环锭细纱机负压吸风系统分析与改善

为了有效降低环锭细纱机长车负压吸风系统的负压差,降低运转能耗,对环锭细纱机负压吸风系统进行分析并改善,对比了不同风管截面的吸风效果,并对风管单侧吸风与风管双侧吸风中间断开、双侧吸风中间连通等3种吸风方式进行对比试验。结果表明:适当加大风管截面配以不同口径风管接头的局部调整,采用头尾双吸风风道中间连通的吸风方式可有效平衡全机负压,满足环锭细纱机长车负压吸风系统需求,且能耗相对较低。认为:在改善吸风系统的基础上做好日常车间管理,可达到更好的吸风和节能效果。

双吸式离心泵叶片吸力面泥沙磨损破坏规律与形成机制研究

离心泵叶片泥沙磨损是引黄泵站面临的工程难题,采用模型试验及数值模拟相结合的方法,分析了双吸式离心泵叶片出口的磨损破坏规律及其形成机制。采用多层涂层法、丝线法和内窥式成像技术对叶片的磨损特征和近壁面流态进行了分析,并结合数值模拟分析了叶轮流道内的旋涡结构及颗粒轨迹。研究发现:叶片吸力面出口存在左右近似对称的“三角形”磨损破坏区域,该区域存在明显的流动分离;叶轮内的叶道涡和出口回流涡是导致叶片吸力面出口磨损的主要原因。源于叶片压力面进口的叶道涡诱导泥沙颗粒向叶片吸力面出口聚集,造成吸力面出口的集中磨损;叶片吸力面出口附近存在的回流涡诱导颗粒进行轴向旋转运动,加剧叶片吸力面出口的磨损破坏。本研究为双吸式离心泵的抗磨损设计提供了理论支撑。

健侧奔跑位头端可弯曲负压鞘联合软镜在大负荷上尿路结石治疗中的应用

目的:探讨健侧奔跑位头端可弯曲负压吸引鞘联合软镜治疗大负荷上尿路结石的有效性和安全性。方法:回顾性分析2023年1月至12月长江大学附属第一医院采用健侧奔跑位头端可弯曲负压吸引鞘联合软镜治疗>2 cm上尿路结石患者43例。分析其一般资料和围手术期观察指标。结果:43例患者中,男24例,女19例,结石长径(2.5±0.3)cm,CT值(1026±261.4)Hu。无肾积水14例,轻度肾积水21例,中度肾积水8例。37例患者一期完成手术,4例患者因结石负荷大、手术时间长行两次手术完成。平均手术时间(118±34)min,术后第1天结石清除率为79.1%(34/43),术后1月结石清除率为93.1%(40/43)。无集合系统、输尿管损伤,无严重出血等并发症。结论:头端可弯曲负压吸引鞘联合软镜治疗大负荷上尿路结石效果确切,安全可行。

吹风比对气膜冷却效率影响的实验研究

以叶片作为研究对象,在主流风速为40m/s,弦长雷诺数为74400条件下,应用红外成像技术作为测温手段,研究了不同吹风比对叶片吸力侧和压力侧的气膜冷却效率分布的影响。吸力侧实验在3个吹风比分别为0.5,1.0和1 5条件下进行。压力侧实验在4个吹风比下进行,分别为0 5,0 75,1 0和1 7。从实验结果来看,在压力侧吹风比1 0条件下的冷却效果最好;对于吸力侧吹风比0 5条件下的冷却效率为最佳。

水斗式水轮机转轮设计

本文论述水斗式水轮机的设计,特别论述水斗式水轮机转轮及其水斗的设计,详细解析其设计理论、设计原则及设计方法。

不同宽度吸力面小翼控制压气机叶栅间隙流动的实验研究

为了进一步揭示吸力面叶尖小翼控制压气机叶栅间隙泄漏流动的作用机制,实验研究了三种不同宽度吸力面小翼在3%弦长间隙下对压气机叶栅气动性能的影响,并建立了带吸力面小翼的压气机叶栅旋涡结构模型。研究结果表明,吸力面小翼使得泄漏流在翼顶通道内发生掺混,延缓了泄漏涡的形成并降低了泄漏涡强度,三种宽度吸力面小翼分别使叶栅损失降低6.9%,7.7%和8.2%。吸力面小翼对叶栅损失值的降低量并不与其自身宽度增加量成线性关系。较大宽度的吸力面小翼会导致近端壁区气流欠偏转程度增加及泄漏流掺混损失等附加损失增大。

