斯特林制冷机回热器间隙密封冷量损失分析(一)

回热器是斯特林制冷机冷头的重要组成部分。传统的回热器使用接触式滑动密封,存在磨损,限制制冷机的使用寿命。采用间隙密封,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。建立了层流工况下斯特林制冷机回热器与气缸壁密封间隙泄漏率的数学物理模型,推导了密封间隙的泄漏率及泄漏引起的冷量损失的表达式。     

斯特林制冷机回热器间隙密封冷量损失分析(二)

回热器是斯特林制冷机冷头的重要组成部分。传统的回热器使用接触式滑动密封，存在磨损，限制制冷机的使用寿命。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。建立了间隙密封式斯特林制冷机回热器密封问晾泄漏率的数学物理模型。推导了密封间隙的泄漏率及泄漏引起的冷量损失的表达式．     

斯特林制冷机回热器间隙密封冷量损失分析(一)

回热器是斯特林制冷机冷头的重要组成部分。传统的回热器使用接触式滑动密封，存在磨损，限制制冷机的使用寿命。采用问隙密封，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。建立了层流工况下斯特林制冷机回热器与气缸壁密封间隙泄漏率的数学物理模型，推导了密封间隙的泄漏率及泄漏引起的冷量损失的表达式。     

位置偏心对斯特林制冷机回热器泄漏率的影响

传统的回热器使用接触式滑动密封存在磨损,限制了制冷机的使用寿命.应用间隙密封则可以在密封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.在斯特林制冷机回热器密封间隙泄漏率及泄漏引起的冷量损失表达式的基础上,建立了间隙密封式斯特林制冷机位置偏心对间隙泄漏率影响的数学物理模型,推导了位置偏心对间隙泄漏率影响的表达式.分析了位置偏心对间隙泄漏率的影响.     

不可逆磁性斯特林制冷机的最佳参数

建立了以顺磁质为工质的磁斯特林制冷机的不可逆模型．导出了不可逆磁斯特林制冷机的最大制冷率以及对应的最佳制冷系数．     

热声发动机驱动的脉管制冷机模拟及实验研究

基于回热器计算软件REGEN3.2,通过数值模拟分别研究了热声发动机的频率、输出压比、充气压力以及脉管制冷机的回热器长度对热声驱动的脉管制冷机制冷性能的影响,并预测了该台脉管制冷机的最低制冷温度为45K.实验研究了不同工质、热声发动机输出压比、声功输出装置以及脉管制冷机回热器长度对脉管制冷机性能的影响.实验结果表明,热声驱动的脉管制冷机的优化方向为提高热声发动机的输出压比、降低频率以及适当提高充气压力,这与数值模拟结果吻合较好.实验采用氮气-氦气双工质并以亥姆霍兹共鸣器作为声功输出装置和声压放大器,行波型热声发动机驱动的单级斯特林型脉管制冷机获得了65K的最低制冷温度.     

考虑装配条件的C/C复合材料指尖密封动态性能Symbol`@@

针对航空发动机装配条件影响指尖密封性能的问题,构建考虑装配条件的C/C复合材料指尖密封动态性能分析方法. 根据指尖密封与转子间的力学行为构建多层叠置指尖密封的分布质量等效动力学模型;确定模型中等效质量、等效结构刚度系数、接触刚度系数、摩擦阻力以及转子激励等参数;借助等效动力学模型计算泄漏率和指尖梁/转子接触压力等指尖密封的动态性能. 计算结果表明：依间隙配合、无间隙配合和过盈配合条件的顺序,指尖梁位移响应和指尖梁与转子之间的泄漏间隙均会随之降低,但其接触压力会随之增大,体现出指尖密封泄漏和磨损的“矛盾”性. 在确定的装配条件下,可以通过结构设计改变指尖梁的结构刚度,以使指尖密封泄漏和磨损性能均达到最优.     

考虑装配条件的C/C复合材料指尖密封动态性能

针对航空发动机装配条件影响指尖密封性能的问题,构建考虑装配条件的C/C复合材料指尖密封动态性能分析方法.根据指尖密封与转子间的力学行为构建多层叠置指尖密封的分布质量等效动力学模型;确定模型中等效质量、等效结构刚度系数、接触刚度系数、摩擦阻力以及转子激励等参数;借助等效动力学模型计算泄漏率和指尖梁/转子接触压力等指尖密封的动态性能.计算结果表明:依间隙配合、无间隙配合和过盈配合条件的顺序,指尖梁位移响应和指尖梁与转子之间的泄漏间隙均会随之降低,但其接触压力会随之增大,体现出指尖密封泄漏和磨损的"矛盾"性.在确定的装配条件下,可以通过结构设计改变指尖梁的结构刚度,以使指尖密封泄漏和磨损性能均达到最优.     

