轴瓦惯性对核主泵水润滑轴承动特性的影响

可倾瓦轴承由于其固有稳定性获得广泛运用,而得出该结论有赖于忽略轴瓦惯性。以屏蔽式核主泵轴承为例,由于其采用水作为润滑介质,密度和黏度较低,所提供的刚度、阻尼较小,加之所受激励频率成分复杂,在轴瓦运动中惯性作用因素具主导性。因而对无惯性轴瓦轴承的稳定性讨论结论对其不适用,有必要进一步讨论轴瓦惯性的影响。以某型核主泵径向四瓦可倾瓦轴承为例,给出一种考虑轴瓦惯性的轴承动特性计算方法,计算不同轴颈涡动频率下该泵的动特性系数,并分析轴承稳定性。结果表明,考虑轴瓦惯性条件下,瓦间承载时四瓦可倾瓦轴承产生显著的负交叉刚度和负交叉阻尼;对稳定性的分析表明,该交叉刚度对总体稳定性影响较小,交叉阻尼则会削弱整体稳定性。     

大流量工况下核主泵内部不稳定特性分析

为了研究大流量工况下,核主泵内部流动不稳定特性,基于RNG k-ε湍流模型,利用ANSYS CFX对大流量工况下核主泵内部流场进行三维非定常数值模拟,分析了大流量工况下在导叶不同位置9个监测点上压力脉动的时域和频域特性。研究结果表明:由于漩涡的存在,H~Q曲线在1.0Qd~1.1Qd内出现正斜率现象。核主泵导叶流道内最大压力脉动出现在导叶进口处,随着流量的变化,主泵运行偏离最优工况越远,导叶进口处的压力脉动系数越大,在1.3 Qd工况时导叶进口处的压力脉动系数最大且为出口处的2.5倍;蜗壳壁面的径向力受流量变化影响最大,在一个旋转周期内蜗壳壁面所受到的径向力随流量的增加平均值逐渐增大,偏离额定工况越大,蜗壳壁面受到的径向力最大,导叶次之,叶轮最小。试验与数值对比分析发现大流量工况下二者吻合较好,证明该数值模型可较准确地描述泵内流场特征。     

核主泵小流量工况压力脉动特性

为研究小流量工况下核主泵内部压力脉动的变化规律,基于雷诺时均N-S方程和标准k-ε两方程及SIMPLEC算法,应用CFX软件对核主泵小流量工况进行定常和非定常数值计算,得到泵内部流场和各工况监测点的压力脉动,并将时域信号进行快速傅里叶变换为频域信号。结果表明:核主泵内压力脉动明显,叶频在由压力脉动诱发的振动中起主导作用,主要表现为叶轮和导叶间的动静干涉。叶轮导叶流道内的回流造成了小流量工况叶轮和导叶流道及其周向的不稳定压力脉动,回流主要存在于叶轮和导叶进出口位置,因此该区域的压力波动剧烈且周期性差。核主泵的振动,不利于核电站的安全稳定运行,通过对小流量工况的压力脉动分析,对预测核主泵在极端工况下的动态特性和推进核主泵国产化具有十分重要的意义。     

基于层约束叶片的核主泵空化特性与动力学特性研究

为研究瞬态空化工况下CAP1400核主泵动力学特性,基于层约束设计方法对叶轮叶片进行优化设计,使得产生在后盖板附近的气泡不至快速向前盖板方向发展,即将汽泡发展约束至不同层内。基于雷诺平均动量方程和SST k-ω湍流模型,通过CFX软件对核主泵空化瞬态过程进行定常和非定常数值计算,得到最优层约束叶片模型和空化发展过程中叶轮的瞬态轴向力与径向力变化,对时域信号进行快速傅里叶得到轴向力与径向力的频域特性。模拟结果分析表明:层约束叶片设计能够有效提升泵在小流量工况时的水力效率,而保持其在额定工况区域水力效率基本不变;空化瞬态过程叶轮所受轴向力指向叶轮进口,受空化汽泡带来的叶片表面压力差变化的影响较大;叶轮瞬态径向力合力周向分布规律不受空化程度的影响,而与泵本身的运行状态有关;核主泵在低频范围内径向持续振动明显强于轴向振动,且伴随空化的加剧愈加显著。     

