浮壁式火焰筒冲击孔加工工艺分析

针对浮壁式火焰筒冲击孔的结构特点和工艺特性进行了理论研究和工艺分析,进一步证明难加工材料、多空间自由度、复杂结构等小孔特征加工的工艺可行性,同时也为高速电火花加工技术的广泛应用提供技术支持。

延伸冲击孔冲击冷却流动与换热特性的数值研究

为了研究冲击孔延伸长度对于冲击冷却系统冷却性能的影响,采用数值模拟方法分析了3个冲击雷诺数和5个冲击孔延伸长度对冲击腔内流动与换热特性的影响,给出了靶面努塞尔数分布、靶面压力分布、中心截面流速与综合换热性能的变化。结果表明:延伸冲击孔可以有效地防止横流对冲击射流的偏转作用,同时使射流出口更加贴近冲击靶面壁面,冲击速度更高,可以明显提高靶面的换热系数,并且整个靶面上的换热系数分布也更加均匀。冲击冷却的冷却性能随着冲击孔延伸长度的增加而增加。相较于传统冲击冷却(Baseline),在延伸距离为冲击孔直径的2.5倍时,靶面平均努塞尔数提升达15%以上,但压力损失也相对较高;对比不同延伸长度冲击孔的综合换热性能,发现存在最佳的延伸距离范围,使冲击冷却系统获得最佳的综合冷却性能。在本研究范围内,最佳延伸距离为冲击孔直径的2.5倍。

冲击孔偏置对静叶前缘和吸力面冷却性能的影响

采用流热固耦合方法数值研究了真实叶片材料热物性条件下叶片前缘冲击腔室内冷却射流的流动及换热特性。分析了冲击孔的偏置距离(2.5 mm、5.0 mm、7.5 mm和10.0 mm)及冲击冷气与主流的质量流量比(1.0%、1.5%、2.0%、2.5%和3.0%)对前缘面复合冷却性能、冲击靶面对流换热性能及吸力面气膜冷却性能的影响。研究表明:冲击孔偏置结构会对叶片前缘区域的冷却产生显著的影响,偏置距离较小时会削弱前缘面复合冷却性能及靶面对流换热性能,而偏置距离较大时能同时强化前缘面复合冷却性能及靶面对流换热性能,尤其是对靶面对流换热性能的提高效果非常显著。4个冲击孔偏置结构中,偏置距离最大的结构相较于无偏置结构的靶面平均努塞尔数最多提高了约33.97%;吸力面的气膜冷却性能大体上与冲击孔到吸力面气膜孔的周向距离呈现出负相关性,冲击孔距吸力面气膜孔越远,吸力面的气膜冷却性能越弱;相较于无偏置结构,冲击孔偏近及偏离气膜孔布置时吸力面平均气膜有效度最多分别提高了约5.56%和降低了约10.96%;当冲击冷气的质量流量比较小时,增大冷气的质量流量比能有效提高叶片前缘冷却性能。前缘面平均综合冷却效率、靶面平均努塞尔数和吸力面平均气膜有效度分别能提高最多约26.78%、103.94%和56.67%,但当冷气的质量流量比过大时,会发生气膜孔出口处冷气脱离壁面并主流发生掺混的情况,严重影响前缘面及吸力面的气膜覆盖效果。

冲击孔位置对涡轮叶片冲击/气膜复合冷却特性影响的实验研究

为研究冲击孔位置对空冷涡轮叶片冲击/气膜复合冷却特性的影响,选择4种具有不同冷却结构的涡轮叶片开展了综合换热实验。实验叶片由低导热系数的树脂材料制成,分别为仅有气膜冷却结构的叶片0、具有正向冲击孔的叶片1、具有偏置冲击孔的叶片2以及具有交错偏置冲击孔的叶片3。使用红外热像仪拍摄得到实验叶片表面温度分布。实验结果表明,涡轮叶片综合换热特性由内部冷却和外部冷却共同决定。在吹风比较大时,射流冲击强化了冷却剂和叶片内壁面之间的换热,导致具有冲击冷却结构的叶片1、2、3相对于叶片0综合冷却效率提升了3.1%~6.7%。其中,因为冲击孔偏置,叶片2和3的冲击强化换热区域相对独立于叶片表面气膜覆盖区域,所以叶片2和3的综合冷却效率分布更为均匀,且大于叶片1。叶片0仅有气膜冷却结构,紧邻气膜孔出流位置冷却剂动能较大,在气膜孔出口下游冷却剂再贴壁形成热防护,使得距离气膜孔较远的区域冷却效率升高。在吹风比较小时:仅有正向冲击的叶片1相对于叶片0的综合冷却效率有所提高;由于偏置冲击消耗了更多了冷却剂动能,叶片2和3的综合冷却效率相对于叶片0明显降低,当吹风比为0.2时,二者分别下降了6.7%和11.6%。

