翼片间距和尾距对HEV型静态混合器混合特性的影响

以变异系数作为评价混合器混合性能的指标,利用实验和数值模拟相结合的方法研究了翼片间距和尾距对HEV型静态混合器混合特性的影响。首先利用实验方法测量了静态混合器出口处示踪流体的体积分数,基于实验结果对数值模拟中的5种湍流模型(standard k-ε、RNGk-ε、realizable k-ε、SSTk-ω、standard k-ω)进行对比分析,选出最优计算模型,在此基础上,模拟研究了不同翼片间距在同一基准断面处示踪流体变异系数的变化规律,以及翼片间距在0.8 D～2.0 D之间时,出口处示踪流体的变异系数随着尾距的变化规律。结果表明:RNGk-ε模型模拟的结果与实验结果最为接近(相对误差为3.37%),即该模型最能真实地反映此混合器的流场特性;HEV型静态混合器混合的均匀程度随着翼片间距的增大呈现先提高再降低的趋势,当翼片间距≤1.7 D时,随着翼片间距的增大,变异系数迅速降低,当翼片间距≥1.7 D时,随着翼片间距的增大,变异系数呈上升趋势,翼片间距为1.7 D时,CV值最低,混合效果最好;在一定长度范围内,出口处示踪流体的变异系数随着尾距的增加迅速降低,但是尾距增加到一定距离以后,继续增加尾距对混合效果的改善不明显。

内置翼片管式静态混合器混合效果的大涡模拟

采用大涡模拟方法对内置翼片管式静态混合器内部的流场和浓度场进行了研究,对比了3种不同结构尺寸的翼片的混合效果和沿混合器轴线的压力损失.数值模拟结果表明小翼片的压力损失最小(ξs=0.52),但混合效果最差;长翼片的混合效果略好于大翼片,但其压力损失仅为大翼片的67%(ξl=2.31,ξb=3.41).同时还发现,在长翼片背后可形成两个逆向旋转的大涡,使混合器中心区域速度梯度增大,剪切作用明显,湍流强度增强.该流场结构能有效地驱使混合器中心高浓度流体流向壁面,从而增大高浓度流体和低浓度流体的接触面积,改善混合条件,故长翼片是一种值得推广使用的翼片结构形式.

翼片加载螺旋线慢波结构的螺旋带模型

翼片加载螺旋线慢波结构广泛应用于大功率、宽频带行波管中。建立了翼片加载螺旋线慢波结构的螺旋带模型,得到了实用的色散方程、耦合阻抗和衰减常数的表达式。利用导出的方程对实际行波管的螺旋慢波结构进行计算,并与测量结果和导电面模型进行了比较,计算结果与测量结果具有良好的一致性。分析了不同管壳半径对色散特性的影响。

考虑螺旋带厚度的翼片加载螺旋线慢波结构的理论分析

翼片加载螺旋线慢波结构广泛应用于大功率、宽频带行波管中。首次将考虑螺旋带径向厚度的螺旋带模型应用于翼片加载螺旋线慢波结构,将离散的夹持杆等效为一系列连续的介质层,各层取不同的径向相位常数,得到了实用的色散方程和耦合阻抗表达式。利用导出的方程对实际行波管的螺旋慢波结构进行计算,计算结果与测量结果具有良好的一致性。分析了螺旋带厚度、介质分层数以及外壳半径对计算结果的影响,结果表明考虑螺旋带厚度能大幅提高计算精度。

不同翼片扰流特性的PIV对比实验

利用粒子成像测速(PIV)技术对圆管内置梯形翼片后方流场进行了测量,分析了翼片迎流(UFW)和顺流(DFW)两种放置方式对流场的扰动特性。结果表明,迎流翼片形成的涡沿周向延展范围较大,持续性好,涡偶内侧为向壁流;顺流翼片形成的涡沿径向延展范围较大,在较短距离内扰动较为明显,涡偶内侧为背壁流。两种流动结构都能有效提高壁面附近的速度分量,促进主流和壁面附近流体的质量交换。随着Reynolds数增大,纵向涡的稳定性减弱,在Re=3000时,翼片的扰流效果均较好。

