涡圈高度和节距对涡旋压缩机排气孔面积的影响

研究了排气孔面积对涡旋压缩机性能和效率的影响,详细推导了排气孔理论开设区域的边界曲线方程.发现了涡圈高度和节距等参数对排气孔面积影响的规律性,并且对圆弧形和腰形2种排气孔作了对比分析.结果表明,随着涡圈高度或节距的增大,排气孔面积减小,而且节距的影响更为剧烈;对于不同的基本参数,圆弧形排气孔的面积曲线始终优于腰形排气孔的面积曲线,且节距和高度越小,改善作用越明显.这在涡旋压缩机设计时为涡圈高度和节距的选取提供了理论依据.

加装防涡圈的离心风机蜗壳内空气动力学特征和降噪研究

以G4-73No.8D型离心式风机为研究对象,采用CFD(computationalfluiddynamics)技术对风机蜗壳内的空气动力学特征进行了三维数值模拟,分析了旋涡的产生和演化过程以及旋涡噪声产生的机理,并在此基础上加装圆筒形和圆锥筒形2种防涡圈。加装防涡圈后的模拟结果显示,风机蜗壳内空气动力学特性得到明显改善,大尺度旋涡得以有效破碎。加装防涡圈后的噪声和频谱实验表明,风机的A声级和频谱噪声均有所下降,2种防涡圈对降低风机旋涡噪声是有效的;而且,在大尺度旋涡破碎和噪声降低方面,圆锥筒形均优于圆筒形防涡圈。

双涡圈及多涡圈涡旋机械几何特性的理论研究

分析了大排气量单涡圈涡旋式机械设计中存在的问题，进而提出双涡圈以及多涡圈的几何理论以及结构参数的设计计算方法．通过对单涡圈、双涡圈和多涡圈的容积特性比较，得出采用双涡圈或多涡圈理论设计涡旋机械，既可以达到减少回转半径、降低滑动面摩擦速度及降低磨损，又可以不减少有效吸气容积．从而可采用提高转速的方法来提高排气量，为大排气量涡旋机械的开发提供了理论基础．

双涡圈涡旋机械修正齿型的基元面积计算

对双涡圈涡旋机械的一种修正齿型进行了细致的分析和研究 ,得到了具有这种齿型的双涡圈涡旋机械的工作特点及齿型动态啮合特性和啮合规律 ,详细总结出了具有这种齿型的双涡圈涡旋机械在从吸气开始到排气结束的一个完整工作过程中 ,任意转角时刻工作腔容积完全解析的精确计算方法 .通过实例计算和验证 ,结果证明了计算公式的正确性和通用性 .

采用对称圆渐开线加直线修正涡圈始端型线的研究

为了提高涡旋机械的整机性能 ,采用对称圆渐开线加直线的方法对涡圈始端型线进行了修正 .建立了对称圆渐开线加直线修正的几何理论 ,推导了啮合阶段的排气腔容积的计算公式 .研究结果表明 :涡圈始端采用对称圆渐开线加直线修正时 ,动、静盘涡圈仍能保证正确地啮合 ;涡圈始端对称圆弧修正是对称圆弧加直线修正的特例 。

双涡圈涡旋压缩机完全啮合型线修正理论研究

创建了双涡圈渐开线型线能实现完全啮合的修正方法,得到了该修正涡旋齿的生成方法、齿形特点和修正齿头各修正参数之间的通用关系式及修正圆弧方程。推导出了修正涡旋齿轴向投影面积的精确计算公式,提出了任意曲轴转角下的压缩腔容积的计算方法,分析了各修正参数对修正涡旋齿性能如压缩比和齿头强度等的影响。研究结果表明:只须确定修正展角φ,即可确定修正涡旋齿头的齿形和其它各修正参数的数值;随着φ取值的增加,压缩比减小,涡旋齿头增厚,因而其强度增加。

无油润滑双涡圈涡旋空气压缩机的泄漏研究

建立了无油润滑双涡圈涡旋压缩机的泄露模型,根据型线的几何理论计算了一个周期内泄漏线的长度,分析了在工作过程中泄漏线的变化,泄漏线长度随曲柄转角的变化,以及泄露量随排气压力,曲柄转角的变化情况。

