基于流固耦合的离心式压气机叶轮叶片仿真研究

以某型离心式压气机叶轮为研究对象,利用ANSYS工程软件对叶轮进行单向流固耦合数值模拟。在综合考虑热载荷对叶轮叶片应力应变影响的前提下,建立叶轮单流道的三维流场模型,得到额定转速下压气机叶轮内部流场应力分布。将离心力、气动力和热载荷施加到叶片上,最终得到在离心力、气动力和热载荷三者共同作用下的叶片应力分布和叶片最大变形量。结果显示:相比仅考虑离心力和气动力影响的情况,在施加热载荷后,叶片最大应力增加7.62%,最大变形量增加24.69%。     

气动力与离心力对风力机叶片应变特性的影响

利用有限元理论,基于Ansys Workbench工作平台,针对某小型水平轴风力发电机组,计算了不同工况时叶片应变特性的变化。计算结果显示:叶片在气动力作用下最大应变位置位于叶根与叶片径向的0.65 R处、叶片在离心力作用下最大应变位置位于叶根处;在恒定来流风速、低尖速比时,气动力引起的叶片应变大于离心力引起的应变,但随着尖速比的增加,离心力引起的应变值大于气动力作用时的应变值,其原因为离心力正比于尖速比和风速乘积的二次方,而气动载荷仅正比于风速的二次方;气动力与离心力耦合作用时,最大应变位置位于叶根处,离心力与气动力耦合作用时引起的应变不等于离心力与气动力单独作用引起应变之和。研究结果可为风力机叶片机械强度设计提供一定的理论支撑。     

多种载荷下超临界二氧化碳向心透平变形及应力研究

基于超临界二氧化碳(SCO2)工质的动力循环系统是目前先进动力系统的研究热点和发展方向，向心 透平作为SCO2动力循环中的核心部件，其运行的安全性至关重要。本文采用热流固耦合分析方法，对一SCO2 向心透平叶轮进行了强度特性分析，得到了多种载荷对于叶轮变形和应力分布的影响。结果表明:温度 载荷对于变形大小占据主导地位，气动载荷及离心力载荷对变形影响较小，全部载荷工况下叶轮最大总位移 为2.421 mm，位于叶轮轮盘外径处;离心力载荷对等效应力贡献最大，温度载荷导致叶轮叶片根部前缘圆角 处的应力集中，气动载荷对叶轮等效应力贡献较小，全部载荷工况下叶轮最大等效应力为267.91 MPa，位于 叶轮轮背凸台段过渡圆弧处 。     

复合材料风力机叶片铺层参数优化

考虑重力、离心力、气动力作用下的叶片结构性能变化，以5 MW风力机叶片为优化目标，基于经典层合板理论建立风力机叶片优化数学模型，将各层合板界面最大Von＿Mises应力作为优化目标，最大叶尖位移作为优化约束，层合板纤维铺设角度作为优化变量，对比分析3种方案下的叶尖位移、最大应力、Tsai＿Wu失效因子，确定最佳铺层方案。优化后叶尖位移、最大Von＿Mises应力、Tsai＿Wu失效因子明显降低，验证优化方法的有效性。     

气动力和离心力对风力机叶片应力影响研究

针对自行研制的NACA4415翼型水平轴风力机,通过流固耦合的数值模拟计算方法,考虑气动力和离心力以及两者耦合作用,选取叶片最大弦长、中部弦长、气动中心线展向以及最大应力点位置,分析风力机叶片在不同工况下的应力特性分布规律。结果表明:在气动力作用下,叶片相同弦长位置处迎风面应力小于背风面应力,且随尖速比和入流风速增大而增大,最大应力点位置随着尖速比增大沿翼展向外且靠近叶片前缘方向延伸;在离心力作用下,叶片相同弦长位置处迎风面应力大于背风面应力,且随尖速比增大而增大,而最大应力点均在叶根最大弦长位置(9.93 mm,10.80 mm,-126.33 mm);在耦合作用下,叶片相同弦长位置处迎风面应力大于背风面应力,随尖速比和入流风速增大而增大,且依次大于气动力和离心力产生的应力,而最大应力点均在叶根最大弦长位置。仿真结果对于风力机翼型的选择及优化设计具有重要的理论意义及参考价值。     

1.5MW风力机叶片变形的分析

影响风力机叶片变形的载荷源主要是空气动力载荷、离心力载荷以及重力载荷。讨论了一种风力机叶片变形的计算方法,首先将叶片简化为悬臂梁进行初步分析并得出剪力和弯矩,然后进一步将悬臂梁离散化,通过对离散化节点的分析得出叶片各截面的变形。静载实验针对某1.5MW叶片的6个截面展开,测试了某叶片模型在其设计风速时各剖面的变形量。通过实验验证计算方法的可靠性,并对实验和计算结果进行对比分析。     