圆管内置梯形翼片的流场特性PIV实验

诱导流体产生纵向涡结构可以有效强化对流换热,因此研究纵向涡发生器的扰流特性对于深化强化传热机理具有重要意义。利用粒子成像测速（PIV）技术,对圆管内置梯形翼片扰流后的流场进行了测量,实验中4个梯形翼片沿周向均布,与管壁夹角135°呈迎流放置,分析了横、纵截面内的流场结构和流动特点。结果显示,管内放置翼片能够诱导形成多纵向涡流动,在下游产生了4个对称的涡偶,每个涡偶对应的两个涡旋转方向相反,形成了内侧向壁流,外侧背壁流的流动结构,增大了垂直于主流方向上的速度分量。实验涉及的Reynolds数范围内,翼片下游横截面内的横向速度和径向速度分别达到主流均速的27%和20%以上;纵向涡沿壁面向下游发展可对流体产生持续扰动,使近壁流体的速度相对于光滑管提升了约1.0～3.6倍;翼片对流体的扰动作用随着Reynolds数的增大而增强,对于圆管内对流换热的强化具有促进作用。

子弹稳定装置翼片动态张开过程研究

为解决子母战斗部抛撒后子弹在超声速飞行时其稳定装置翼片动态张开过程的工程计算问题,基于气体斜激波理论和普朗特-梅耶膨胀波理论,分析在高速气流条件下翼片张开过程中的受力情况,建立了翼片动态张开过程的动力学方程,并用MATLAB编程实现。用此方法计算了某子弹稳定装置在一定初始条件下翼片的运动,分析了不同子弹攻角和角速度对子弹翼片张开过程的影响,并就其对工程设计的影响进行了定性讨论。计算结果可为子弹稳定装置的飞行强度计算提供依据。

霍尔翼片传感器的磁路仿真与设计

利用ANSYS有限元分析软件对霍尔翼片传感器进行磁路仿真和设计。以Honeywell公司的2AV系列霍尔翼片传感器为例确立了静态和动态仿真的过程。用Sm2Co17永磁替代AlNiCo器件中的AlNiCo8永磁,并进行结构调整和优化,研制出的新器件与原器件性能参数一致,成本更低。

太赫兹翼片加载折叠波导行波管放大器的研究

翼片加载折叠波导电路是一种改进型的行波管互作用电路。与原始结构相比,它具有提高的耦合阻抗、扩展的横向尺寸以及更加灵活的设计能力,因此适合工作在太赫兹频段。首先采用理论模型设计了工作频率0.22THz的慢波结构;然后采用三维粒子模拟技术对翼片加载折叠波导行波管放大器的非线性性能进行了研究。结果显示,新型结构具有高的互作用效率和宽频带放大的能力。在中心工作频率220GHz处,2mW的驱动功率下可以得到4W的饱和输出功率,对应的电子效率和增益分别为2.47%和33dB(考虑了电路的导体损耗);恒定功率下扫频模拟显示,放大器的瞬时3dB带宽可达13.6,频率范围覆盖205～235GHz。

翼片加载螺旋线慢波系统的特性分析

通过切比雪夫多项式展开螺旋带上的面电流,用真空层模拟螺旋带的厚度、均匀分层介质等效介质夹持杆、用无限多个无限薄的翼片等效实际翼片,得到了色散方程、平均耦合阻抗和衰减常数的表达式。与实验数据相比,结果接近实验值,该文提出的方法对实际螺旋线慢波系统的设计具有重要的指导意义。

翼片加载螺旋线慢波系统的特性测量与模拟

使用Agilent8510C矢量网络分析仪测量了两种不同翼片加载螺旋线慢渡系统在2～18GHz频带内的色散和耦合阻抗。将被测系统等效为适当的微波网络，推导得到去除端口反射影响的慢波系统在微扰前后相位移变化的公式，应用该公式进行修正，可以有效抑制实验结果的波动。运用HFSS软件对实验中两个被测的螺旋线慢波结构进行建模，考虑了高次空间谐波对耦合阻抗的影响，结果表明，色散和耦合阻抗的模拟与实验值均有很好的一致性。

翼片框离心分离技术处理老乳化油研究与应用

老乳化油含有大量机械杂质并富集有大量胶质沥青质等,难以通过自然沉降进行有效分离。鉴于此,研究了翼片框离心分离技术。该技术是在加药、加温等预处理基础上,再经过多级离心分离系统对老乳化油进行分离,达到分离分层或使液体中固体颗粒沉降的目的。通过室内试验对翼片框离心分离机的参数进行优化,并结合现场实际情况确定破乳絮凝剂最佳质量浓度为200 mg/L,翼片框离心分离机运行温度为45℃,翼片旋转转速为3 000 r/min。现场试验结果表明,采用翼片框离心分离技术处理后的原油含水质量分数低于0.3%,污水中油的质量浓度低于120 mg/L,固体杂质去除率达到92.1%。

