Labyrinth Seal Design Optimization Based on Quadratic Regression Orthogonal Experiment

The influence of labyrinth seal structure parameters and their interaction on the characteristics of leakage amount are numerically investigated by conducting a quadratic regression orthogonal experiment. To determine the optimal structure parameters of the steam seal for minimizing the leakage amount, a reliable regression equation that does not lack of fit is established. The flow characteristics of the fluid in the labyrinth seal are analyzed in detail. Results show that the leakage amount is greatly influenced by seal cavity depth, convex platform height, seal tooth thickness, and tooth tip clearance, with the tip clearance having the most significant effect. The interaction among the four items exerts a certain impact on the leakage amount. The proposed regression equation exhibits a good significance and does not lack of fit. After optimization, the labyrinth seal demonstrates increased entropy and energy dissipation at the tip of the seal tooth, as well as decreased speed and inertia effect in the cavity, suggesting that the resistance leakage performance of the optimized labyrinth seal is improved.

蜂窝面单齿迷宫密封泄漏特性试验和数值研究

蜂窝面单齿迷宫密封的泄漏特性和封严机理研究是其应用于透平机械动静间隙流动控制的基础。采用试验测量的方法研究了静止状态下不同压比(1.05~2)和密封间隙(0.6 mm、1.2 mm)的蜂窝面单齿迷宫密封的泄漏量。在此基础上,采用数值求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)和SST k-ω湍流模型的方法分析了蜂窝面单齿迷宫密封的泄漏流动特性,同时开展了不同转速(0、1500、3000、6000 r/min)对其泄漏特性影响的研究。在试验工况范围内,数值模拟得到的泄漏量与试验值吻合,数值方法的准确性得到验证。研究表明:蜂窝面单齿迷宫密封的泄漏量随着压比的增大而增大,但泄漏量增加的趋势在减弱,蜂窝面单齿迷宫密封在大压比工况下具有良好的封严性能。密封泄漏系数随密封间隙增大而增加,最高增加了14%。在研究的转速工况范围内,转速对蜂窝面单齿迷宫密封泄漏量的影响可以忽略。研究工作可为蜂窝面单齿迷宫密封的性能分析和设计提供参考。

小水库溢洪道除险加固水力模型试验研究

迷宫堰是一种线性堰,由于顶部长度增加,相对于传统的线性堰结构,迷宫堰可增加给定上游驱动水头的泄流能力,因此具有较好的工程应用前景。该文以某水电站溢洪道改造工程为例,设计了一种迷宫堰,并通过概念设计,建立溢洪道数值模型,开展溢洪道物理模型试验3个步骤,对迷宫堰的设计流程和水力性能进行了验证和论述,研究结果可为类似工程提供借鉴。

肯尼亚某迷宫堰溢洪道水力特性

受泄洪要求、地质条件、用地规模、供电水平、运行管理等条件约束,肯尼亚某大坝供水项目溢洪道控制段设计拟由有闸控制的宽顶堰方案调整为无人值守的迷宫堰方案。为确保泄洪能力满足原设计要求,尽可能减少工程投资,并降低溢洪道方案的修改对大坝工程的影响,按现有工程经验初拟迷宫堰设计堰高、堰宽、展长等参数,采用Flow-3D软件模拟分析溢洪道泄流工况,根据数值模拟结果最终确定设计参数后,进行模型试验加以验证。数值模拟成果及模型试验结果表明:在堰上水头小于堰高时,迷宫堰综合流量系数随堰上水头的增加呈现先增后减的趋势;迷宫堰溢洪道泄流时无明显不良流态,且具有很高的过流能力,满足特殊要求下工程应用要求。

地铁齿轮箱漏油改进设计及验证

某地铁齿轮箱在线上运行时,齿轮箱输入轴迷宫密封位置漏油。文中针对迷宫密封漏油现象进行原因分析,并提出改进设计方案。对改进设计后的齿轮箱进行台架试验验证及装车运营验证。结果表明,改进设计有效地解决了齿轮箱输入轴迷宫位置的漏油问题。

百合地黄汤抗焦虑作用的研究

目的:研究百合地黄汤改善焦虑的作用及作用机制。方法:雄性小鼠随机分为5组,即空白对照组,百合地黄汤高、中、低剂量组,地西泮组。连续灌胃给药14 d后,进行小鼠高架十字迷宫实验和开场实验的行为测试,用酶联免疫吸附法(ELISA)测定小鼠脑内γ-氨基丁酸(GABA)、谷氨酸(Glu)的含量。结果:和空白对照组比较,百合地黄汤高剂量组能增加小鼠在高架十字迷宫实验中进入开臂内运动时间和次数百分率,提高小鼠在开场试验中进入中央区的次数(P<0.05～0.01),表现出一定的抗焦虑作用;同时显示和空白对照组比较,百合地黄汤中、高剂量组小鼠脑组织内GABA含量增加、Glu的含量降低(P<0.05～0.01)。结论:百合地黄汤具有一定的抗焦虑作用,抗焦虑作用可能与提高小鼠脑内GABA含量、降低Glu的含量相关。