凹槽带肋叶顶气膜冷却特性数值模拟

为了提高凹槽叶顶的气膜冷却效率,提出了一种凹槽带肋叶顶结构。通过数值模拟方法,研究了叶顶结构在不同吹风比、滑移壁面条件下冷却气体在凹槽腔内的流动状态和气膜冷却效率分布,揭示了凹槽带肋叶顶改善叶顶气膜冷却效率机理。结果表明:吹风比为0.5时,气膜孔附近冷却效率最高;吹风比为1.5时,凹槽内吸力面附近冷却效率最高;肋片导流作用使冷气更大范围地覆盖在凹槽内,提高了平均冷却效率,这种效应在吹风比为0.5时更明显。

涡轮动叶压/吸力面气膜孔冷却特性实验研究

为了研究涡轮动叶的气膜冷却特性,在短周期跨声速换热风洞中测量了静止条件下压力面和吸力面气膜孔的冷却效率,分析了主流雷诺数、马赫数和吹风比对气膜孔冷却效率分布的影响规律。实验结果表明:无论压力面孔和吸力面孔,整体冷却效率均随着吹风比的增大而降低;压力面孔在高雷诺数工况下的冷却效率要更高,而吸力面孔在2.0的大吹风比工况时,低雷诺数下的冷却效率在近孔区域(30倍孔径距离内)高于高雷诺数工况。改变马赫数对压力面冷却效率几乎无影响,而在Ma=0.913工况下,在吸力面孔后28倍孔径位置处冷却效率突然降低至0.05以下。

炼钢电炉高温烟气流场特性及侧吸罩的优化研究

针对电炉炼钢工艺过程产生大量高温含尘烟气的问题,研究了高温烟气流场特性、排风罩性能及其优化方法。结合炼钢现场的测试分析,采用数值模拟的方法,在分析原排风系统流场特性的基础上,分析了排风罩的开口率、排风系统风量配比和排风罩安装高度3个因素对排风罩性能的影响。同时进行了正交试验设计,确定3个因素的主次顺序以及最优组合。研究结果表明:随着侧吸罩罩口开口率的增大,排风罩的捕集效率呈现先增大后减小的趋势,罩口开口率存在一个最优值;增大排风系统中距离热源近的排风罩的风量配比,捕集效率先增大后减小,侧吸罩风量配比存在一个最优值;在某一个侧吸罩安装高度范围内,随着侧吸罩安装高度的增加,排风罩的捕集效率增加。3个影响因素主次顺序为风量配比、安装高度、开口率,当以最优组合进行模拟时,捕集效率可达到63.95%。

水翼吸力面布置凹槽抑制空化研究

空化引起不同程度振动、冲击和噪声,加剧物体表面空蚀,使结构提早发生疲劳。为有效抑制和延缓空化发生和空泡脱落,该文提出了在水翼吸力面布置凹槽的方法,旨在通过水翼表面结构的改变来实现空化流动的调节。在数值模拟研究中,采用Realizablek-ε湍流模型和Schnerr-Sauer空化模型,围绕8°攻角下NACA66(MOD)水翼,开展不同空化数、凹槽尺度和凹槽位置对二维水翼空化流场的动力学特性研究,并进一步分析了水翼表面特殊结构抑制空化的机理。结果表明:当片空化发生时,凹槽布置在距水翼前缘0.32弦长位置时,能降低空泡振荡频率,提高水翼水动力性能;当云空化发生时,适当的凹槽表面构型能够使水翼吸力面边界层变薄,边界层分离点滞后,水翼尾缘回流区减薄,吸力面低压区减小,证明了凹槽表面构型对空化抑制的适用性。然而,在水翼吸力面布置凹槽,虽然可以降低水翼表面边界层的厚度,增强抗逆压能力,但却触发了凹槽附近区域回射流的加速。因此,只有当抗逆压梯度能力大于回射流冲击时,才可以实现对空化流动的抑制。该研究成果扩大了空化流动的被动控制方法研究范围,为水力机械空化抑制技术提供了参考。

电炉烟气流场特性及排风系统优化研究

利用CFD数值模拟的方法对某钢厂产生的高温烟气在原排风系统下的流场特性及烟气的捕集情况进行了研究,提出了在原侧吸罩基础上增加顶部吸气罩的优化方案。在保证排风系统总风量不变的前提下,模拟分析了采用5种不同顶吸风量时厂房内的流场分布情况,并比较了不同风量下的烟气捕集效率。研究发现:在原排风系统的作用下,高温烟气卷吸环境空气在厂房内形成温度与浓度分层,侧吸罩对烟气的捕集效率为61.7%;增加顶部吸气罩后,厂房内纵向烟气温度随高度的增加衰减加快,水平方向上烟气的扩散量减少;采用顶部吸气罩风量为40万m^3/h,侧吸罩风量为21万m^3/h的排风形式,捕集效率接近80%。通过分析高温烟气的流场特性及排烟系统捕集效率,对电炉炼钢排风系统的优化设计给出了建议。

