间隙环流作用下的泰勒涡演化及环流速度分布特性研究

屏蔽电机运转过程中由于粘性旋转流体所受到的离心力作用,间隙内部出现泰勒涡结构,使得间隙环流有着复杂的速度分布特性.这种速度分布特性不仅对屏蔽电机水力损耗及散热特性具有重要影响,而且也是屏蔽电机转子动力学所关注的基础科学问题.本文借助间隙环流流动性能实验平台,采用高速摄像机拍摄观测了湍流核心区泰勒涡的演化过程,面向工程应用阐明了间隙环流湍流核心区流动对边界层速度的影响规律,可为设计屏蔽电机间隙流道的尺度提供理论依据.采用计算流体动力学软件建立间隙环流仿真模型,研究了定间隙条件下泰勒涡的演化过程与环流速度分布特性,初步探讨了变间隙比对间隙环流速度结构的影响规律.研究结果表明,泰勒涡随间隙比及转子转速演化的仿真计算结果与实验测试结果的变化趋势较吻合.泰勒涡在径向与轴向方向上的速度分布具有显着差异,间隙环流涡的流动方向会改变流动边界的速度结构.当转速增大时,间隙环流由层流转变为湍流,速度形状不再沿间隙径向线性分布,而是产生畸变,呈现出壁面周围速度快速减小,中间速度渐趋平稳的轮廓.

半自磨工艺及环形电机在南美矿山的应用——赴智利技术考察纪实

为了借鉴国外半自磨技术及生产经验,为选矿工艺升级改造提供依据,对智利国家铜业公司Codelco下属丘基卡马塔、特恩尼特选矿厂进行了考察,特别是对半自磨工艺及环形电机工业应用情况进行了系统调研。结果表明,半自磨工艺已是成熟的技术,其替代传统的"破碎+磨矿"已在国外有色金属矿山成为新的趋势,采用低速同步环形电机是磨机传动方式的重大进展,我国选矿界应重视半自磨技术和设备的研究,加快半自磨工艺和环形电机推广应用,使我国在这一领域跟上国际发展趋势。

某电机环形水套流场计算流体动力学模拟及结构优化

为研究某摩托车用电机环形水套流场特性及电机温度场分布,采用STAR-CCM+对某摩托车用电机环形水套的冷却循环进行数值模拟,研究了不同水套结构、水泵转速及环氧树脂填充对水套流场特性及电机温度分布的影响。结果表明,原水套结构流量分配不均匀导致电机线圈温度较高且存在较大的温度梯度。优化后长、短支路流量分配均匀,冷却液的利用率提高,线圈温度比原方案降低2℃。在优化后的水套基础上提升水泵转速、填充环氧树脂、填充环氧树脂并提升转速,线圈温度分别可比原方案降低5、13、16℃。从优化散热效果来说,优化电机水套流场<优化电机水套流量大小<优化电机传热路径。

电机端盖强非线性主共振分析

根据电机端盖结构特点,将端盖抽象为薄圆环板。应用卡门方程和伽辽金法。建立结构轴对称的电机端盖在对称载荷作用下的强非线性动力方程。应用MLP法得到主共振的近似解。分析系统一次近似解析解及端盖系统的阻尼、激励力和结构参数对振动响应曲线的影响。

行波超声电动机的动力学模型

以半解析环形单元对旋转型行波超声电动机的定子进行径向离散,基于动态子结构和Guyan缩聚的思想提出考虑齿的影响的方法并得到了定子的半解析动力学模型,该模型在保证精度的同时达到缩减计算量的目的。分析定子上的齿和转子的三维接触驱动机理,结合转子的动力学描述得到了整个旋转型行波超声电动机较为完整的数学模型。由此给出的仿真结果与电动机的输出特性试验吻合,分析了齿对电动机特性的影响．并证明界面力沿径向的分量导致的能量损耗不可忽视,进一步指出若在接触模型中忽略界面上的径向滑动造成的损耗,其性能仿真与试验结果则有较大偏差。该模型较真实地反应电动机的特性,可用于旋转型行波超声电动机性能的精确预测和结构参数设计。

基于AVR单片机的步进电机驱动设计与应用

介绍以AVR单片机为控制核心,由ULN2803芯片构成的步进电机的驱动电路.通过软件实现步进电机的环形分配器编码动能,可同时控制3个步进电机的旋转方向和角位移.该设计已在彩色放大机、电子印像机等控制系统中得到应用,实践证明该驱动电路运行稳定、可靠.

