空气弹簧多变过程的有限元模拟

由于当前的有限元软件无法计算空气多变过程,导致空气弹簧垂向刚度预测偏差较大。为了解决这个问题,该文提出了空气弹簧多变过程有限元模拟的解决方案。基于虚功原理,推导了充气结构的有限元方程;基于理想气体状态方程,通过引入多变指数得到多变过程的气体弹性常数,并使用ABAQUS软件的用户自定义单元二次开发程序接口UEL开发了多变空气单元。通过与实验对比,发现该文提出的多变空气单元可以精确预测空气弹簧在不同频率、不同载荷和不同附加气室情况下的垂向刚度,从而验证了该文方法的有效性。

包含多变过程的内可逆Otto循环有限时间热力学分析

应用有限时间热力学理论分析了包含多变过程的内可逆Otto循环,由数值计算给出了考虑传热损失时循环输出功与压缩比、效率与压缩比以及输出功与效率的特性关系,分析了多变指数和传热损失对循环性能的影响,通过分析可知多变指数和传热对Otto循环性能有较大影响。计算所得的结果对实际Otto热机的设计和改进有一定的指导意义。

包含多变过程的内可逆Lenoir循环性能分析与优化

应用有限时间热力学理论分析包含多变过程的内可逆Lenoir循环,分别讨论给定换热器热导率和换热器热导率分配变化两种情况。在给定换热器热导率时,在功率效率关系图上退化为一个点。在换热器热导率分配变化时,得出循环功率和效率与热导率分配的特性关系以及最大功率和最佳热导率分配与多变指数的特性关系,对Lenoir热机的设计与优化有一定的理论指导作用。

包含多变过程的Dual-Miller循环有限时间热力学分析

建立了包含多变过程的空气标准Dual-Miller循环模型,其中包含2个多变过程、2个加热过程和两个放热过程。应用有限时间热力学理论分析其性能,导出了考虑传热损失时的输出功率、热效率表达式,通过数值计算,获得了循环功率与压缩比,效率与压缩比以及功率与效率之间的特性关系,分析了多变指数和预胀比对循环性能的影响。在特定条件下,所建立的模型可简化为其他不同的循环模型,获得结果具有一定的普适性。

包含多变过程的内可逆Brayton循环热力学分析

应用有限时间热力学理论,建立了包含多变过程的内可逆往复式Brayton循环模型,由数值计算得到了多变指数n取不同值时的循环输出功率与压缩比、效率与压缩比、输出功率与效率之间的特性关系,分析了多变指数对循环性能的影响。结果表明:随着n的增加,当n<k(k为绝热指数)时,γP(opt)(最大输出功率对应的最佳压缩比)和Pη(最大效率对应的循环输出功率)减小,γη(opt)(最大效率对应的最佳压缩比)和ηP(最大输出功率对应的循环效率)增加;当n>k时,γP(opt)和γη(opt)减小,ηP和Pη减小。选取适当的多变指数,调整压缩比在γP(opt)≤γ≤γη(opt)范围内可得循环最优性能区域。

涡旋压缩机多变压缩过程指数变化规律研究

针对涡旋压缩机复杂工作条件下性能预测不准确的问题,基于变质量热力学和传热学原理,考虑实际泄漏和传热的影响,建立了适用于实际工况的多变压缩过程指数计算模型,并分别求解得到了涡旋压缩机工作过程中气体质量变化过程指数和传热过程指数的变化规律。计算结果表明,压缩过程中泄漏引起气体质量变化的过程指数与泄漏量成正相关,传热过程指数变化呈指数衰减规律,泄漏和传热综合影响的涡旋压缩机多变压缩过程指数总体呈先增大后减小的变化趋势,在一个完整的压缩循环过程中,压缩过程指数为一变值,压缩腔内气体质量的变化对过程指数的影响较大。

煤与瓦斯突出过程中温度变化的实验研究

介绍了通过实验方法测定在煤与瓦斯突出过程中的温度变化,测定结果证实了在煤与瓦斯突出过程中,瓦斯的膨胀做功过程并非绝热过程,而是一个接近于等温过程的多变过程。

双级空气压缩机的热力学节能原理的分析与计算

双级空气压缩机相比于单级空气压缩机结构更为复杂,造价更为昂贵,但其优秀的节能性仍然是众多客户的不二之选。本文将从热力学方面入手,通过对理想气体多变过程的分析,结合压缩机工作过程所消耗的压气功,探讨双级空气压缩机更为节能的原理。

用多变指数进行气体绝热管路的流量计算

考虑摩阻作用的等径气体绝热管路的流量计算,在暖通空调、输气工程等方面有着实际的应用。但是,目前有关教材和手册中介绍的计算公式,依赖于等熵绝热过程方程式p/ρ~k=常数,这在概念上是不正确的,不符合热力学基本原理。