闭式水系统气囊罐对泵启停瞬态作用研究

探讨以乙二醇溶液为流动介质的闭式水系统的定压装置中气囊罐在离心泵开机和关机时对定压点的压力作用情况,以某大型闭式冷却水系统为实验平台,分别对设计工况下有无气囊罐作用时进行离心泵的开关机操作,气囊罐作用时,能满足水系统稳定运行时定压点的压力需求,在四种不同稳定运行工况点下的离心泵进行开关机操作,定压点压力变化趋势和波动幅值大致一致,在四种不同加速时间下进行离心泵的开机操作,气囊罐均能对定压点压力有较好的响应变化。     

瞬变工况下叶片数对核主泵径向力影响的研究

为研究核主泵在变流量过渡过程中叶片数与导叶片数对径向力的影响,应用计算流体力学软件CFX对核主泵分别改变叶片数与导叶片数时,叶轮与导叶所承受的径向力变化规律进行数值模拟计算与试验,将数值模拟结果与试验进行验证,试验数据与数值模拟数据在误差控制范围之内。结果表明:变叶片数时,随着流量增大,核主泵叶轮所承受的径向力值随叶片数的增加而增大,在叶片数为7片时达到最大值,叶轮所承受的径向力的周期性趋于规律性;径向力的平衡性趋于最佳工况。随流量变小时,叶轮所承受的径向力位置随旋转周期有规律性地偏移和旋转,其偏移和旋转的变化梯度不同,叶轮所承受的径向力偏移和旋转的变化梯度明显大于向大流量增加时所对应的变化梯度。通过综合对比可知:在变流量过程中,当叶片数为5片、导叶片为11片时,叶轮承受的径向力是最小。     

核主泵全流量试验台主回路厚壁管道焊接技术

本文对国内首个核主泵全流量试验台主回路厚壁管道焊接技术进行了阐述。针对合金钢+堆焊层+不锈钢基层的管道与法兰异种材质的焊接,采用氩弧焊打底+焊条电弧焊填充和盖面多层多道焊方法,满足了核主泵试验台对焊接质量的要求,成功摸索出了一套厚壁管道异种材质焊接的工艺方法,应用前景广阔。     

含气率对AP1000核主泵影响的非定常分析

为研究含气率对核主泵内部各点压力影响规律及不同泵进口含气率时气体在核主泵内的分布情况,在对核主泵进行水力设计与三维建模基础上,采用CFD技术对核主泵失水事故气液两相流工况进行瞬态数值模拟。通过模拟不同泵进口含气率时核主泵内部流动的瞬态特性,研究泵进口含气率对泵内各点压力的影响规律及气体分布。结果表明,泵进口含气率增大泵内各点压力随之降低;含气率小于0.1时其对监测点压力脉动主频振幅影响不大,且泵内气体聚集现象不明显;含气率大于0.2后监测点压力脉动主频振幅稍有下降,且泵内开始出现明显的气体聚集现象。     

介绍一种手表“主夹板”孔不同心度的计算方法

一、关于主夹板孔的不同心度不带有日历、自动上条等附加机构的普通机械式手表,如国产19钻“东风”牌手表,是由大小145个零件组装而成。主夹板是机心当中一个最大的零件,其直径为27毫米,厚度为3毫米,上面布满了槽和孔,为机心之主体(图1)。主夹板上共有41个孔,其中 A 孔是加工定位用的“定位孔”,也叫“基准孔”。B 孔是齿轮轴的轴孔,孔内要镶入“人造宝石轴承”。C孔是位钉孔,中间镶有“定位钉”,保证与相关零件的正确联结。在实际生产过程中,为了检查其座标位置偏差的。除去主夹板外,还有五块较小的夹板与主夹板相对应,即条夹板、中夹板、上夹板、叉夹板、摆夹板。这五块小夹板都是通过镶在主夹板上的定位钉与主夹板相联结的,并用螺钉紧固牢。很多齿轮、齿轴、摆轮等都装配在上述主夹板与各小夹板之间,构成了机心(图2)。     

