基于Bulk-Flow模型的迷宫密封泄漏模型适用性研究

本文基于单控制体等熵过程Bulk-Flow模型发展了直通式迷宫密封泄漏特性快速预测方法,并开发了相应的计算程序。通过与不同几何参数和运行工况条件下的实验结果对比,对72种泄漏模型开展了泄漏特性预测适用性研究,结果表明:采用Neumann泄漏方程、Chaplygin流量系数、Hodkinson-Modified(压比低于4.5)或Hodkinson(压比高于4.5)动能输运系数、Swamee Jain切应力系数的泄漏模型具有最佳预测精度,对泄漏量的平均预测误差约为5%。论文工作为Bulk-Flow模型在迷宫密封设计和泄漏特性分析中的应用提供理论参考。     

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。     

蜂窝面迷宫密封泄漏特性和鼓风加热特性研究

基于标准k-ε紊流模型和三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes方程求解方法,采用商用CFD软件ANSYS CFX数值研究了转子轴向偏移和径向伸长对典型航空发动机蜂窝面迷宫密封泄漏特性和鼓风加热特性的影响。计算了2种流量,3种转速下蜂窝面迷宫密封的鼓风加热系数和腔室旋流强度,并与实验结果进行了比较,验证了数值方法的准确性。分析了蜂窝面迷宫密封在4种转速、4种转子轴向偏移量和4种径向伸长量下的泄漏特性、鼓风加热特性和腔室旋流发展。研究结果表明:转子轴向偏移对密封泄漏量影响很小,可忽略;转子径向伸长使密封泄漏量显著减小;转子轴向偏移和径向伸长均引发密封鼓风加热系数的显著增大,降低冷却空气的冷却效果;转子轴向偏移和径向伸长均能显著改变密封腔室内的流场结构,增大密封腔室旋流速度。     

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.     

涡轮叶顶泄漏控制研究进展

通过归纳国内外涡轮叶顶泄漏控制研究,总结了轴流、向心涡轮采用的叶顶泄漏控制方法及取得的研究进展,分析了不同控制方法的特点和不足,最后对涡轮叶顶泄漏控制方法的发展趋势进行了展望。目前,带冠轴流涡轮叶顶泄漏控制方法除了传统的迷宫密封,还有蜂窝密封、干气密封等;不带冠轴流涡轮控制方法种类较多,可细分为主动控制方法和被动控制方法;开式和半开式向心涡轮控制方法目前仅有叶型优化和机匣开槽;闭式向心涡轮控制方法较为单一,以迷宫密封为主。轴流涡轮中多种泄漏控制方法耦合具有较好的应用前景;开式和半开式向心涡轮中综合有效的叶顶泄漏控制方法,以及闭式向心涡轮轮盖空腔非设计工况和非定常工况下的泄漏特性有待进一步研究。     

指尖密封靴部结构对气动性能影响的分析

为了研究靴部结构对气动性能的影响,分别建立了光滑、局部开槽、轴向收敛三种指尖密封模型,并对其进行双向流固耦合数值模拟。通过计算,获得了指尖密封的变形规律、泄漏量变化以及指尖靴间隙内流场的运动特性。与普通指尖密封结构相比,对密封靴部进行改进可较大程度地提高密封的性能。根据对泄漏及流场运动特性的分析,初步揭示了指尖密封的泄漏机理,同时阐述了开槽结构影响密封性能的根本原因。     

Fuzzy-PID分级控制变水量空调系统温度的研究

针对变水量空调系统温度控制的时变、大滞后、非线性特点,结合模糊控制和PID控制,设计了基于模糊规则切换的Fuzzy-PID分级控制器,并在Matlab/Simulink软件上进行了仿真。仿真结果表明,控制器同时具有模糊控制超调量小、鲁棒性好和PID控制精度高、响应速度快的优点。     

低温阀门启闭密封试验研究

为了研究低温阀门的启闭密封的特性,对常温和低温下不同密封比压的密封结构进行了启闭密封特性试验,通过试验结果的分析得出了密封比压与泄漏率的关系曲线,并与H.T.洛马宁柯曲线进行了对比,得出了试验工况下密封比压计算修正系数,为低温密封结构设计提供依据。     

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.     

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。     

斯特林制冷机间隙密封冷量损失实验研究

传统的斯特林制冷机回热器使用接触式滑动密封,存在磨损,限制斯特林制冷机的使用寿命。间隙密封的应用则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。但由于间隙内气体的泄漏,引起了冷量损失,使制冷量减少。设计了一套模拟实验装置,通过实验验证了回热器与气缸壁间隙内气体泄漏率及泄漏引起的冷量损失理论分析的正确性。     

The effect of surface roughness on thermal-elasto-hydrodynamic model of contact mechanical seals

In this paper,the effect of surface roughness on sealing clearance,pressure distribution,friction torque and leakage is studied by the thermal-elasto-hydrodynamic mixed lubrication model.A convergent nominal clearance is formed by the pressure deformation and thermal deformation of the seal faces.This causes more serious wear in the inner side than that of the outer side of the contact area.Mass leakage increases with the growing of the surface roughness.The temperature and thermal deformation on the seal surface increases substantially if the roughness is reduced.The contact mechanical seals have consistent performance when the standard deviation of surface roughness is approximately 0.2μm.In order to validate the theoretical analysis model,a method combining the measurement of three-dimensioned profile and Raman spectrum is proposed.     