防涡圈对离心风机性能的影响

由于离心风机蜗壳形状和大小的限制,蜗壳内流场存在大量的旋涡和二次流,而这正是造成离心风机效率低、噪声高的主要原因。应用计算流体动力学的商用软件Numeca,对某型离心风机在不同工况下的流场做了整机三维数值模拟,并通过对加装防涡圈前后流场的对比,分析了防涡圈对风机内部流场的影响,探索了防涡圈改善离心风机性能的机理。研究结果表明:防涡圈对于破碎大尺度旋涡和降低旋转强度以及改善离心风机内部流场具有很好的效果。

型线参数对双涡圈涡旋压缩机性能的影响

由型线方程建立了双涡圈涡旋压缩机涡旋盘几何模型,讨论了双涡圈涡旋齿在加工过程中齿头与刀具的干涉情况,并根据修正后排气角的计算公式给出了任意曲轴转角下任意压缩腔的工作容积以及吸气、排气容积,讨论了双涡圈涡旋压缩机的泄漏模型,并定量分析了径向泄漏线长度。推导出了在基圆半径不变的情况下,能正确啮合的涡旋体型线的起始角范围,定量分析了在圆渐开线起始角或基圆半径不变的情况下,基圆半径或圆渐开线起始角对双涡圈涡旋压缩机性能的影响。

双涡圈涡旋压缩机动力学特性分析

以低压比双涡圈涡旋压缩机为研究对象,通过对关键部件滚珠防自转机构和动涡盘的力学分析,建立了滚珠防自转—动涡盘的动力学数学模型,采用牛顿迭代法对动力学数学方程组进行了数值求解,得出了曲柄销受力和动涡盘倾覆力矩随主轴转角的变化规律。结果表明:双涡圈涡旋压缩机气体载荷变化平稳、关键零部件受力波动幅度小,从而使机器运行更加稳定,为双涡圈涡旋压缩机的研发提供理论依据。

三涡圈涡旋压缩机的性能研究

由型线方程建立三涡圈涡旋压缩机涡旋齿的几何模型,利用积分法计算得到三涡圈涡旋压缩机工作腔容积随主轴转角的变化规律,并对其工作过程进行分析,得出6个工作腔分别以π/3为周期依次完成吸气、压缩以及排气过程。给出三涡圈涡旋压缩机压缩过程中容积腔内压力的计算方法,在此基础上对比分析单涡圈、双涡圈以及三涡圈涡旋压缩机的工作腔容积特性、工作腔内压力的变化规律以及排气孔面积的变化规律,得出三涡圈涡旋压缩机的排气更加稳定,更适用于低压比场合。

双涡圈涡旋压缩机平衡问题分析

双涡圈涡旋压缩机的涡旋齿是对称性的,即不需要进行一次平衡,又增加了涡旋压缩机的稳定性;详细分析了双涡圈涡旋压缩机动涡盘的受力情况,从新给出动涡盘的倾覆力矩计算模型;得出双涡圈涡旋压缩机只能开设一个背压孔和背压压力随背压孔中心展角增大而减小的结论;给出了背压孔被盖住时临界状态的曲轴转角计算公式;验证了平均背压力与背压孔中心展角几乎成正比。研究结果可在双涡圈涡旋压缩机的设计和研究中直接应用。

双涡圈涡旋压缩机气体力分析

推导出双涡圈任意圈涡旋压缩机工作过程中任一涡齿形成封闭腔个数的计算式;通过各腔室在任一曲轴转角下轴向投影面积的求解,得出双涡圈涡旋压缩机各向气体力的计算式;通过同压缩比、排气量下双涡圈和2种单涡圈结构气体力的对比得出:双涡圈结构的轴向气体力和切向气体力的波动量小,约为自身均值的1.3%;在减小涡盘尺寸和回转半径方面存在优势,但会使某项气体力数值增大,大排气量场合应用时应给予关注.