吊舱推进器水动力分析及其载荷特性研究

该文通过建立吊舱推进器水动力分析模型,采用多重参考系方法（MRF）,研究吊舱推进器水动力及其载荷特性,分析螺旋桨旋转的吊舱推进器在直航工况、±10°舵角工况下的空化性能。分析表明,空泡是造成吊舱推进器效率降低的一个主要原因。该文同时分析了吊舱推进器在直航工况下,螺旋桨的推力、扭矩系数和进速系数之间的关系。上述理论计算符合实际,可以为吊舱推进器的水动力性能预报提供参考。     

热老化对AP1000主泵泵壳动态断裂韧性影响研究

为研究热老化对AP1000主泵泵壳的制造材料——铸造奥氏体不锈钢CF8的动态断裂韧性的影响,采用夏比预裂纹试样,利用示波落锤冲击试验系统研究材料动态断裂韧性随老化时间的变化规律。试验结果表明:400℃下的加速热老化使主泵泵壳材料产生明显的脆化效应,降低材料断裂所需消耗的能量;热老化导致材料动态裂纹扩展阻力曲线下降,对应的动态断裂韧度下降,但在热老化前期短时间内阻力曲线下降程度较大,而在热老化时间500h后降幅逐渐减小,出现老化饱和迹象。     

动力分散式空调水系统能耗与水力特性研究

动力分散式空调水系统采用分布式水泵取代平衡阀的方式,为空调系统在建筑中的应用带来了一定的节能空间.本文采用Pipe Flow Expert模拟软件,建立某商场的动力分散式空调水系统仿真模型,并设定相应的评价指标将其与传统的动力集中式空调水系统进行对比,分析两者在节能性与稳定性方面的差异.结果 表明,动力分散式空调水系统...     

轴对称体空化水动力脉动特性的实验研究

为了研究轴对称体非定常空化的脉动特性,采用高速全流场显示技术和动态测力系统实验研究了绕半球型和平头轴对称体的非定常空化流场及其动力特性。实验在闭式水洞中进行,采用高速摄影的方法观察了在不同空化数下绕半球型和平头轴对称体的空穴形态,总结了在不同空化数下空泡形态的脉动特性;测量了轴对称体受到的阻力,并对阻力信号进行了时频分析,得到了轴对称体阻力在非定常空化阶段的时频特征。结果表明:空泡形态及其对应的动力特征随着空化数的变化存在明显的非定常特性,空化流场形态与动力特征频率存在高度的相关性。并且不同头型轴对称体的脉动特性存在明显的差异,半球型轴对称体空泡流动的脉动主要是空泡尾部的高频小脱落引起的,而平头轴对称体的空泡流脉动成分主要是大尺度的漩涡空泡团的周期性脱落,空化流场的低频特征频率与空泡的大断裂相对应。     

Timoshenko组合梁动力特性与瞬态响应的求积元分析

为了提高有限元法(FEM)在部分作用组合梁动力特性与瞬态响应分析中的计算效率。通过微分求积法离散组合梁基本未知量及其导数,利用Timoshenko组合梁动力问题的虚功原理建立其自由振动与瞬态分析的微分求积元方程;为了便于对比新建的求积元法(QEM)与FEM的计算效率,同时给出了抛物线插值位移法有限单元方程,在验证所建立的有限元与求积元算法正确性的基础上,对比了FEM与QEM在组合梁自由振动特征值分析与直接积分法地震时程分析中的计算效率。数值结果表明:QEM较FEM在组合梁固有频率分析中提速可达479倍,在地震时程分析中可提速42倍。     

