液黏调速离合器传动特性分析

针对液黏调速离合器实验装置中一对摩擦副间隙内流体流动开展研究,建立定常、层流条件下的简化数学模型,在假设流体黏度为常数的基础上,分别获得流场的近似解析解和数值解.数值研究结果表明:1)惯性力使得摩擦副间隙内流体切向线速度呈非线性分布,且小于忽略惯性力条件下的速度值;2)液黏调速离合器传动过程中,转矩损耗始终存在,该值与摩擦副间隙大小及输入、输出转速等因素相关,且与摩擦副间隙值呈三次方比例关系;3)由于转矩损耗及转速差的存在,使得任一摩擦副间隙值都对应一个最佳输出转速工作区间,在此区间内,传动效率较高.在理论分析研究的基础上,进行转矩传递特性的实验测试,发现实验结果与理论计算结果在曲线变化趋势上基本一致.     

液黏调速离合器油槽结构参数优化设计

为了减小液黏调速离合器的带排转矩,降低摩擦副的空载功率损失,以双圆弧油槽摩擦副为研究对象,建立基于计算流体动力学流场数值分析、实验设计方法、响应曲面法及数值优化算法为一体的液黏调速离合器摩擦副集成优化设计平台.分析液黏调速离合器摩擦副油槽参数对带排转矩的影响,对结构参数进行优化设计.结果表明：随着油槽宽度和油槽深度的增大,液黏调速离合器转矩均呈现下降的趋势,但是随着油槽数目的增多,液黏调速离合器转矩呈现单调上升的趋势.优化后,减小了液黏调速离合器的带排转矩,提高了发动机的实际输出功率.     

湿式多片离合器摩擦转矩衰减特性分析

为研究湿式多片离合器滑摩过程中摩擦转矩衰减现象,在SAE#2试验台制动工况下进行了不同摩擦副数离合器的摩擦转矩试验.针对于湿式多片离合器的摩擦转矩衰减现象,提出湿式多片离合器摩擦转矩衰减系数,以表征多摩擦副离合器实测摩擦转矩相对于计算摩擦转矩的减小程度.根据两副和六副摩擦转矩试验拟合得到受相对转速和平均面压影响的两副-六副摩擦转矩衰减系数,并分析相对转速和平均面压对摩擦转矩衰减值和摩擦转矩衰减系数的影响.研究表明:摩擦转矩衰减系数受摩擦转矩衰减值和计算摩擦转矩的共同影响,在润滑流量充足的条件下,摩擦转矩衰减值随着相对转速的增大逐渐减小,随着平均面压的增大而增大;而摩擦因数随相对转速和平均面压的变化规律较为复杂,但总体上湿式多片离合器摩擦转矩衰减系数呈现随相对转速的增大逐渐减小,随平均面压的增大先增大后减小的趋势.     

水火弯板数值模拟中的水冷换热边界条件研究

在水火弯板过程数值模拟中,对流换热边界条件尤其是水冷对流换热边界条件对数值模拟的结果影响很大,其水冷对流换热系数的求解一直是水火弯板数值模拟中的一大难题.这里采用流动沸腾换热理论对水火弯板数值模拟中的水冷对流换热边界条件进行了研究,通过求得过冷水流动泡态沸腾起始点(ONB)和过冷水流动泡态沸腾临界点(CHF)的壁面过热度,比较水火弯板过程中钢板表面各处的温度和这2个壁面温度以确定冷却水的状态,根据冷却水的状态分别求其对应的过冷水单相流动对流换热系数和过冷水流动泡态沸腾换热系数.采用沸腾曲线对流换热边界条件和流动沸腾换热边界条件的数值模拟结果进行比较,结果表明流动沸腾换热边界条件的数值模拟结果精度明显提高,具有较高的研究价值.     

窄隙自然循环过冷沸腾流道中的温度分布特性

针对一体化反应堆的窄通道和自然循环特点,在常压下,以水为工质,对竖直窄环隙流道进行了自然循环过冷沸腾换热实验研究,通过对流道内温度的测量,考察了入口过冷度、流道间隙和加热负荷对流道内温度分布的影响.结果表明,在中低负荷区,流体的截面温度基本不受加热负荷的影响,入口过冷度使轴向壁温分布呈现非单调性变化,在一定条件下会引起沸腾区壁温的逆向升高,减小流道间隙或增大加热负荷有助于弱化入口过冷度的影响,减小流道间隙还有利于降低壁面温度,但流道间隙也不宜过小.     

