PECVD布气装置气流场的模拟分析

采用Fluent、Templot等相关软件对PECVD布气装置气流的流动过程进行模拟,并进行可视化分析;得出气流入口采用直口开孔方式,同时,气流入口到布气板距离L=4.5mm时布气最均匀,这为均匀布气装置的研制提供了依据。     

以中高转速区性能为目标的单缸柴油机配气凸轮优化

使用AVL BOOST建立186FA柴油机的仿真模型,通过模拟计算得到速度特性下配气相位对样机工作性能的影响,分析表明配气正时对不同转速下柴油机性能的影响存在差异,进气迟闭角对高转速区的性能影响较显著,排气提前角对泵气损失影响最大,进气提前角主要影响高转速区的充量系数,而排气迟闭角对低转速区的充量系数影响显著。以柴油机中高转速区的性能为主要目标,对配气相位进行优化,并将优化后的配气相位用于凸轮型线的设计中。使用优化后的配气凸轮进行试验,结果显示,在速度特性曲线上相同功率时,优化后的配气凸轮可提高柴油机在中高转速区的经济性,其中标定工况下比油耗减少了4.66g/(k Wh),降低了约1.68%,充量系数由0.82增加到0.84,升高了2.44%。     

吸入室直径对液气射流泵流场特性影响的数值模拟

为了全面分析液气射流泵内部结构对液气射流泵吸气性能的影响,以提高液气射流泵整体吸气性能。利用Fluent软件对不同吸入室直径下液气射流泵内部流场进行了三维数值模拟,获得了液气射流泵内部压力场和速度场分布以及轴心静压曲线,并拟合出压力比、流量比、效率与不同吸入室直径的关系曲线。对比分析表明,吸入室直径的大小会对液气射流泵内部压力、速度及吸气效率产生很大影响。射流泵其他结构一定时,吸入室直径大小存在最优值或者最优范围,使得液气射流泵的吸气性能最佳。     

脉冲液气射流泵内部流场的数值模拟

脉冲射流相对于恒定射流可较大程度提高液气射流泵效率,利用计算流体力学软件FLUENT对脉冲液气射流泵内部流场进行数值模拟和分析.首先研究在脉冲射流情况下,停止工作射流后液气射流泵内部流场的状况：然后对相同工作条件、不同脉冲频率下的液气射流泵进行数值模拟,并研究分析各个脉冲频率下液气射流泵效率,得出最佳工作频率.     

气液活塞式脉冲液体射流泵装置效率的理论研究

根据气体动力学和流体动力学理论导出气液活塞式脉冲液体射流泵装置中的脉冲发生装置效率和脉冲液体射流泵装置效率计算公式,并将脉冲液体射流泵装置效率的理论分析与试验结果进行了对比,二者基本吻合。     

气液活塞式脉冲液体射流泵装置效率的理论研究

根据气体动力学和流体动力学理论导出气液活塞式脉冲液体射流泵装置中的脉冲发生装置效率和脉冲液体射流泵装置效率计算公式,并将脉冲液体射流泵装置效率的理论分析与试验结果进行了对比,二者基本吻合。     

旋流泵气液混输特性试验研究

通过旋流式模型泵的型式试验,对无叶腔中心线上设定点进行流动参数测量,得到测点静压p_s、绝对速度V、绝对速度的圆周分速度V_u、径向速度V_r和轴向速度V_z随流量增大变化规律。证明泵进口轴向运动为主流,且旋涡中心静压为负值,阐明了旋流泵的抽吸原理。在此基础上,对泵的气液混输特性进行试验研究,证明旋流泵具有气液混输功能,得到了含气量对泵流量、扬程及效率影响的变化规律,为旋流泵工程应用提供科学实践依据。     