电机端盖在不对称载荷作用下的强非线性主共振分析

根据电机端盖结构特点,将端盖抽象为薄圆环板,应用卡门方程和伽辽金法,建立结构轴对称的电机端盖在不对称载荷作用下的强非线性动力学方程.应用MLP法得到主共振的近似解.分析了系统一次近似解析解及端盖系统的阻尼、外激励力和结构参数(板厚、半径)对振动响应曲线的影响.

环形行波式超声波电机定子的测试研究

论述了采用分割电极的压电陶瓷来测量环形行波式超声波电机定子的谐振频率及定子表面行波的原理，实验结果表明这种办法简单易行，为判断环形行波式超声波电机定子是否正常工作提供实验根据。

环形倒立摆实验教学平台设计

设计制作单片机最小系统板、直流电机驱动电路、旋臂和摆杆位置检测电路等硬件模块,搭建了环形倒立摆实验教学平台。利用欧拉-拉格朗日法分析环形倒立摆数学模型,设计了基于LMI的滑模变结构控制器,通过Matlab仿真和实际测试,最终倒立摆系统能够在平衡位置附近稳定,即旋臂在水平转动面0°处稳定、摆杆保持垂直向上稳定。该平台应用于自动控制相关课程的实验教学中,方便高效,具有较好的实验演示效果,能够提高学生的实验积极性,增强学生的实践动手能力。

环形铁心型有限转角电动机的电枢反应分析

介绍了环形铁心型有限转角电动机的基本结构和工作原理,研究了环形铁心型有限转角电动机电枢反应对电机转矩波动的影响。结果表明,由于环形铁心型有限转角电动机工作原理的特殊性,电机的电枢反应使得其在工作转角范围内转矩随转子位置的变化而变化,即存在转矩波动,并进行了有限元电磁仿真和样机试验验证。

间隙环流对核电主泵电机转子振动的影响

在间隙环流动力学特性已有研究成果的基础上,以简化的单圆盘转子为振动分析模型,利用Hurwitz判据和复特征值方法给出了转子振动稳定性的边界条件以及涡动频率的改变;通过解析求解转子振动质量不平衡稳态响应,得到了振幅变化的依据和相应的临界转速.借助复模态理论和有限元方法,对实际的核电屏蔽电机主泵转子振动进行了数值模拟.结果表明:数值计算结果与理论分析结论相吻合,为进一步掌握间隙环流对核电主泵电机转子振动影响的机理提供了理论依据.

深管内孔加工环形中心支架技术改造方案

针对旧设备镗床在整体挤压成型无缝厚壁深管内孔加工中的中心支架存在着手动装卸工件时间长,劳动强度大;手动滴润滑油,造成导轨滑合面油量不足、摩擦阻力大等问题,对镗床环形中心支架进行改造。通过对环形中心支架机械、电控部分的技术改造结果表明,改造获得了很好的经济效益。

固体轨控发动机用环形点火器优化设计

针对某型固体轨控发动机发生点火延迟时间超差的问题,分析了原因,对环形点火器采取了结构优化和点火药调整等改进措施,并进行了单项点火试验、地面试车以及飞行试验的考核。结果表明:改进措施有效,环形点火器能量输出更加稳定,点火延迟时间超差问题得以解决。

大型自磨机环形电机定子更换

某大型选矿厂自磨机采用环形电机,由于各种原因需对环形电机定子进行更换。目前还有4条生产线在安装,为保证选矿厂全部建成后的稳定运行,考虑对环形电机定子进行拆卸检修和更换,并制定了可行的施工方案。