大宽隙比竖直矩形窄缝通道内混合对流传热的数值研究

用k- ε双方程模型研究了大宽隙比( 通道宽度与通道间隙之比> 25) 矩形窄缝通道内单相流体的混合对流换热问题。数值模拟结果表明, 大宽隙比窄缝通道内的混合对流存在着与圆管内混合对流相似的“中部热岛”现象,在给定流量下,壁面“热岛”现象随热流密度增大而加强,给定热流时壁面“热岛”随流量增加而减弱     

采用热-流耦合方法对气冷涡轮叶片换热的计算

以往在计算气冷涡轮叶片温度场时需要预先求出叶片和燃气交界面以及叶片和内冷气体交界面的对流换热系数,但是带有复杂内冷通道的叶片求解对流换热系数较困难,针对这一问题,采用了一种无需预先求出叶片表面对流换热系数的方法——热-流耦合方法,即只需给定主流流场的进出口边界条件和内冷通道边界条件以及叶片几何,就可求出叶片温度场的方法。文中采用热-流耦合方法首先对流体扰流前缘为钝形平板的二维层流流动进行了计算,计算结果与分析解进行对比,两者符合良好,证明了方法的可靠性,在此基础上对Mark涡轮叶片的换热问题进行了计算,计算结果与实验值吻合较好。说明热-流耦合方法在计算涡轮叶片换热问题时是有效可行的,具有很高的工程应用价值。     

花键摩擦对湿式多片离合器分离过程影响

为研究在不同花键摩擦因数下湿式多片离合器分离过程中的摩擦转矩和间隙变化,建立湿式多片离合器分离过程动力学数值模型,并提出不均匀系数以表征分离间隙均匀度。研究结果表明：分离过程中各摩擦副间隙首先缓慢增大,再迅速增大,剧烈波动之后趋于稳定;间隙稳定之后分离过程结束,而花键摩擦因数对分离过程持续时间几乎没有影响;不考虑花键摩擦时,各摩擦副均匀分离;考虑花键摩擦后,各摩擦副间隙从第一副至第六副依次减小,花键摩擦因数的增加显著恶化了分离间隙均匀度;分离过程的粗糙接触转矩初始值及其衰减速率随花键摩擦因数的增大而减小,分离过程末期的黏性转矩随花键摩擦因数的增大而增大。因此降低花键摩擦因数,有助于湿式多片离合器的均匀分离和降低带排转矩。     

电流变流体在调速风扇离合器中应用的试验分析

目的通过对中型卡车用调速风扇离合器进行改进设计,对电流变流体在调速离合器中的应用进行了试验研究．方法在三种输入转速下,当外加电场强度不同时,对风扇离合器的调速特性进行了分析．结果通过对不同的试验过程所得到的结果及与电流变流体在电流变仪中的测量结果的对比,证明了剪切率的作用对风扇离合器的调速性能有重要影响．这是由于在高剪切率下,分散相难于成为链（束）结构所致．成链（束）时间远远大于分散相的极化时间．结论所用电流变性,即流体的表观粘度成为常数．     

气体绝缘开关设备母线传热模型的建模与分析

利用有限元方法耦合计算涡流场、流体场及温度场,实现气体绝缘开关设备母线温度预测.根据传热学及流体动力学理论建立母线各组分辐射换热方程及对流换热微分控制方程,给出了模型边界条件,计算出母线的温度场分布.根据计算结果,确定了母线外壳及导体表面的分布对流换热系数,分析了母线对流与辐射换热百分比.与工程算法的对比表明,该方法能够准确预测气体绝缘母线导体及外壳温度,对于正确了解气体绝缘开关设备母线的温度分布状况具有一定意义.     

