的优化方案,其中的核心思想是提高间隙节流的强度和动能耗散的速度。     

刷式密封对透平级气动性能影响的研究

采用基于非线性Darcian多孔介质模型三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)和SST紊流模型的泄漏流动数值方法对比研究了动叶叶顶迷宫密封和刷式密封的1.5级汽轮机高压缸透平级的气动性能.数值预测实验测量的刷式密封泄漏量与实验数据吻合一致,验证了数值方法的可靠性。详细分析了动叶叶顶迷宫和刷式密封两种结构对1.5级透平级叶顶间隙泄漏特性和气动性能参数的影响特性.结果表明:在相同工况下,相比于叶顶迷宫密封结构,叶顶刷式密封可使透平级级效率提高0.15%,叶顶间隙泄漏量降低30.74%。叶顶刷式密封和迷宫密封结构对透平级反动度和动叶出口气流角的影响基本相同.叶顶刷式密封中刷丝束前后压降大于迷宫密封中相同位置处迷宫齿前后压降,刷丝束起主要封严作用.     

自由活塞斯特林制冷机间隙密封技术研究

间隙密封作为自由活塞斯特林制冷机中的一项关键技术,可以在完成密封作用的同时消除接触磨损和因此而产生的污染,同时由于间隙内气体的泄漏,引起了冷量损失,使制冷量减少。文中建立了层流工况下间隙密封的数学模型,推导了密封间隙的泄漏率。针对自由活塞斯特林制冷机的结构,对三处不同位置的间隙密封分别进行分析,提出了不同位置的间隙密封设计要求。对于直线压缩机的间隙密封,压缩机间隙密封的泄漏会带来压力波损失并同时影响压缩机固有频率;为消除压缩活塞的偏置,要求周期泄漏量为零,对于膨胀机的间隙密封,除了泄漏损失还包括了穿梭损失和摩擦损失等。最后,考虑实际加工和装配工艺的局限性,对间隙密封的偏心影响进行了分析,并对自由活塞斯特林制冷机间隙密封的安装技术和检测手段提出了简单的建议。     

刷式密封泄漏流动及传热特性的研究第一部分:泄漏特性

本文采用非线性Darcian多孔介质模型,对三种不同后夹板结构刷式密封的泄漏流动特性进行了数值研究,分析了压比、转速以及后夹板结构形式对刷式密封泄漏量、流场以及压力分布的影响规律。研究结果表明;刷式密封的泄漏量随压比的增大呈线性增大,随转速升高则略微减小。刷式密封的压力下降主要发生在刷丝束内部区域,而在上下游流体域内气流压力则基本分布均匀。后夹板的非通环形槽结构对刷式密封泄漏量及压力分布的影响很小,而通槽结构则会引起泄漏量的大幅增长,同时使压力分布产生变化。     

基于Mixture模型的机车齿轮箱径向密封机理研究

本文基于Mixture模型,以油雾-空气混合物为研究对象,运用Fluent软件数值计算重载机车齿轮箱径向迷宫密封的内部流场和泄漏量,研究径向迷宫的密封机理,分析节流齿啮合深度对密封性能的影响,对比研究不同的油雾参数(油雾颗粒直径、体积分数)和密封结构参数(径向间隙、节流齿厚度)对介质高速通道的形成和迷宫密封性能的影响规律。研究结果表明;径向迷宫密封在节流齿相对啮合深度为0.5时形成与迷宫结构相适应的介质高速通道,径向间隙和节流齿厚度对介质高速通道的形成无影响,介质高速通道的形成仅取决于空腔宽度(即节流齿相对啮合深度),最佳相对啮合深度为0。径向间隙增大、节流齿厚度减小,高速通道效果更明显。随着油雾颗粒直径或径向间隙的增大,油雾体积分数或节流齿厚度的减小,迷宫泄漏量增加,密封性能减弱。     

气动分置式斯特林制冷机间隙密封优化

气体泄漏及间隙传热会导致制冷机性能恶化,因此间隙密封技术是气动分置式斯特林制冷机的一项关键技术.对三种不同间隙密封结构展开研究,搭建Sage模型分析结构参数对制冷机性能的影响,模拟结果显示:间隙高度H不仅影响泄漏率,还与穿梭损失及泵气损失相关;双段式间隙密封的密封1长度比例越大,制冷量越大.当长度比例及密封1、间隙1高...     