带齿薄壁短圆筒振动试验模型的相似设计方法

针对带齿薄壁短圆筒振动分析的试验模型简化问题,基于相似理论提出一种动力学相似模型的设计方法。以带3个锥形齿的薄壁短圆筒为典型研究对象,应用Donnell非线性应变-位移理论建立数学模型,得到带锥形齿薄壁短圆筒的频率方程,并使用量纲分析法建立带锥形齿薄壁短圆筒原型与完全几何相似模型的动力学相似关系,在此基础上,重点研究简化为不完全几何相似的相似模型设计方法,并推导了理论计算公式。为简化说明,以将薄壁短圆筒上3个锥形齿简化为T形齿为例,分别给出将其中1个锥形齿简化为T形齿、2个相邻较近的锥形齿简化为1个T形齿和3个锥形齿简化为2个T形齿等三种不同情况的设计方法,并采用有限元法对简化前后的原型和模型的固有特性进行对比,验证了所提出相似设计方法的有效性和正确性。

迷宫式最小流量调节阀的流动特性研究

将迷宫式最小流量调节阀的流道分解为串联型和并联型流道,首先对其节流降压特性分别进行模型试验,分析流体在流道中的压力分布特性,然后根据压力分布特性,对串联型流道进行优化设计和试验,最后通过模型试验,研究了两种流道的阻力特性。研究表明,在入口流量相同的条件下,串联型迷宫流道节流产生压降大,并联型迷宫流道产生的压降小,但是降压过程更平缓;通过对串联型流道进行优化设计,克服了串联流道中因面积增加过大所导致的缩流现象;阻力特性试验表明,串联型流道的阻力系数较并联型流道大。

数值模拟前庭系统膜迷路的生物力学响应

目的研究平衡感受器嵴顶对旋转椅试验的生物力学响应,为前庭系统功能状态的评估提供定量分析的平台。方法基于健康志愿者右侧颞骨完整的组织切片数据进行三维几何重建。运用拉格朗日法数值模拟头前倾30毅、频率0.8Hz、幅度依40毅的正弦摆动旋转椅试验中受试者前庭系统膜迷路的生物力学响应。结果右耳水平半规管嵴顶峰值位移为54.2μm,后规管嵴顶峰值位移为15.9μm;右耳前半规管嵴顶峰值位移为43.7μm,但是左右耳响应相同,对眼球运动的作用相互抵消;向右旋转,右耳水平半规管壶腹嵴嵴顶法向位移从管侧偏向椭圆囊侧,左耳水平半规管壶腹嵴嵴顶法向位移从椭圆囊侧偏向管侧,向左旋转时则相反。结论数值模拟得到的嵴顶的生物力学响应符合Flourens定律和Ewald定律。

航空发动机篦齿盘的原位无损检测

针对某型航空发动机篦齿盘上产生的裂纹缺陷,在不拆分发动机的前提下,提出采用内窥涡流集成化的方法对篦齿盘进行原位无损检测;设计了一种新型篦齿盘裂纹缺陷检测专用涡流传感器,将其与内窥探头集成在一起,研制了一种可用于航空发动机篦齿盘原位检测的内窥涡流集成化检测探头;采用内窥涡流集成化检测技术在修理厂对含有裂纹缺陷的篦齿盘进行了对比检测实验和原位探伤实验,实验结果表明:内窥涡流集成化检测技术实现了航空发动机篦齿盘裂纹缺陷的原位无损检测,具有很高的检测准确率。

轮毂轴承径向直通式迷宫密封的数值分析

以轮毂轴承径向直通式迷宫密封为研究对象,针对影响密封结构的4个参数(间隙宽度、空腔深度、空腔宽度、空腔数目),运用计算流体力学和正交试验方法,通过FLUENT软件的仿真计算,确定了泄漏量最小的密封结构最优参数,探讨了各因素对泄漏量的影响规律。研究结果表明:泄漏量随间隙宽度的增加而增加,随空腔深度或者空腔宽度的增加先减小后增加,随空腔数目的增加而减少。此外,随着进出口压差的增加,泄漏量几乎呈线性增加,但是轴承转速对泄漏量的影响很小。

透明质酸圆窗灌注对豚鼠内耳功能和形态学的影响

为探索透明质酸中耳应用对内耳的影响，以２６只健康豚鼠于左耳用２％透明质酸圆窗灌注前和灌注后５、１４、２８天检测前庭和听觉功能，并行基底膜铺片及颞骨火棉胶包埋连续切片。发现２％透明质酸圆窗灌注后５天，滤波短声０．２５～１０ｋＨｚ诱发的听神经动作电位（ＡＰ）阈值均提高（Ｐ＜０．０５），术后１４天在１、２、４ｋＨｚＡＰ阈值明显改善（Ｐ＜０．０５），术后２８天均恢复至术前水平（Ｐ＞０．０５），灌注前后ＥＮＧ眼震时间无明显变化（Ｐ＞０．０５）。耳蜗Ｃｏｒｔｉ器和前庭终器组织学检查无明显损害。结论：２％透明质酸圆窗灌注对内耳听觉功能有暂时性影响，未见内耳组织学改变，透明质酸具有缓慢渗透脱水作用，可作为药物缓释体用于中耳及内耳手术。