残余限燃环对大型分段式固体火箭发动机凝相沉积的影响

采用Euler-Lagrangian方法描述固体火箭发动机两相流动过程,数值分析了某大型分段式固体火箭发动机地面试车后在后段燃烧室筒段出现大量的Al 2O 3凝相颗粒沉积现象,计算过程中考虑了气相湍流脉动对凝相颗粒的影响,并通过缩比分段式固体火箭发动机地面粒子沉积试验对计算结果进行验证,数值计算与试验结果基本吻合。二者结果表明,由于前后段燃烧室推进剂燃速差异性,导致在大型两分段式固体火箭发动机工作末期,前段燃烧室高温燃气中的大量微小颗粒受到湍流脉动的影响而被后段燃烧室筒段壁面捕获形成凝相沉积。同时研究表明,燃烧室分段部位的残余限燃环高度对后段凝相沉积量影响非常明显,通过降低分段部位限燃环残余高度,能够明显降低发动机工作过程中后段燃烧室的凝相沉积量。

螺杆泵环空测试永磁电动机直驱驱动装置

采用螺杆泵永磁电动机直驱驱动装置采油方式的井口没有测试通道,不能下入井下测试工具对螺杆泵井的井温、流压、密度和产液剖面等参数进行测试。为此,研制了螺杆泵环空测试永磁电动机直驱驱动装置。它主要由驱动装置、偏心测试井口装置及井口测试密封装置等组成。偏心井口的可调立管可使立管中心偏离井口中心,为测试通道提供足够空间;偏心油管挂上设计有测试孔,测试孔处连接组合式密封测试阀,测试仪器通过测试阀下入井下,测试方便。现场试验表明,螺杆泵环空测试永磁电动机直驱驱动装置能够在螺杆泵井正常生产情况下,进行井下压力、温度、密度和产液剖面等参数的动态环空测试。

屏蔽套形变对环形间隙轴向流阻的影响研究

针对核主泵屏蔽电机中内冷回路上下支路流量分配的预测问题,研究了屏蔽电机定子屏蔽套变形规律及其对间隙环流轴向流阻的影响规律。采用有限元方法计算了内冷介质高压作用下定子屏蔽套轮廓的圆角沟槽状变形特征,并进行了实验验证。采用计算流体动力学方法研究了界面非圆轮廓形变对间隙流场的影响,通过变参数分析与数学拟合,建立了核主泵屏蔽电机定子屏蔽套形变后的间隙环流轴向流动阻力系数修正模型。该模型的计算结果表明,在屏蔽式核主泵的额定工作状态,驱动电机定子界面轮廓相较于理想状态存在11%的变形,这种变形会导致电机定转子间隙流动轴向沿程压降值下降到无形变间隙的83%左右。

两相流对固体火箭发动机塞式喷管性能的影响

针对固体火箭发动机中气固两相流对塞式喷管性能的影响,利用颗粒轨道模型法计算了环喉型塞式喷管两相流流场,辨识颗粒在流场中的运动轨迹,分析不同粒径颗粒对流场及推力性能的影响。结合传统钟形喷管,比较不同工况下塞式喷管与钟形喷管的推力性能,分析气固两相流对塞式喷管高度补偿特性的影响。结果表明:随着颗粒粒径的增大,颗粒会出现交错式的运动,增加了流场的复杂性;单个颗粒与该截断式塞锥只会发生一次碰撞,且粒径越大,碰撞位置越靠前;单一粒径颗粒带来的推力性能损失与颗粒粒径成正比,与工作压比成反比;真实工作条件下,相比于钟形喷管,气固两相流在设计工况对塞式喷管带来约3%更多的推力效率损失,推力效率最终趋于弱于钟型喷管2.7%,但塞式喷管在低压比工况仍具有可观的性能优势。

电动铲运机数控排缆装置设计

介绍了一种由电缆卷筒驱动脉冲发生器、同步脉冲信号与行驶方向控制电缆排缆丝杠的旋向、高频脉冲信号驱动步进电动机旋转的电动铲运机数控排缆装置。