Phenomenon of labyrinth weal with Low static pressure difference and large clearance

The low pressure axial flow fans with an outer ring, used for cooling automobile radiators, have a significantly large tip clearance between the ring tip and the fan shroud. It has been found that the turbulent reverse flow, or leakage flow, which occurs at the tip clearance, greatly affects the fan performance and noise level. Therefore, in order to improve the fan performance and noise level it is important to decrease the effect of leakage at the tip clearance. The authors investigated the performance of the straight-through type of labyrinth seal which operates in an extremely low static pressure difference with a large clearance. It was hoped that by sealing this clearance with the labyrinth seal the performance would be improved. It was verified that the labyrinth seal satisfied almost the same performance as that predicted by the previous theory. This theory was established by experimental studies in the condition of quite high static pressure difference when the labyrinth is stationary. However, it was later discovered that the leakage rate decreased significantly even though there was far lower ring speed in comparison to past research results where the ring rotated. This phenomenon is conspicuous in a lower differential pressure. However, the cause of this phenomenon has not been determined.     

接触式机械密封流固耦合模型及性能分析

为研究不同密封压力下接触式机械密封的密封性能,考虑密封端面的压力变形和表而微凸体接触,建立了密封端面的流同力耦合模型,给出了数值求解方法.通过实例分析了密封压力对御封关键性能指标的影响.该模型分析结果表明;随着密封压力的增大,端面间液膜厚度,泄漏率明显增加,密封压力对液膜压力、接触压力的分布影响较大.该模型能较好地用于接触式机械密封流田耦合问题的分析和密封的优化设计.     

大口径光学窗口结构及支撑技术

为减小大口径光学窗口对系统入射光线的影响,提高光学窗口性能及光学系统成像质量,提出了基于普通环带支撑的中间环带辅助支撑形式,并在不同口径、径厚比及遮拦比状态下比较两种支撑方式对光学系统波前误差的影响。与普通环带支撑方式相比,采用中间环带辅助支撑形式可以降低90%的由窗口引入的波前误差,该方式对径厚比为100/1的窗口的支撑效果可以达到普通支撑方式下径厚比为100/3的窗口类似的支撑效果。因此,中间环带辅助支撑形式可以有效提高窗口支撑效率、减小窗口厚度及质量、降低窗口对入射光线的体吸收率。     

发光二极管灯具鳍片式散热结构

为了提高发光二极管（LED）灯具的性能,依据LED散热指标,计算了散热面积,建立了LED鳍片式散热模型,最终利用ANSYS软件对其进行了仿真。研究结果表明:当鳍片间距与鳍片厚度比为3∶2、底座厚度与鳍片厚度为1∶1时,散热效果最好;随着鳍片数目和鳍片高度的增加,散热效果也有所增强。     

某MPV前门区域风噪啸叫与密封优化分析

为解决某MPV前门区域发生“呜呜”风噪啸叫问题,路试验证密封条、车门、A柱区域密封系统以及采用格子波尔兹曼（LBM）方法模拟风洞仿真分析A柱、侧窗区域流场。结果表明车门侧密封条和A柱钣金空腔的气流从密封条唇边泄露,与A柱区域的涡流形成耦合振动,产生啸叫。啸叫问题与车门侧密封条、车门以及A柱造型有关。更改车门侧密封条外唇边根部材料提高压缩负荷,并在与A柱接角处增加两个凸筋,进一步试验验证,啸叫消失,问题得到解决。     

The use of Taguchi method to optimize the laser welding of sealing neuro-stimulator

Titanium has high strength-to-weight ratio, corrosion resistance, excellent weldability and well biocompatibility. It is applied in various fields, such as medical and aerospace industry. Laser welding is major joint technology for titanium sealing in medical field. It is difficult for sealing thin titanium shell of the neuro-stimulator by laser lap welding. The key point for welding quality is the combination of laser welding parameters. In this paper, the effects of the Nd: YAG laser welding parameters is discussed and analyzed at first, and then a novel application of Taguchi's matrix method is proposed to optimize the selection of laser seal welding thin titanium shell, including the main parameters such as laser power, welding speed, defocusing amount and shield gas, finally the manufacture process for sealing neuro-stimulator is confirmed. The results show that Taguchi method has optimized process parameters of the laser welding on sealing thin titanium shell of the neuro-stimulator, and the device is equipped properly in medical treatments.     

影响波纹换热管换热性能因素的数值模拟研究

为研究工业生产中应用的波纹换热管换热性能以及相关的影响因素,课题中应用FLUENT软件建立了6种当量直径相同,波高和波距不同的波纹管模型,以常温下水为工质,设置不同的雷诺数并进行数值模拟。模拟结果显示,波纹管的波高波距比和雷诺数作为影响波纹管换热性能的两个重要因素,对波纹管的换热系数有着较显著的影响。其中,在一定范围内波纹管的换热系数随着雷诺数的增大而增大,另外,当波纹管的波高波距比值在0.24～0.26范围之间时波纹管的换热系数可以达到一个相对较优的值。