等差分布微槽平行滑动轴承油膜承载力分析

为提升平行滑动轴承的油膜承载力,在平行滑动轴承上加工了间距为等差数列的槽织构,并建立轴承的油膜模型;基于入口吸入理论和连续性方程,对轴承的油膜承载力进行解析计算。解析解表明,在各个槽都空化的前提下,与均匀分布的槽织构相比,槽间距为等差分布的槽织构能提升油膜承载力,且油膜承载力随织构等差分布的公差的增大呈抛物线形式增大。基于Fluent多相流空化模型,计算了带有等差分布微槽轴承的油膜承载力,并结合解析计算和数值计算结果分析不同因素对油膜承载力的影响。结果表明:在满足空化条件时,解析计算与数值计算结果均显示出相同规律,验证了解析计算的正确性;与均布槽织构比较,在不同压差下,等差分布槽织构最大使油膜承载力提升了32.57%,在不同槽深时,等差分布槽织构最大使油膜承载力提升了24.43%,在不同油膜厚度下,等差分布槽织构最大使油膜承载力提升了27.51%。

非对称压差下三角形微孔摩擦副的两向异性应用

带有方向性微孔的平行摩擦副在不同运动方向有不同的摩擦性能,但在两向运动时,利用方向性微孔的两向异性去适配两向不同压差的研究仍然缺乏。基于Fluent多相流空化模型,针对带有等边三角形微孔的平行摩擦副,建立了其中一个微孔周期的间隙流体的3维数值计算模型,研究了如何应用三角形的两向异性以减小摩擦系数。首先,使用了流动因子判定流动状态,网格无关性分析确定网格尺寸,并与文献计算结果对比,保证了数值计算模型的正确性;然后,描述了三角形微孔的两向异性,并解释了三角形微孔两向异性产生的原因是由于两向运动时的不同楔效应;随后,研究了运动速度和微孔深度对两向异性的影响;最后,在不同的两向运动工况下,将三角形微孔摩擦副的两向平均摩擦系数与圆形微孔的两向平均摩擦系数进行了对比。研究结果表明:三角形微孔摩擦副的两向异性主要出现在压差较低的区域,摩擦系数差异最大可达31.68%;增大速度会使具有明显两向异性的压差区间增大;不同的孔深对两向异性的影响取决于孔深对动压的影响,孔深为3μm时摩擦性能最好;圆形微孔摩擦副的摩擦系数介于三角形摩擦副两向运动的摩擦系数之间,与正向运动时的三角形微孔摩擦副的摩擦系数最大相差17.96%;当两向运动时,应将三角形微孔尖端朝向压差较低侧,利用三角形微孔的两向异性,最多能够比圆形微孔减少13.3%的两向平均摩擦系数。

孔中心距对限流孔板压降的影响

为研究多级限流孔板(MHO)中布孔的中心距对压力降的影响,先根据设计标准计算出多级限流孔板的基本结构参数。在此基础上,基于Fluent的Standard k-ε湍流模型,建立了流体的三维数值计算模型,对降压作用最大的第一级限流孔板(MHO-1)的压降Δp1进行了调查。数值计算结果表明:等间距布孔时,MHO-1、第二级限流孔板(MHO-2)的孔中心距分别为28 mm、30 mm时,Δp1最大;MHO-1上孔中心距不变时,只改变等间距布孔的MHO-2上第1层孔中心距d2c1和第2层孔中心距d2c2,d2c1的变化比d2c2的变化对Δp1的影响更加明显;总体趋势是Δp1随着MHO-1、MHO-2上孔中心距的增大而减小。

高海拔环境下扇叶安装角对冷却风扇性能的影响

使用Fluent软件建立冷却风扇的数值计算模型,研究了海拔高度、安装角对冷却风扇的所需功率和质量流量的影响。由于在高海拔环境下空气密度降低,引起流经冷却风扇的质量流量减少,造成冷却风扇的散热能力降低。同时,冷却风扇所需轴功率也下降,而电机输出功率基本保持不变,造成输入冷却风扇的动力不能完全利用。增加扇叶安装角,风扇的质量流量增加,同时轴功率也会上升。所以在高海拔条件下,增大扇叶安装角,可以不增加输入风扇动力,同时提高风扇的散热能力。最后,基于计算结果,给出了不同海拔高度下扇叶安装角的计算方法和示例。

孔分布对多孔孔板流场和噪声的影响

目前多孔孔板普遍采用均匀布孔结构,广泛用于管路限流降压以及减振降噪,为了进一步提高流动稳定性以及降低流噪声,在保持等效开孔直径不变的前提下,设计了具有不同孔间距、孔数和孔径的非均匀孔分布多孔孔板模型。基于数值计算结果,详细比较了含不同孔板模型管路流场中的速度、压力、回流特性、射流会聚和流动发展等流动特征。采用声学模型计算了孔板的噪声,在中心线以及垂直于流动方向的截面上设置监测点,对比了其频谱特性和总声压级。结果表明,与均匀多孔分布的常规孔板相比,孔间距等差递减、孔板边缘的孔数增多、以及孔径在满足不减少孔数的条件下增大,均能在不影响降压能力的情况下提高流动稳定性和降低板后噪声,且其噪声值分别最大改善了5.62,6.10和7.00 dB。