冲击孔板和扰流柱组合结构流动传热特性的实验和数值研究

实验和数值研究了涡轮叶片尾缘内部冷却通道中冲击孔板与扰流柱组合结构的流动和传热特性。扰流柱叉排地布置在叶片尾缘端面上。冲击孔板穿孔率为0.07~0.44,冲击距为1.5~4,基于进气通道水利直径和平均速度的雷诺数为1 600~4 000。采用瞬态液晶传热测量技术获得了柱肋通道壁面的局部表面传热系数分布,并分析了冲击孔板穿孔率、冲击距、雷诺数对柱肋通道流动结构以及表面传热特性的影响。研究结果表明:较小的穿孔率下形成的强烈冲击射流能够显著提升组合结构的平均传热性能,但是会极大地增加其流动损失;冲击距和穿孔率对冲击-扰流柱组合冷却结构的传热和压损特性具有显著的影响;组合冷却结构的传热性能是光滑通道传热性能的2.0~9.4倍,而其摩擦因数是光滑通道摩擦因数的136~1 800倍;获得了组合结构的强化传热因子与相关参数的实验关联式。

潜孔冲击器钎头合金齿装配过盈量分析

潜孔冲击器钻进效率高成孔质量好广泛应用于各类成孔作业。冲击器工作过程中钎头受到活塞的高频次撞击和地层的反扭矩作用,钎头掉齿是主要失效问题。根据某石灰石矿场钎头的掉齿失效,分析了合金齿掉齿失效机理,基于厚壁圆筒理论、Tresca屈服条件和全增量理论等理论,分析并计算合金齿极限过盈量,确定过盈量合理范围。通过有限元仿真,模拟分析合金齿过盈装配过程。研究表明,过盈量不够导致固齿力小于脱齿力是发生掉齿的主因,通过分析对比理论计算与仿真模拟结果,得到合金齿装配优选过盈量为0.065 mm,能有效防止掉齿、脱齿现象发生。改进的钎头投入使用后,使用寿命较上一代有较大提升,对后续潜孔冲击器的设计与应用有一定的指导意义。

冲击孔对层板冷却叶片前缘传热影响的数值研究

根据典型涡轮导向叶片型面和边界条件,对简化的层板冷却叶片前缘的流动和传热特性进行数值研究.考察了两种冲击孔与气膜孔和扰流柱的孔阵排布方式、两种冲击孔轴线与靶面的夹角设置方式对叶片前缘换热的影响,计算中采用re-normalization group(RNG)k-ε湍流模型.结果表明:在气膜孔、扰流柱排布一定的条件下,不同冲击孔的模型的冷却流量相差不到1%.冲击孔数目越多和孔径越小的模型的靶面表面传热系数越高;叶片前缘表面的冷却效率越高,提高约2%.在同一种冲击孔孔阵排布方式下,冲击孔轴线和靶面的夹角对流阻和叶片前缘的换热影响不大.

公路桥梁工程中的冲击钻成孔灌注桩施工技术

冲击钻成孔灌注桩施工技术具有适用广、速度快、承载力强等特征,将这一技术运用到路桥梁工程中,对提高桥梁的施工质量、提升施工的效率具有重要的作用。本文针对该技术的施工准备工作、技术要点、技术应用对策等进行了全面分析,旨在发挥出该技术的优势和作用,提高公路桥梁工程的施工质量。结合具体的实例,针对冲击钻成孔灌注施工技术的具体应用展开分析,旨在为更好地应用该技术,开展公路桥梁工程建设工作提供宝贵的参考价值。

高速公路桥梁工程中冲击钻成孔灌注桩施工的要点

目前,用于高速公路桥梁工程施工的冲孔桩施工工艺,有助于施工质量的提升。借助于该技术,既能保证桩基的施工安全,又能防止出现质量问题,保证了桥梁的施工效率。所以,在桥梁施工过程中,必须对冲凿成孔技术的运用给予足够的重视。强化对施工队伍的管理和训练,建立一支高素质的施工队伍,保证每个过程的质量都达到标准,并对出现的质量问题进行及时的解决。为保证桥梁工程的质量,减少维护和维护成本,延长工程的服务年限,具有重要的理论和现实意义。

一种新型无阀式中高气压潜孔冲击器的设计

气动冲击器中,有气缸进气座内置式、外置式配气方式,尽管这两种方式结构合理,占据国内大部分的市场份额,但存在冲击器的内缸加工困难、制造精度低,冲击器内部气路弯道多影响冲击效率,整机重量大的缺点。文中较详细介绍了此类冲击器的改进,改进后冲击器的可靠性明显提高,主要零件的制造难度降低,整机重量减少2.75kg,获得实用新型专利。

道路桥梁钻孔灌注桩施工技术研究

钻孔灌注桩因其适应性强、成本合理、施工便捷,在公路桥梁、港口等工程领域得到广泛应用。然而,其成桩过程复杂,影响质量的因素众多,因此需要严格控制每一环节并全面考虑各种影响因素。本文通过研究东山大桥道路桥梁工程的灌注桩施工,深入对比分析了旋挖成孔和冲击成孔两种方式的技术特性、工效及成本,旨在为类似工程提供有益参考。通过综合比较不同施工方案,可结合工程需求、施工条件和经济效益,选出最佳方案,进而提升工程质量,降低成本并缩短工期。