基于热-流-固体系参数演变的煤与瓦斯突出能量演化

基于气固耦合作用条件下的煤与瓦斯突出物理模拟试验结果,分析了突出过程中的温度-气压-应力体系演化过程,从热力系统能量守恒的思想出发,探讨了突出过程中多变指数的实时演化,并根据动态变化的多变指数推导出了多变过程中的瓦斯膨胀能的计算方法,在此基础上讨论了突出过程中的能量释放问题。研究结果表明:煤体不同区域的应力变化在突出过程中共呈现3种类型,即:初始下降—波动升降—平稳回升型、初始上升—小幅下降—平稳回升型和小幅下降—平稳回升型;煤体内瓦斯压力变化过程呈现两种类型,即:初始下降—波动升降—平稳下降型与平稳下降型;煤体温度则在突出过程中表现为单一的持续下降过程。煤体卸压区和应力集中区在突出前期为定温-定压-定熵相互转换的多变过程,突出中期为定温过程,突出后期为定温-定压相互转换多变的过程;应力升高区在突出前期为定温-定压相互转换的多变过程,突出中期至后期主要表现为定温过程;原岩应力区在突出前期为定温-定压相互转换的多变过程,突出中期至后期处于一个定温-定压-定熵相互转换的多变过程。突出过程中煤体的弹性应变能释放主要来自于应力集中区和应力升高区,煤体内各区域的弹性应变能的释放都会经历一个下降随后回升的现象,且该过程中各区域的弹性能不会一次性完全释放。突出过程中越靠近工作面区域释放的瓦斯膨胀能越大,膨胀能的释放并不是一个连续的过程,而是呈现阶段波动式,这种波动在突出后期尤为明显。根据本文的研究,在煤体物理力学性质确定的前提下,单独释放弹性应变能或瓦斯膨胀能都可以达到降低突出发生风险的目的,若同时对两者进行处理,则突出风险降低的概率更大。

气垫调压室内气体动态特性研究

研究了气垫调压室内封闭气体在水电站输水系统瞬变过程中的热力学特性 ,针对目前普遍采用的理想气体多变方程 ,结合气垫调压室内封闭气体在系统瞬变中实际特性 ,提出了四个子过程处理方法 ,指出在不同的子过程中气体的多变指数是不同的 ,其理论取值可能超过 1 4,同时采用该理论解释了、含气垫调压室的引水道系统能量耗散机理 ,并结合模型试验成果进行了对比分析 ,为气垫调压室的合理设计与安全运行提供了理论依据。

基于突出热动力学的瓦斯膨胀能计算方法研究

瓦斯膨胀能是煤与瓦斯突出的主要能量之一.采用实验室试验、数值模拟和理论分析相结合的方法研究了煤与瓦斯突出过程中煤体温度的变化规律,在此基础上提出了对突出做功的瓦斯膨胀能的计算方法.研究结果表明,煤与瓦斯突出不是大多数学者认为的绝热过程,而是一个偏向于等温过程的多变过程.多变指数可以通过实验测定的煤体温度来计算,吸附瓦斯和游离瓦斯的膨胀功可以利用多变指数计算.

基于功率密度法分析及优化斯特林热机

应用多变过程来分析斯特林循环性能。以功率密度(循环输出功率与最大比容之比)作为斯特林热机优化目标函数,从而兼顾到热机尺寸参数。通过数值计算将对应于最大功率密度时的参数与对应于最大功率时的同样参数进行了比较,结果发现最大功率密度输出时的循环热效率总是大于最大功率时的热效率,且前者相应的热机尺寸参数比后者要小。

空压机效率不同计算方法的分析比较

空压机效率有 3种计算方法。分析了这三种方法的差异 ,提出了适用煤矿空压机效率的计算方法。

劳伦兹循环与“顾氏循环”

自“顾氏循环”提出以来,我刊曾收到一些不同观点的稿件,现发表其中一篇,予以讨论。今年第一季度国内新闻媒介曾广泛宣传’顾氏循环"。本文就"顾氏循环"的提出对劳伦兹循环进行了考证,

制冷活塞式压缩机膨胀指数和压缩指数的讨论

一、前言 制冷压缩机工作过程中的过程指数是压缩机的一个重要参数,其值大小反映了压缩机工作过程的完善程度。压缩机的过程指数受压缩机的结构、转数、冷却情况、泄漏大小、工况和制冷剂种类等因素的影响,其大小对压缩机的输气量、循环指示功、排气温度、示功图端点状态参数等都有影响,因此有必要深入进行研究和分析。 压缩机的过程指数分为压缩指数和膨胀指数。由于压缩和膨胀过程中存在复杂的热交换。

封闭式扬声器系统空气劲度的非线性研究

当封闭式扬声器系统工作于大信号状态时,箱体内空气劲度将产生非线性效应,进而影响系统的性能。为研究此非线性效应,从理想气体多变过程的状态方程出发,推导了封闭式扬声器系统的非线性空气劲度的理论公式。研究发现,封闭式扬声器系统的非线性空气劲度与扬声器单元振膜的振动位移、有效辐射面积、箱体的有效容积和多变系数等主要因素有关。通过实验,分别测量了封闭式扬声器系统与扬声器单元的非线性劲度,二者相减获得封闭式扬声器系统的非线性空气劲度。实测数据与理论计算得到很好的吻合。

面积比较法在理想气体吸放热规律研究中的应用

本文祥细介绍了P—V图面积比较法、及其应用。并应用此方法研究理想气体任意准静态过程的吸放热问题,提出了一个有关上述问题的简单且易于掌握的判定法则。与目前普遍采用的教科书中的相应讨论比较,它具有更简洁优美对称的形式,因而使用更加方便。

天然气长输管道管存计算方法研究

目前,大多数管存计算公式采用稳态方法,精度较低。为精确计算管道管存,应精确计算存气管道气体温度、压力及压缩因子。文中将管段内气体由起点至终点参数动态变化看作一个多变指数为n的热力学参数变化过程,依据气体流动状态方程、运动方程推导出新的管存计算公式,计算过程采用分段计算累加的方法。经实例计算,与其他计算公式及TGNET软件模拟结果进行对比,推导公式计算精度较高。