不可逆斯特林制冷机的制冷系数和制冷率优化研究

研究热传导规律为q∝(△T)^m情况下不可逆斯特林制冷机的性能界限。导出制冷系数与制冷率间的优化关系,并作出有意义的讨论,为斯特林制冷机的优化设计提供理论指导。     

120 Hz单级脉管制冷机理论与实验

为了研究百赫兹以上的高频回热器的特性及其对脉管制冷机性能的影响,采用回热器数值计算程序REGEN3-2对高频回热器的尺寸参数和运行参数进行优化设计,并研制出一台运行频率为120 Hz的斯特林型脉管制冷机,其无负荷制冷温度为47.8 K,在78.6 K有8.0 W制冷量.初步证明配合使用更高的充气压力、采用小水力直径的回热填料以及缩短回热器长度,能够使得回热器在百赫兹以上的高频下仍然保持较高的效率.另外,实验显示该百赫兹高频脉管制冷机能够实现快速降温,脉管方向性问题也得到较好的抑制.     

盖封密封磨损-热-应力耦合模拟与优化设计

在无油润滑工况下,密封面磨损是导致密封件性能降低及寿命丧失的关键因素. 结合有限元技术,基于修正的Archard磨损模型,建立盖封（CL）密封过程中密封件和活塞杆间的磨损-热-应力耦合数值模拟方法,分析磨损过程中密封件性能与寿命的变化规律及介质压力对密封特性的影响;基于所建立的仿真模型,采用正交试验设计法,以密封件密封面上最大接触压力降幅最小及密封件寿命最长作为优化目标,对CL密封中C形密封圈关键结构参数进行优化设计,得到最优组合方案;利用斯特林发动机活塞杆密封性能试验平台对数值模拟方法进行验证,并对磨损后CL密封接触面磨损状况进行测量,检测结果与仿真模拟结果较为一致,优化后密封件密封性能及使用寿命得到了提高.     

钻井泵活塞接触应力分析

活塞的密封性及摩擦磨损等性能都主要和活塞皮碗与缸套内壁间所形成的接触应力有关,因此,接触应力分布规律的研究具有重要的实际意义.利用有限元分析方法,得出了活塞在静态和动态情况下,接触应力的分布规律,同时分析了在改变活塞尺寸和工作压力的情况下,接触应力的分布问题.     

混合刷式密封泄漏特性的数值研究

为分析某型号汽轮机改进的刷式密封结构的密封性能,采用non?Darcian多孔介质模型的Reynolds?averaged Navier?Stokes方程数值求解方法,对泄漏流动特性及转子表面、刷束自由高度和保护高度的压力、速度、湍流动能分布规律进行数值研究,并与迷宫密封进行相应的比较。结果表明：相同的间隙和压比下,混合刷式密封流场分布要比迷宫密封复杂,泄漏量明显小于迷宫密封;相同的结构和参数下,泄漏量随着压比的上升而增加;转子表面的轴向压力和湍流动能从进口到出口呈现阶梯状递减趋势,保护高度的径向压力基本趋于常数值;刷束径向速度和湍流动能随着压比的上升而增加,刷束下半部分和后挡板保护高度对泄漏特性影响比较大。研究结果为汽轮机刷式密封的结构设计,改善性能,提供了理论依据。     

真空压差法在制动总泵缸体缺陷检测中的应用

介绍了真空压差法的测试原理及在汽车制动总泵缸体缺陷检测中的应用;分析了由于制动总泵缸体在制造过程中产生的不同缺陷所形成的3种不同密封泄漏曲线,根据曲线的形状和泄漏值的大小可以很清楚地判断出缺陷的类型、大小及在缺体上所处的位置;讨论了为保证测试数据的准确性应用真空压差法时应注意的几个关键问题. 采用真空压差法的试验台用于在线检测,准确性达98%以上.     

应用平面端面油膜密封的液压回转油缸

针对现有机床动力卡盘存在的关键问题,提出一种用液压滑环配油的新型液压回转油缸方案,将平面端面油膜密封技术应用到回转油缸中,并在考虑黏度变化的情况下对密封端面处的泄漏和摩擦转矩进行理论分析。最后,通过实验证明了理论分析的正确性,为液压回转油缸的实际应用奠定了基础。     

考虑应力松弛效应的球头-锥面密封性能分析

建立了考虑应力松弛效应的球头-锥面密封有限元模型,并采用这一模型获得螺母残余预紧应力及球头-锥面间接触应力随蠕变时间的变化规律. 在此基础上,依据Roth提出的泄漏模型推导出考虑应力松弛效应下球头-锥面密封泄漏率的计算公式,并采用这一公式获得不同工况参数下考虑应力-松弛效应的球头-锥面密封泄漏率随蠕变时间的变化规律. 本文在球头-锥面密封性能分析中实现了应力松弛效应影响的嵌入,这一研究不仅有助于球头-锥面密封性能分析技术在其工程分析设计中的实用化,也在一定程度上对球头-锥面密封性能研究理论体系和方法有所完善.     

液压缸泄漏对动力特性影响研究

提出了一种液压缸发生内泄故障前后动力特性对比的理论分析方法,并对典型液压缸进行了分析,对液压缸内泄故障的判断有一定的指导意义．