核主泵转子屏蔽套真空热胀形原理及技术

目的 为保证真空热胀形工艺对屏蔽套的成形精度,进而保证后续的套装质量,研究真空热胀形工艺的矫形能力及成形原理.方法 利用有限元软件MSC.Marc,建立了核主泵转子屏蔽套热胀形过程的二维轴对称热力耦合有限元模型,通过对焊接后屏蔽套测量得到模型中屏蔽套尺寸,通过此模型计算了屏蔽套在热胀形过程中的温度场、应力场、应变场及径向位移场,预测了屏蔽套胀形后的形状,分析了热胀形对屏蔽套的矫形原理,并对屏蔽套进行了真空热胀形实验,从而对有限元模型的可靠性进行验证.结果 计算结果表明,热胀形过程中,屏蔽套上发生了较大的塑性应变和蠕变应变,热胀形后,屏蔽套的内径在276.879～276.883 mm之间.实验结果表明,热胀形实验后屏蔽套的半径分布与有限元模型计算结果符合良好.结论 热胀形工艺通过使屏蔽套发生塑性变形和蠕变变形,实现了对屏蔽套尺寸及形状的精确控制,其中,塑性变形是热胀形工艺可以对屏蔽套上的形状缺陷进行治理的原因.     

蜂窝纸板箱的瞬态特性研究

建立了蜂窝夹芯板的基本方程和瞬态动力学接触问题有限元分析的基本控制方程,利用ANSYS对蜂窝纸板箱瞬态动力学问题进行了有限元模拟和计算,得到了蜂窝纸板箱发生角跌落时的应力图和变形图.同时分析了箱体的应力和变形特点,即蜂窝纸板箱发生角跌落时,在包装箱与地面接触位置的铅垂方向上产生最大的应力和变形,这将对蜂窝纸板箱的缓冲性能产生不利的影响,也将直接导致箱内被包装物体受损,在缓冲包装设计时应加强该方向的强度和刚度.所得结论为蜂窝纸板箱缓冲包装的优化设计提供了参考依据.     

翼型厚度对水动力特性影响的数值模拟分析

为探索水力机械不同厚度非对称翼型水动力特性的变化规律,通过CFD软件基于RNG k-ε湍流模型以NACA 65-206、NACA 65-210两种非对称翼型为研究对象进行水动力特性数值模拟计算,对比分析两种翼型在来流速度为2 m/s的工况以及翼型攻角(攻角定义为来流速度方向与翼型弦线之间的夹角)介于–10°～35°范围内的流动特性变化,通过计算得到翼型的阻力、升力,并绘制升阻比值曲线图,结合速度等值线图和压力云图分析翼型厚度对升力特性、阻力特性、升阻比特性以及翼型失速等水动力性能与攻角变化的关系。对比得出,增大翼型厚度有助于扩宽升阻比所对应的攻角范围,并且两翼型的升阻比特性与翼型的绕流特性具有明显差异。结果有益于了解水力机械叶片翼型的水动力特性,可为水力机械叶轮叶片翼型的设计提供理论依据。     

铺层角度对复合材料翼板水动力特性影响分析

复合材料因其弯扭耦合效应、自适应等特性常被作为智能材料应用于水下结构以提升其性能。采用CFD/FEM流固耦合数值方法,以水下翼板为例,研究了复合材料铺层角度对其宏观力学性能的影响规律,揭示了材料的弯扭耦合效应以及减阻特性与铺层角度间的内在联系。结果表明,小攻角下,铺层角对复合材料翼板力学性能较小;大攻角下,材料铺层角度对其弯扭耦合效应影响明显,且合适的铺层角度能有效的减少翼板阻力;材料铺层角度方向与应力集中区呈一致性。     

考虑密封影响的涡轮泵转子动力特性分析

结构复杂的涡轮泵转子上存在多处密封,考虑密封对转子动力特性的影响是必要的.利用D.W.Childs等提出的动力系数计算方法,计算了环形密封引起的附加刚度和阻尼;采用整体传递矩阵法,计算分析了某涡轮泵转子在不考虑密封、考虑密封主刚度和稳定性分析三种情况下的临界转速.本文计算得到的一阶临界转速与实际转子的情况相一致,计算方法适用于工程应用.     

电磁泵声学特性研究

对单通道CLIN-3/28和流向旋转180°的CLIN-4/32的流体金属电磁液压系统,在低传递和轻微受阻 传递条件下,对振动和噪声及其产生低噪声的可能性进行了研究。声学特征的初步研究结果表明:这种冷却系统 的电磁泵的振动级和声级都相当低。