风力机叶片动态应变分布特征的研究

针对风力机叶片动态应变分布规律特性,以NACA4415翼型叶片为模型进行了数值模拟,并与采用旋转遥测技术测试的该风力机叶片动态应变试验结果进行了对比分析。结果表明,数值模拟与试验结果趋势一致;在气动力作用下,风力机叶片的应变主要集中在叶片的中部略靠后的位置,其根部及叶尖附近的应变与中部相比较小,前缘部分的应变值与后缘部分相比较大,压力面应变值大于吸力面相应位置的应变值;在气动力的基础上施加重力和离心力后,叶根处应变值增加迅速,同时叶片中部应变值保持在较大的水平,主要是离心力和气动力共同作用所致。     

1.5MW风力机叶片变形的分析

影响风力机叶片变形的载荷源主要是空气动力载荷、离心力载荷以及重力载荷.讨论了一种风力机叶片变形的计算方法,首先将叶片简化为悬臂梁进行初步分析并得出剪力和弯矩,然后进一步将悬臂梁离散化,通过对离散化节点的分析得出叶片各截面的变形.静载实验针对某1.5MW叶片的六个截面展开,测试了某叶片模型在其设计风速时各剖面的变形量.通过实验验证了文中计算方法的可靠性,并对实验和计算结果进行对比分析.     

风力机叶片叶根应力集中区应力状态实验研究

为分析风力机叶片旋转时叶根应力集中区的平面应力状态,采用旋转机械应力应变无线遥测技术,通过叶根最大弦长处压力面应变花测点的布置,在直流式低速风洞开口段进行实验研究,结果表明:在额定风速8 m/s,尖速比由4.5增至6.5的过程中,直角应变花3个方位线应变的绝对值逐渐增大,且沿叶片展向0°方位和45°方位的线应变为正值,以拉弯应变为主,90°方位的应变为负值,受叶片压力面载荷的挤压作用所致;翼型截面弦向测点的最大主应力值大于相应测点的最大剪切应力值,且随着尖速比的增加均增大,其较大值均出现在靠近截面形心的翼型表面,是叶片易受损的危险位置;最大主应力方位角受翼型截面的几何形状和载荷作用效果的影响,自前缘向后缘发展并不呈现一致的规律性。该研究为分析和判断叶片裂纹、预测损坏部位提供直接的实验依据。     

基于ANSYS的旋喷泵叶轮流固耦合分析

为获得旋喷泵叶轮在设计工况下的等效应力及变形分布情况,基于FSI原理对旋喷泵叶轮进行了结构分析。采用多物理场协同仿真平台ANSYS Workbench,基于单向流固耦合原理对旋喷泵叶轮结构进行了仿真计算,同时对单独施加离心力载荷或流场压力载荷的旋喷泵叶轮应力与变形分布情况进行了仿真。结果表明,在设计工况下叶轮应力分布不均且在局部区域存在应力集中现象;叶轮变形随半径的增大而增大,并在叶轮边缘达到最大值0.095 887 mm;离心力惯性载荷是影响叶轮应力与变形分布主要因素。     

Unerroric of control of mutual compliance of the efficiency of hydrogen engines of unmanned vehicles in the conditions of mass production

The issues related to the reliability of hydrogen engines of unmanned vehicles and increasing the efficiency of using hydrogen as fuel when using the method of its production during the decomposition of hydrogen-containing molecules of liquid-phase organic compounds in a plasma discharge under the action of intense ultrasonic exposure are considered. Experiments have shown that as a result of decomposition in the acoustoplasma discharge of liquid hydrocarbons, solid-phase carbon-containing products are formed, chemical transformations occur in the liquid phase and hydrogen-containing combustible gas is formed. Hydrogen-containing gas can be used as fuel immediately after synthesis, i.e. it does not require separation, since in addition to hydrogen it contains only impurities of CO₂ and water vapor. The purpose of the study is to formalize the basic conditions for tightening the control of mutual compliance with the efficiency of hydrogen engines of the same series in the conditions of their mass production. Methods of mathematical statistics and hardware-software modeling were used in the study. The term “unerroric of quality mutual compliance control” is introduced to describe a set of hardware and software tools for such control. The principle of in-depth testing of the technical condition of such engines of one series is described in a multidimensional formulation of the quality control problem for three of their operating parameters at once. The conditions for increasing the mutual correspondence of the measured values of such parameters in the conditions of serial production of hydrogen engines are formalized.     