双涡圈涡旋式机械增压器几何特性的理论研究

根据双涡圈涡旋式增压器的工作原理,通过分析双涡圈增压器的几何理论,推导出了内涡圈切削后的工作腔容积和容积比,并通过实例计算得出了涡圈中心渐开面始终展角差值随压力比变化的关系。为双涡圈涡旋式增压器的设计计算和进一步的理论研究提供了依据。

涡旋机械的涡圈始端型线研究

涡旋机械中涡圈的始端型线不但影响排气角或压缩过程，而且与涡旋机械的整机性能主涡圈始端部分的强度有密切联系。目前关于涡圈始端型线的修正方法有几种，本文则在分析这几种修正方法的基础上提一种改进方法并且予以图解论证。

无油润滑双涡圈涡旋空压机的泄漏研究

建立了无油润滑双涡圈涡旋压缩机的泄漏模型,根据型线的几何理论计算了一个周期内泄漏线的长度,分析了在工作过程中泄漏线的变化,泄漏线长度随曲柄转角的变化,以及泄漏量随排气压力、曲柄转角的变化情况。

防涡圈对离心风机性能影响的探讨

针对某离心通风机模型,研究了防涡圈对风机性能的影响。数值模拟和试验结果都说明了加装防涡圈后全压升和效率有所下降,这与以往的认知不完全一致。设计工况下,未加装防涡圈的通风机全压升比加装长防涡圈的风机高出约4%,效率高出约3%,内泄漏情况也会随防涡圈长度的增加变得严重;从内部流场可以看出,加装防涡圈减小了蜗壳内部的扩压空间,叶轮出口大尺度漩涡更加剧烈,影响了叶轮出口气流方向,并在叶轮出口产生回流现象,降低了通风机的全压和效率。因此认为对于不同压力系数和流量系数的风机,防涡圈对风机性能的影响规律是不一样的。

矿井通风机防涡圈结构对风机全压效率的影响

利用FLUENT仿真分析软件对风机在不同防涡圈结构工作时内部气流流动和泄露状况进行分析,结果表明采用圆锥型防涡圈结构能最大限度提升离心式通风机运行时的全压效率。该结果可为矿用通风系统离心式通风机的结构优化提供理论基础。

双涡圈涡旋压缩机齿头修正多目标优化模型

针对齿头采用直接截断修正的双涡圈涡旋压缩机,建立了现有双圆弧齿头修正的几何模型并验证了其正确性,推导了两种修正方法下终端转角、理论排气角与修正展角的关系,得出了理论内压缩比的精确计算公式.定量分析了型线及修正参数对各齿头修正性能的影响,发现各性能之间存在明显的冲突关系.建立了一种以修正齿轴向投影面积、修正面积系数及内压比为目标的多目标优化分析模型,比较了三种多目标优化算法求解性能指标及差异,分析了3组非劣解集与目标函数可行域的关系.结果表明:遗传算法(GA)类算法更适用于该模型,与涡圈直接截断修正相比,能保证双涡圈涡旋压缩机大排量的特性下,各项性能都有所提升.

东沙海域内孤立波浅化过程及含圈闭涡核内孤立波的反射地震初探

基于地震海洋学数据,通过叠合波形结构与混合参数空间分布,可以较好地分析内孤立波浅化过程与能量耗散、混合增强的关系.在东沙海域的一条地震剖面上,我们观测到了上陆坡深水区(500~1000 m)、浅水区(300~400 m)两个内孤立波波包,有着明显不同的波形特征.浅水区的内孤立波包的3个内孤立波波形复杂,在波核内部呈现杂乱反射特征,可能是含圈闭涡核的内孤立波,估算的耗散率、扩散率分别达O(10-5)W·kg^(-1)、O(10-2.5)m^(2)·s^(-1).该内孤立波包前方,则存在一个第二模态内孤立波.深水区内孤立波包虽然波形相对简单,但诱导的湍流混合强度也较强,形成了内孤立波发育区、陆坡上方厚度达200 m的高耗散率、扩散率区带.在东沙海域上陆坡的深水区、浅水区,内孤立波持续耗散能量,增强了湍流混合.