冲击孔布局对叶片前缘气膜冷却的影响

针对导向叶片前缘冲击和气膜出流的复合冷却结构开展了数值研究,分析了冲击孔位置和冲击孔间距等参数对叶片冷却效果的影响规律。研究结果表明:冲击孔位置的改变对前缘的局部区域有影响,当冲击孔位置靠近吸力面一侧时,靠近压力面一侧的前缘面区域冷却效果较好;冲击孔排在中间位置时,流动阻力最小;冲击孔间距对前缘面的冷却效果没有太明显影响,只是流动阻力随冲击孔间距的增大而明显增大;而且随着吹风比的增大,前缘面的综合冷却效率显著提高。

冲击-多斜孔壁复合冷却中冲击孔与多斜孔面积比对换热特性的影响

用数值计算的方法研究了冲击-多斜孔壁复合冷却方式的冷却特性,在保证当量开孔面积相同且压降相同的前提下,研究了冲击孔壁与多斜孔壁开孔面积比Ai/Ae变化对冷却特性的影响.研究发现,随着冲击孔与多斜孔开孔面积比减小,多斜孔壁气膜出流速度降低,气膜覆盖增强,冲击传热系数呈增大趋势,使得模型冷却效果增强;多斜孔壁热侧、冷侧与多斜孔孔内换热量随开孔面积比减小而减小,多斜孔内换热量在模型总体换热量中所占比例逐渐增加.

基于仿真计算的气动潜孔冲击器性能分析

通过分析气动潜孔冲击器内部关键结构及其工作原理,建立气动冲击器的冲击系统数学仿真模型,再结合MATLAB语言以及其系统仿真工具SIMULINK,以市场上应用得比较广泛的一种气动冲击器作为实例进行仿真计算,并对影响气动冲击器性能参数的主要因素进行了分析。

冲击加多斜孔双层壁对流与冲击换热优化研究

对冲击加多斜孔双层壁孔内对流和冲击换热这两部分冷却达到最大进行了优化.冲击加多斜孔双层壁结构中单位面积冲击孔数量和多斜孔数量比为1∶3,多斜孔倾角为30°.本优化属于混合约束优化,采用序列无约束极小化方法进行优化.通过计算分析,得出了在冲击加多斜孔双层壁在压力降和单位面积冷却气量一定条件下的优化结果,存在冲击换热和多斜孔内换热的最佳分配,该结果对指导冲击加多斜孔双层壁设计有指导意义.

一种新型高气压潜孔冲击器的设计

介绍一种新型潜孔冲击器的工作原理和设计计算.与普通潜孔锤相比,设备具有结构简单、体积小、重量轻、冲击能量大、冲击效率高等特点.通过对设计参数进行校核计算,证明该高气压潜孔冲击器能满足非开挖掘进的要求.

冲击成孔灌注桩的扩径原因分析及预防措施

对于地基承载力fk<80 kPa或者≥80 kPa的软塑黏土、粉细砂、与灰岩顶面接触处的松散土,冲击成孔施工分别采用重锤轻击加块石护壁加厚施工法和重锤轻击护壁加厚施工法;对于灰岩溶洞冲击成孔施工采用重锤轻击加块石溶洞护壁加厚施工法,亦或均采用钢护筒护壁施工法,能够使其周围不会形成大于施工桩径的地下空间,灌注混凝土时不扩径,不浪费混凝土,并用反射波法进行完整性检测。

潜孔冲击器凿入系统的波动理论分析

潜孔钻机是目前工程施工中主要的钻孔设备。目前在使用中 ,特别是高气压潜孔钻机经常出现冲击器活塞的早期损坏。为此 。

冲击成孔桩施工振动的可接受控制标准探讨

针对冲击成孔在城市施工引起的振动问题,主要考虑附近人群对振动强度的接受程度因素,在剖析国内外相关规范及标准的基础上,提出了人和建筑物可接受的控制标准。冲击施工过程中,对相邻建筑物进行了多方位的振动监测,同时对附近人群进行了调查记录,验证了标准的合理性,使该工程得以正常施工,达到了预期的效果。

冲击钻孔灌注桩施工实践与认识

通过陕西省府谷电厂一期(2×600MW)冲击钻孔灌注桩施工实践,介绍了施工设备,成孔、成桩工艺,常见事故的预防、处理措施等。本工程均取得较好效果,初步显示了基岩冲击钻孔灌注桩成孔、成桩工艺用于建筑桩基础施工的优越性,该技术首先应用于陕西省府谷电厂工程,大大提高了桩基施工的安全性,取得了良好的经济、社会效益,为以后电厂高层建筑工程桩基施工提供了宝贵的施工经验。