某型航空发动机篦齿盘裂纹的原位涡流检测

针对某型航空发动机篦齿盘上产生的裂纹缺陷,在不拆分发动机的前提下,提出采用涡流检测的方法对篦齿盘进行原位无损检测.设计完成了一套可用于篦齿盘裂纹原位检测的涡流无损检测系统.采用正交型锁相放大器对涡流检测信号进行处理,提高了信号检测精度同时达到了抑制干扰的作用.在标准检测试件和模拟试件上分别进行了试验,试验结果表明,该涡流检测系统可以实现航空发动机篦齿盘裂纹缺陷的原位检测,并且可以定性判断裂纹的深度.

基于二次回归正交试验的迷宫密封优化设计

基于二次回归正交试验,结合数值模拟方法,研究各结构参数及其共同作用对迷宫密封泄漏量的影响,并建立可靠且不失拟的回归方程对迷宫密封的结构参数进行优化。正交试验结果表明:汽封腔深、凸台高度、汽封齿厚和齿顶间隙对泄漏量均有较大的影响,其中齿顶间隙对泄漏量的影响最为显著;四者之间的交互项对泄漏量也有一定的影响且存在着使泄漏量最小的最佳结构参数。通过检验,回归方程具有较好的显著性和不失拟性。通过对优化前、后迷宫密封内流场特性的分析可知:优化后的迷宫密封齿顶熵增升高、能量耗散大、腔室内平均速度低、惯性作用弱,从而具有更好的阻漏作用。

过桥漏汽量的测量及其对热经济性的影响

针对芜湖电厂125MW机组,介绍高中压缸过桥漏汽量的测量方法及考虑轴封漏汽影响后中压缸通流效率的计算方法,并运用等效热降法分析高中压缸过桥漏汽对机组热经济性的影响。

金属磁记忆微观机理试验研究

金属磁记忆检测机理中指出:地磁场环境中受载荷作用的铁磁试件,其内部会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的重新取向。将未经磁化且弯曲不同角度的无取向硅钢片和未经磁化且施加不同载荷的20#钢压缩试件制作成金相观察试样,利用B itter粉纹法观察受力程度不同的硅钢片和20#钢试件的磁畴结构,对比同种材料不同载荷试样的磁畴结构照片,分析应力对磁畴的影响。试验表明:未受力或应力集中较小时,晶粒内磁畴以片状畴为主,同一晶粒内畴壁相互平行,随着应力集中程度的增加,磁畴结构出现迷宫畴。且应力集中程度越大,迷宫畴个数越多,同时畴壁长度和间距发生改变。

透平机械旋转密封试验台设计和数值验证

文章针对透平机械旋转密封的性能试验要求,设计了迷宫密封试验台。所设计的试验台最高转速是8 000 r/min。在此基础上,采用商用CFD软件CFX对所设计的旋转密封试验台进行了详细的数值研究。数值研究结果表明所设计的旋转密封试验台可以满足对密封性能的试验要求。

迷宫式密封给水泵效率试验的热力学方法

针对迷宫式密封的大型给水泵现场效率试验,给出给水泵效率和轴功率的测量和计算方法。通过两个电厂迷宫式密封给水泵性能试验验证,证明该测量方法和计算公式对迷宫式密封大型给水泵的现场性能试验可实施性强,简单方便,完全可以满足GB3216-89的C级精度。

抗衰灵口服液对小鼠学习记忆的改善作用

目的观察抗衰灵口服液对多种化学物质所致学习记忆障碍的影响。方法给予各种化学试剂造成小鼠学习记忆功能障碍 ,采用一次性被动回避反应跳台法和避暗法 ,以及方向辨别性水迷宫法观察受试药的改善作用。结果抗衰灵口服液能明显减少东莨菪碱所致获得性记忆障碍小鼠的错误次数、增强戊巴比妥钠引起的空间记忆障碍小鼠的学习记忆能力 ,对抗亚硝酸钠造成的小鼠记忆巩固不良和40 %乙醇引起的小鼠记忆再现障碍。

地磁场中应力对磁畴组织的影响

研究了地磁场环境中应力对铁磁性材料磁畴结构的影响规律。利用Bitter粉纹法观察了未经磁化、受力程度不同的无取向硅钢片和20钢试件的磁畴结构,对比分析了应力对磁畴的影响。结果表明,铁磁试件应力集中部位的磁畴结构在应力作用下发生改变。未受力或应力集中较小时,晶粒内磁畴以片状畴为主,同一晶粒内畴壁相互平行,随着应力集中程度增加,畴壁长度和间距发生改变,并且磁畴结构出现迷宫畴,应力集中程度越大,迷宫畴数量越多。同时,拉应力和压应力对磁畴结构的影响规律不同。