面向布气均匀性的竖直式喷淋头布气系统优化设计

竖直式喷淋头布气系统在半导体工艺腔室类设备中广为采用,其布气均匀性是决定半导体工艺均匀性的关键因素之一。以布气均匀性为驱动,对竖直式喷淋头布气系统进行优化设计。在优化策略设计中为解决传统参数优化方法优化喷淋头多孔板面时需要预先确定拓扑结构、人为缩小参数空间造成系统分辨率低的问题,提出描述喷淋头多孔板面等效阻抗模型,将喷淋头板面小孔结构和布局的优化问题转换为喷淋头板面对气体流动的阻抗特性优化问题,进而建立了高分辨率的喷淋头板面阻抗分布优化模型。优化的喷淋头板面阻抗分布使得喷淋头的布气不均匀性(在N2质量流量1.041 7×10–4 kg/s、腔室压力266 Pa典型工艺条件下)由0.36%降低至0.03%。采用CFD数值试验对优化的竖直式喷淋头布气系统在入口气体质量流量 6.250 0×10–5～1.666 7×10–4 kg/s、腔室压力133～665 Pa的工艺范围内进行测试,结果表明：优化的喷淋头系统布气效果均优于对照的喷淋头系统,其布气不均匀性均好于0.35%。针对喷淋头板面小孔布局及结构,列举3种拓扑调整方案,并根据阻抗优化结果给出对应的优化的几何配置实例。     

三种不同供水方式的能耗对比试验研究

为了研究全速、变频恒压、变频变压三种不同供水方式水泵的能耗情况,本研究首先从原理上对三种不同供水方式调节过程泵的能耗进行了分析。其次,基于设计搭建的水泵给水系统试验平台,对水泵进行了性能试验,并对比分析了水泵全速、恒压和变压运行的能耗差别。通过分析试验数据,结果表明:在相同流量下,变频变压供水能耗最小。变频变压供水与全速供水、变频恒压供水相比,泵的扬程、轴功率、每吨水能耗下降率明显。     

油-气润滑对点接触副滑动摩擦行为的影响

在MFT-3000型多功能摩擦磨损试验机上,以球/盘模型为考察对象开展油-气润滑点接触副滑动摩擦试验,并与相同工况下滴油润滑和干摩擦试验进行对比。利用白光干涉形貌仪、扫描电镜、X射线能量色散谱(EDS)和铁谱分析设备对磨痕轮廓、表面形貌、化学元素组成以及磨粒形状进行表征、分析。结果表明:在油-气润滑工况下,当供油量不足时,随供油量增加,摩擦因数、磨损量和磨痕参数等均出现明显减小趋势,但润滑性能较滴油润滑差;当摩擦副间润滑油充足,且供气速度达到一定值时,与滴油润滑相比,油-气润滑能够获得更低的摩擦因数,但磨痕形貌变化较轻微;在较低的滑动速度和载荷下,油-气润滑点接触滑动摩擦不会发生氧化磨损,油-气润滑散热功效对摩擦行为无明显影响,与滴油润滑以及干摩擦下磨损机制相同,均为磨粒磨损,摩擦过程中产生的磨屑形状以碎屑状和片状为主,伴随着少数长条状。     

气液活塞式脉冲液体射流泵装置性能的理论研究

运用流体动力学理论,导出气液活塞式脉冲液体射流泵装置性能方程,分析了反吸与压力两个不同工作过程中的主要因素对装置性能方程的影响,并与恒定流液体射流泵装置性能方程对比,阐明了二者之间的关系。     

一种新型气提装置的介绍

介绍了一种新型气提装置,该装置相对于常规气提装置而言,其结构和原理都迥然不同,本文从理论上和实验中证实了新型气提装置有着常规气提装置不可比拟的优点.     

液压油抽真空除气装置的设计及实验研究

根据亨利定律设计了一种利用抽真空的方式进行油气分离的液压油液除气装置,并对其进行了实验研究,结果表明该装置能够有效地对液压系统中的油液进行除气处理,提高油液的弹性模量,改善液压系统的传动刚度和精度.     

