某发动机复杂油路流场分析及优化设计

以某航空发动机附件齿轮箱“连通折弯式”的复杂油路为研究对象,对油路内部的三维流场进行仿真分析并建立压力-流量模型。基于流场的计算结果,分析齿轮箱进口润滑油流量不足的原因并提出优化方案。结果表明:该发动机因喷嘴结构设计不当,导致齿轮箱油路中局部流通面积较小,局部阻力损失较大,使得油路进口处的润滑油流量偏小。通过对喷嘴结构局部优化,提高了油路中局部流通面积,有效增加了进口的润滑油流量,满足了设计要求。优化后的齿轮箱油路中,压力损失最大的区域在每个喷嘴的喷孔段,但各个管流段压力变化不大,整个油路的压力分布更加合理。建立齿轮箱工作压力范围内的压力-流量的数学模型,为不同进口压力下的润滑油体积流量选择提供了数据支撑。

航空发动机润滑油喷嘴性能优化分析

针对某航空发动机轴承供油喷嘴流量流向试验发现的喷嘴出口流线较为发散这一问题,利用三维流体仿真软件的Realizable k-ε湍流模型,建立供油喷嘴的三维数值计算模型,对喷嘴内部的三维流场进行仿真分析,考察供油喷嘴出口的流量和喷孔外部的流线圆柱度。基于三维流场仿真结果,提出不同的结构优化方案,并分别考察供油喷嘴的性能。结果表明:喷嘴喷油出口管路段的内部流场直接决定了喷油口外部流线的发散程度和圆柱度,合理布置上游流路结构,适当增加出口管路段的长径比,能有效抑制主流区内的旋流,能减小喷油孔外部流线的发散程度;采用新型的“嵌入式”堵头能抑制喷孔区域的旋流,使喷孔外部流线的圆柱度满足设计要求。

中央传动齿轮箱复杂油路性能仿真

以某航空发动机中央传动齿轮箱复杂油路结构为研究对象,分别对“双通道多喷嘴”和“单通道多喷嘴”油路模型进行三维流动仿真分析并建立压力-体积流量数学模型.计算结果表明:Realizable k-ε湍流模型能够有效捕捉“双通道多喷嘴”复杂油路结构的三维流动特性,滑油喷嘴喷孔的外部流线喷射位置和试验现象较吻合,计算精度较高;对供油压力为0.05~0.25 MPa的压力-体积流量曲线采用“外延法”方式,能够较好地预测供油压力为0.30 MPa时的体积流量,该值与仿真计算结果和设计要求均较吻合;随着油路入口供油压力增加,所有滑油喷嘴体积流量系数也增加,滑油喷嘴体积流量系数和油路内滑油雷诺数呈正相关关系;当供油压力为0.05~0.30 MPa时,“单通道多喷嘴”复杂油路模型的供油压力和体积流量呈二次函数关系.

基于二硫化钼固态纳米孔检测DNA分子实验研究

为了研究二硫化钼固态纳米孔在DNA检测中的性能,采用机械剥离的方法制备了单少层的二硫化钼,并将其转移到氮化硅基底上制作纳米孔,进行λ-DNA的过孔实验.研究了电压、溶液浓度对DNA分子通过二硫化钼固态纳米孔的过孔时间和幅值的影响,并与氮化硅纳米孔的实验进行了对比.实验结果表明,二硫化钼纳米孔中,使用1 mol/L的KCl溶液,λ-DNA通过纳米孔时所产生的阻塞电流信号幅值和标准幅值比都随着电压的升高而升高,过孔时间随着电压的升高而减小;而相同电压下,当KCl溶液浓度由1 mol/L降低到0.1 mol/L时,阻塞电流信号幅值随之下降,标准幅值比却随之升高,过孔速度变快.此外,在相同实验条件下,当基准幅值电流接近时,DNA分子通过二硫化钼纳米孔所产生的阻塞离子电流幅值明显高于通过氮化硅纳米孔时的阻塞离子电流幅值,归一化后的离子电流标准幅值比提高约3倍,证明二硫化钼薄膜具有更高的灵敏性和信噪比.