Effects of groove on behavior of flow between hydro-viscous drive plates

The flow between a grooved and a flat plate was presented to investigate the effects of groove on the behavior of hydro-viscous drive. The flow was solved by using computational fluid dynamics (CFD) code, Fluent. Parameters related to the flow, such as velocity, pressure, temperature, axial force and viscous torque, are obtained. The results show that pressure at the upstream notch is negative, pressure at the downstream notch is positive and pressure along the film thickness is almost the same. Dynamic pressure peak decreases as groove depth or groove number increases, but increases as output rotary speed increases. Consequently, the groove depth is suggested to be around 0.4 mm. Both the groove itself and groove parameters (i.e. groove depth, groove number) have little effect on the flow temperature. Circumferential pressure gradient induced by the groove weakens the viscous torque on the grooved plate (driven plate) greatly. It has little change as the groove depth increases. However, it decreases dramatically as the groove number increases. The experiment results show that the trend of experimental temperature and pressure are the same with numerical results. And the output rotary speed also has relationship with input flow rate and flow temperature.     

Numerical analysis on three dimensional temperature field of the gap between piston and cylinder

The three dimensional temperature field of the gap between piston and cylinder was obtained by numerically solving energy equation. The boundary condition of the equation was given in the form of heat transfer coefficient, instead of solving the temperature field of solid parts. The temperature field was calculated both under high speed high pressure condition and low speed low pressure condition. The numerical result was compared to experimental result under low speed low pressure condition and showed good agreement. It was shown that the influence of heat transfer coefficient on film temperature was significant. The adiabatic condition was reasonable under low speed low pressure condition, but invalid under high speed high pressure condition. It was a good way to describe the influence of solid parts on temperature using heat transfer coefficient but avoiding solving the temperature field of solids parts.     

Slip flow and variable properties of viscoelastic fluid past a stretching surface embedded in a porous medium with heat generation

This study examines theoretically and computationally the non-Newtonian boundary layer flow and heat transfer for a viscoelastic fluid over a stretching continuous sheet embedded in a porous medium with variable fluid properties, slip velocity, and internal heat generation/absorption. The flow in boundary layer is considered to be generated solely by the stretching of the sheet adjacent to porous medium with boundary wall slip condition. Highly nonlinear momentum and thermal boundary layer equations governing the flow and heat transfer are reduced to set of nonlinear ordinary differential equations by appropriate transformation. The resulting ODEs are successfully solved numerically with the help of shooting method. Graphical results are shown for non-dimensional velocities and temperature. The effects of heat generation/absorption parameter, the porous parameter, the viscoelastic parameter, velocity slip parameter, variable thermal conductivity and the Prandtl number on the flow and temperature profiles are presented. Moreover, the local skin-friction coefficient and Nusselt number are presented. Comparison of numerical results is made with the earlier published results under limiting cases.     

圆管层流脉动流动的数值模拟

为研究圆管层流脉动流动特性,建立了二维非稳态轴对称模型,对壁温恒定、入口速度周期性变化的流体进行数值模拟.分析了速度振幅和频率对层流流动的影响,得到了频率和振幅对压力、温度、壁面摩擦系数影响的规律.研究表明:脉动流动时,压力、温度、壁面摩擦系数围绕相同Re下稳态流动时的数值波动;压力与速度之间存在相位差;压力、壁面摩擦系数的波动与速度振幅和频率成正比;温度的波动与速度振幅成正比,与频率呈反比;当流体脉动的频率和振幅足够大时,会在近壁面处出现回流,并且出现回流的时间会随着频率和振幅的增大而增长.     

冲击拉伸下多晶纯钛的绝热温升效应

在冲击拉伸实验装置的入射杆和透射杆上加入余波吸收器,消除反射余波对试件的二次加载,实现冲击条件下的动态拉伸加卸载实验,发展了动态拉伸复元技术,获得了纯钛在动态拉伸条件下的等温应力应变曲线.通过Johnson-Cook模型描述温度的软化效应,对比等温应力应变曲线和绝热曲线,确定纯钛的绝热温升效应.结果表明,动态拉伸条件下耗散功向热量的转化比率约为60%.     

高速重载静压推力轴承温度场速度特性

针对重型立式数控装备中所用的大尺寸静压推力轴承的润滑问题,建立了模拟静压推力轴承本体及间隙油膜三维流动的数学模型及边界条件,采用ICEMCFD软件对环形腔的静压推力轴承内部流体温度场进行仿真模拟,获得了旋转速度和间隙油膜温度的关系,得到了其温度场的分布规律.结果表明:间隙油膜温度随着工作台旋转速度增加而增加,最高温度出现在半径内侧与外侧封油边和油腔形成的阶梯附近,最低温度出现在回油槽处.