基于温室大棚除雪骨架结构的研究

为了解决了现有的温室大棚清雪,以及积雪对温室大棚的危害的问题,设计一种专门除雪的一种农业温室大棚骨架,应用证明,用若干个结构相同的n型支撑架和结构相同的支撑柱,通过辅助支撑结构中的侧壁杆移动组件,使得一对侧壁支撑杆沿着密封透明塑胶布移动,同时通过侧壁支撑杆内的电热丝对密封透明塑胶布进行加热,从而达到使塑胶布外侧的部分积雪融化,减小摩擦系数,使得积雪滑入到底下收集凹槽内,避免积雪挡住阳光,使光照得到充分的利用。     

气液活塞脉冲液体射流泵装置性能的理论研究

运用流体动力学理论，导出气液活塞式脉冲液体射流泵装置性能方程，分析了反吸与压力两个不同工作过程的主要因素对装置性能方程的影响，并与恒定流液体射流泵装置性能方程对比，阐明了二者之间的关系。     

喷嘴孔径对PDC钻头井底流场影响的研究

PDC钻头在实钻过程中井底流场非常复杂,而优化其水力学参数是提高钻头钻井能力的有效手段。根据实际钻头结构,建立了不同孔径的四喷嘴PDC钻头井底流场模型并对之进行了数值模拟,分析了流场的总体特点,得出了在相同出口射流速度和相同流量条件下喷嘴孔径对PDC钻头井底流场的各种影响,并通过试验进行了验证,为PDC钻头的水力学设计提供了一定的指导。     

无理偏摆式平面研磨加工均匀性的数值模拟

基于定偏心平面研磨方式,提出了无理转速比下的偏摆式平面研磨方式.采用矢量方法建立了偏摆式平面研磨加工的运动学方程,对比分析了定偏心和偏摆式驱动下的工件表面磨粒轨迹和磨粒速度场的分布形态,并建立了运动轨迹密度均匀性和材料去除量均匀性的区域划分和统计评价方法.研究表明:偏摆式驱动下的平面研磨轨迹线更加复杂无序,磨粒覆盖面积更大,能更快地获得更均匀的轨迹线分布,且在无理转速比下无明显牛顿环现象,轨迹线的均匀性显著提高;相同转速比时两种驱动方式下磨粒速度场分布形态类型相同,但偏摆式下单颗磨粒的速度大小和速度方向角随时间变化均无明显周期,能获得的速度大于定偏心方式,更快地实现材料去除且无理转速比下的材料去除性更为均匀.最后搭建两种驱动方式的试验平台进行研磨对比试验,通过无理偏摆式加工方式后硅片获得的表面粗糙度Ra最低,且相同时间内的材料去除量最大.     

宽范围面积比下液气射流泵性能试验

结合液气射流泵的工作特点,介绍了其不同的应用场合时对泵具有不同的性能要求。以喉管/喷嘴面积比m为主要研究参数,在喉管长度固定情况下,对15种面积比(1.1025～110.25)单级液气射流泵工作性能进行了试验研究,结果显示面积比大小具有一定范围使泵正常工作,小面积比的液气射流泵可以得到较大的压力比,大面积比情况下可以得到较大的液气比。对于本文试验中给定的供水离心泵扬程大小和液气射流泵模型,以液气射流泵效率最高为衡量,存在最优面积比使泵效率最高,且该值与Cunningham经验公式变换后的计算值一致,同时试验得到小面积比情况下(m<4.41)合适的工作水压力值。试验结果为液气射流泵的工业应用提供依据。     

超小流量气液两相流离心泵数值分析及优化设计

本文应用计算流体力学(CFD)的方法研究了气液两相流对离心泵性能的影响。通过对设计工况三种不同含气率时的内部流动进行模拟计算,结果表明,含气率增大会导致泵扬程、效率下降。在此模拟分析基础上,对泵进一步优化设计,通过对比分析,得出在叶轮开设回流孔的方法可以有效改善两相流工况,明显提高了泵扬程、效率。     

高温减压塔底泵水力性能设计探讨

高温减压塔底泵是炼油装置中的基础设备,该泵具有较高的汽蚀性能。本文以500万吨/年炼油装置用高温减压塔底泵为研究对象。采用速度系数法对首级叶轮进行设计,应用CFD软件对水力模型进行流场分析、性能预测,并对关键水力尺寸进行正交试验研究,最后通过样机试验实测数据的对比分析,探讨具有较高汽蚀性能和较高效率泵的设计模式。