MgO膨胀剂细度对MgO水化和水泥浆体膨胀的影响

基于《水工混凝土掺用氧化镁技术规范》中的Ⅰ型氧化镁（MgO）,研究了该型MgO膨胀剂（MEA）细度对掺粉煤灰水泥浆体膨胀性能的影响。即采用X射线衍射分析(XRD)及同步热分析（TG DSC）分析了掺MEA水泥浆体中MgO的水化性。结果表明,养护温度相同时,MEA的细度对水泥浆体内MEA中MgO的水化和水泥浆体的膨胀无显著影响,产生的膨胀均能补偿水泥浆体的收缩;MEA的细度可从试验设计采用的45 μm筛筛余15%左右增加到30%左右,这将有利于MEA生产企业的节能降耗。     

小型锅炉烟尘测试时锅炉出力的计算

锅炉烟尘测试时,必须对锅炉出力进行测试。但监测中,许多小型锅炉往往不具备相关的计量装置和仪表,为解决这一问题,文章提出了用烟气量和空气过剩系数来计算锅炉的出力的公式,在实际使用中,该方法简单易行,其结果和实测值具有很好的一致怀。     

汽油特性参数间的关系分析

汽油的特性参数对汽油机的燃烧和排放具有重要影响。通过对市售汽油特性参数间关系的统计分析，得到了汽油密度同汽油的平均氢碳原子数之比和汽油空气混合气的理论空燃比之间的线性关系式。这些统计关系式可用于由测量的汽油密度值推测汽油平均氢碳原子数之比和汽油空气混合气的理论空燃比等，还可用于改善汽油机热计算精度和汽油机空燃比的测量、控制精度。     

汽轮机零件防锈性能的改善

介绍了汽轮机零件的封存特点、防锈要求及防锈油性能对比试验的方法，通过对试验结果的对比分析，客观验证了各种防锈油的性能。试验表明，只有选择了合适的防锈油，才能保证汽轮机零件长期封存的质量。     

生物质催化热裂解技术的研究进展

生物质催化裂解是生物质热化学转化的一种重要途径。综述了生物质催化热裂解技术使用的反应器、催化剂类型,以及催化热裂解过程中热裂解温度、吹扫气、升温速率、生物质原料等条件的影响,展望了生物质催化热裂解技术的发展趋势。     

铁路干线机车车门的发展综述

车门是机车车体的重要部件,是司乘、维修人员的通道口,它具有分隔空间、密封防雨、隔音消音、保温隔热等功能,紧急情况下作为逃生救护通道。通过回顾大连机车车辆有限公司使用过的铁路干线机车车门,浅析其结构特点,并对比介绍了近年来新开发的两种铝合金结构车门。     

燃烧流化床气泡能量分布模型

应用瞬态谱分析方法对燃烧流化床声波信号进行了频谱分析,发现气泡能量分布呈Ｇａｍｍａ分布形式,在Ａｒｇｙｒｉｏｕｓ和Ｙｏｓｈｉｄａ等人提出的模型的基础上,发展了燃烧流化床气泡能量分布模型,并通过优化迭代对模型参数进行求解,在实验和理论的基础上得出了更加切合实际的燃烧流化床气泡能量分布模型     

入炉煤含硫量对600MW超临界机组脱硫经济性的影响

针对某600 MW超临界脱硫机组,通过7组入炉煤的试验,研究了入炉煤含硫量对原烟气中SO2浓度的影响,以及含硫量变化对机组运行成本的影响。结果表明,入炉煤含硫量增加0.1%,烟气中SO2浓度将增加约265 mg/m3,相应的每吨煤机组综合运行成本约将增加1.610元。     

加氢裂化装置高压空冷器风机的改造

某石化公司150×10^4t／a加氢裂化装置高压空冷器风机风量小,叶片和翼型存在缺陷．传动方式效率低,导致高压分离器温度上升,气相循环氢体积增大,相应增大了循环氢压缩机负荷,造成汽轮机蒸汽耗量增加,循环氢纯度降低,产品质量变差。对高压空冷器4台风机实施了改造：采用新型HY系列玻璃钢叶片替换TB型铝风机叶片．采用啮合传动型的同步带传动替换摩擦传动型的多楔带传动。与改造前相比,改造后风机全压从170Pa提高到200Pa,风量从36×10^4m^3／h提高到46×10^4m^3／h,平均风速从3．391m／s提高到3．875m／s;反应流出物的温降提高了5℃;汽轮机3．5MPa蒸汽消耗量每小时可节约0．6t;加氢裂化装置运行平稳。加工量从149．44t／h提高到164．75t／h。