高精度霍尔翼片传感器的磁路仿真与设计

采用ANSYS有限元分析软件对霍尔翼片传感器进行磁路仿真和设计。在对2AV霍尔翼片传感器进行仿真的基础上,对新型高精度Sm2Co17霍尔翼片传感器进行静态和动态仿真,并根据仿真结果进行结构调整和优化。通过磁路仿真设计,适当调整霍尔器件与永磁体之间的空气间隙,使霍尔器件、永磁体和叶片相互匹配,得到符合要求的工作点检测参数,研制出的新器件达到国外同类产品水平,满足了霍尔翼片传感器的高精度要求,成本更低,也可大批量生产。

一种有限厚度翼片加载螺旋线色散特性及耦合阻抗研究

翼片加载螺旋线慢波结构广泛应用于大功率、宽频带行波管中 .一般的计算未考虑翼片加载所引起的角向空间谐波 ,本文考虑空间谐波 ,建立了有限厚度翼片加载螺旋线慢波结构的模型 ,推导出实用的色散方程和耦合阻抗表达式 .利用导出的方程对实际行波管的螺旋慢波结构进行计算 ,并与测量结果和简单翼片模型进行了比较 .首次通过分析的方法得到加载翼片有最佳中心夹角 (θ)存在 .

导流翼片的倾角和长度在降低大后壁车辆气动阻力中的作用

利用 1/ 16缩比的公共汽车模型及不同倾角和长度的导流翼片 ,在一带有可移动地面和边界层吸收装置的开放型风洞中进行了在车辆后端面的 4边上安装导流翼片时车辆后部尾流区的压强恢复及气动阻力降低的实验。对导流翼片的倾角和长度在降低大后壁车辆气动阻力中的作用及机理进行了研究。找到了能使车辆的气动阻力降低 2 0 %左右的导流翼片最佳长度及倾角。

远场涡流技术检测带翼片管的研究

远场涡流检测对高导电管的管壁上的缺陷非常敏感,具有透壁性。探讨应用远场涡流技术检测带翼片(散热片或金属隔板组件)钢管的有关问题,分析了管外翼片对远场涡流的耦合特性和缺陷信号的影响,得出了翼片响应信号与缺陷信号的关系及缺陷信号的提取方法。

菱形翼片隔板絮凝反应器的研发及应用

基于后台阶流理论,设计了菱形翼片隔板絮凝反应器,实现了同时对流体微观涡旋强化及宏观涡旋均布进行有效控制。同时结合数值模拟计算结果和中试处理效果,优化了菱形翼片隔板絮凝反应器的特征尺寸参数,并将其用于钢厂废水回用项目。工程运行结果表明,单套设备处理量为750 m3/h,出水浊度可稳定在1 NTU左右,对COD的去除率达到了48.5%,大大降低了后续处理负荷,由此证明该设备具有较高的絮凝反应效率,出水水质良好,适用于钢厂废水回用工程。

射流泵内置翼片参数混合效果及流场数值模拟

为增强射流泵两相及多相流体混合程度,提出在射流泵内部喉管中内置固定形状翼片,并通过数值模拟,采取正交试验法,探究不同流量比下翼片大小、翼片排数、翼片间距及首翼片距喉管入口距离对射流泵混合效果、效率及内部流场的影响。结果表明:内置翼片整体可提升射流泵混合程度,最高可将出口处不均匀系数由0.2534降低至0.0743;流量比的变化易导致翼片参数各水平对混合效果影响趋势发生变化;混合效果与效率并非不可兼得,存在部分模型在不降低效率的同时提高两相流体的混合程度;基于分析结果预测其各参数最优搭配方案。对射流泵内部流场分析及结构优化,提高混合效果具有一定的参考价值。

翼片式空气流量传感器翼片形状的研究

针对目前翼片式空气流量传感器在工作过程中存在压力损失较大的缺点,通过对汽车进气管道内气流状况的分析,明确造成压力损失较大的主要原因是翼片面积过大。将翼片面积缩小为原定面积的20%后,分别对等翼片面积时圆形翼片、扇形翼片、弓形翼片、部分圆环翼片等4种不同形状下的对应转动力矩进行了计算。对比得出采用弓形翼片在相同压力损失下可获得最大转动力矩,此力矩能够满足怠速时流量的测量,为新型翼片式空气流量传感器翼片的设计提供了重要的依据。

新型烧结式不提钻钻头翼片制造工艺

本文介绍了用浸渍烧结法制造不提钻钻头翼片的制造工艺及其特点。该法解决了用电镀法制造钻头翼片存在的钻头寿命短、成本高等缺点。