基于模糊PID控制的永磁同步电机控制器研究

为了提高复杂环境条件下永磁同步电机（PMSM）控制器的动态控制性能与抗干扰能力,分析了永磁同步电机的速度-电流（或力矩）双闭环控制调速结构,提出了一种基于模糊PID控制原理的速度环控制策略。速度环运行时,模糊PID控制器首先将永磁同步电机转速的误差及误差变化率进行模糊化处理,然后依据模糊规则进行模糊推理,并自动在线整定出速度环PID的三个系数（比例系数、积分系数、微分系数）,不仅减少了速度环的调节时间,也能增强抵御来自电流环（或力矩环）的干扰。仿真结果表明,当永磁同步电机的转速发生变化或负载发生扰动时,相比于传统的PID控制器,模糊PID控制器能提高系统的动态性能与鲁棒性。该方法用于永磁同步电机的控制是可行、有效的。     

Microstructure and lubricating property of ultra-fast laser pulse textured silicon carbide seals

Most previous studies have employed surface patterning to improve the performance of lubrication systems. However, few have experimentally analyzed improved effects on friction reduction in SiC mechanical seals by ultra-fast laser pulse texturing. This work applies surface texturing on a non-contact mechanical seal and analyzes the characteristics of the resultant surface morphology. A femtosecond laser system is employed to fabricate micro/nanostructures on the SiC mechanical seal, and generates microscale-depth stripes and induces nanostructures on the seal surface. This work examines the morphology and cross section of the SiC nanostructures that correspond to the different scanning speeds of the laser pulse. Results show that varying the scanning speed enables the application of nanostructures of different amplitudes and widths on the surface of the seal. The friction coefficient of the introduced SiC full-textured seal is about 20% smaller than that of a conventional SiC mechanical seal. Hence, femtosecond laser texturing is effective and enables direct fabrication of the surface micro/nanostructures of SiC seals. This technique also serves as a potential approach to lubricating applications.     

基于自适应模糊控制的节能装置研究

针对凹版印刷干燥设备,设计节能装置,该装置利用压缩机换热原理,对余热进行再循环利用。设计自适应模糊PID节能控制系统,完成对压缩机,调功器,变频器的实时控制。利用组态软件完成系统界面设计,人机交互简洁,操作方便。控制算法采用自适应模糊PID控制,依靠数据信息来调整模糊逻辑系统的参数,通过在线计算得到最佳控制器参数,抑制不确定性对系统的影响。将节能装置应用到凹版印刷机,实验数据显示,系统耗能减少,效率得到提高,达到节能目的,证明了节能系统的有效性,具有较强的应用价值。     

一种微小型无人船控制系统设计及航向控制方法研究

无人船在保护海洋环境和开发海洋资源方面具有广泛的应用前景和市场价值。微小型无人船不仅可以用于海洋环境监测,也可以作为海上通信中继平台,在军事应用领域也有其潜在应用价值。本文设计了一种基于ARM的微小型无人船控制系统,同时进行了详细的控制系统硬件设计和软件设计,并通过水池实验结果验证了该控制系统的有效性和实用性。此外,针对无人船航行过程中存在风浪流混合干扰的问题,设计了一种自适应模糊PD航向控制算法,进行了相应的水池试验并与传统PD控制算法进行了对比分析。     

基于单片机的温度控制系统的设计

针对单片机温度控制系统采用传统控制方法容易出现响应速度慢、振荡剧烈、控制精度低等问题,对单片机温度控制系统的硬件电路、控制精度、控制算法等方面进行了设计研究。基于以AT89C51单片机为核心运用DS18B20温度传感器的温度控制系统,提出了变论域模糊PID控制算法,将变论域模糊控制和PID控制相结合,结合生猪猪舍温度控制系统对传统PID控制算法以及变论域模糊PID控制进行对比分析。实验结果表明,设计的温度控制系统采用了变论域模糊PID控制算法,提高了控制精度,加快了系统的响应速度,从而增强了温度控制系统的实用性,产生了重要的实际工程意义。     

机械相控阵列天线的电机控制系统设计

为实现机械相控阵列天线的波束扫描,采用直流电机驱动螺旋天线单元转动来达到预定的辐射相位.利用数字信号处理芯片TMS320F2812设计了直流电机位置控制系统,介绍了控制系统的硬件设计方案、控制策略及软件设计方案.针对直流电机驱动的螺旋天线单元位置控制系统,研究了模糊PID控制算法,并把它应用到控制系统中.实验结果表明,...