棉网清洁器吸风形式对生条质量的影响

研究棉网清洁器吸风形式(单双侧吸风)对生条质量的影响,用USTER AFIS单纤维测试系统对棉网清洁器采用不同吸风形式所加工的生条进行了质量检测。结果表明:在风量相同条件下,单侧吸风形式所加工的生条短绒率、结杂等指标较好,总体质量好于双侧吸风形式,认为梳棉机后罩板处棉网清洁器以采用单侧吸风形式为宜。

涡轮导叶吸力面簸箕型孔气膜冷却特性实验研究

为了研究涡轮导叶吸力面的气膜冷却特性,在跨声速涡轮叶栅传热风洞中,采用瞬态方法实验测量了两个位置处的单排簸箕型气膜孔的冷却效率,分析了多个气动参数对其分布规律的影响。两排簸箕型孔分别位于相对弧长6.8%和21.7%处,叶栅通道基于叶片弦长的进口雷诺数为1.7×10^5-5.7×10^5,出口等熵马赫数为0.81-1.01,吹风比为0.6-2.1,涵盖了涡轮导叶典型工作状态。结果表明：对于簸箕型气膜孔,设计雷诺数条件下最佳吹风比在0.9-1.2附近,靠近前缘的孔排2的贴附性要好于孔排1;主流马赫数对孔后冷却效率的影响可以忽略,而低雷诺数下的冷却效率低于中高雷诺数工况;簸箕型气膜孔的冷却效率高于圆柱型孔,在BR〉1.5的中高吹风比时表现更明显;低吹风比时,凸面的冷却效率高于平板,尤其是s/d〈20距离内,而在高吹风比时,射流动量增加促进了气膜脱离凸面,从而降低了冷却效率。

跨声速涡轮导叶吸力面换热特性数值研究

为了了解涡轮导叶吸力面在跨声速条件下的换热特性,采用数值模拟的方法,分析了出口马赫数对平面叶栅内流场与换热特性的影响,以及气膜出流对吸力面气膜冷却特性的影响。结果表明,跨声速条件下,斜激波导致的逆压梯度导致了吸力面层流边界层分离和转捩;亚声速条件下,吹风比从0.5增大至1.5时,转捩位置前移了约0.1倍弦长;跨声速条件的转捩位置随吹风比增大未发生变化,但是边界层分离现象被抑制,分离泡的尺寸明显变小。在吸力面小吹风比更容易获得更高的冷却效率;边界层的分离导致冷效率分布不同于亚声速条件,在分离区冷却效率迅速降低,在吹风比0.75时降低约50%。

新型摇摆活塞式无油润滑空气压缩机的研究

提出一种新型摇摆活塞式无油润滑空气压缩机,利用活塞摇摆运动时与气缸形成的侧隙构成进气通道,并利用曲轴箱作为压缩机的进气消声室。新机型摒弃了易损件进气簧片阀,拓展了进气消声器容积,与传统摇摆活塞机型相比无故障工作时数提高约11%、噪声降低约5～6dB(A)。研究表明,气缸向压缩行程一侧适当偏置,同时辅以较大数值的曲柄连杆比λ,可以实现活塞侧隙进气,并能确保压缩行程时密封环对气缸的密封性,另外还可减小压缩机的体积;但是,为了缓解活塞对气缸的敲击,必须设置缓冲装置,而且需要强化连杆的散热和隔热,以减小连杆轴承的温升。

变冲角下吸力面小翼对压气机叶栅气动性能的影响

为了进一步揭示吸力面小翼对压气机叶栅间隙流动的影响机理,采用数值模拟方法对压气机叶栅加装吸力面小翼控制间隙流动进行研究,着重考察了吸力面小翼在不同来流冲角下(-5°、0°、+3°)对叶栅气动性能的影响。结果显示,负冲角时,吸力面小翼有效降低了叶尖泄漏损失及遏制了压力面分离。随着冲角增加,叶顶最大压差作用区向叶栅上游移动,泄漏涡与通道涡的相互作用增强,吸力面小翼对叶栅气动性能的改善逐渐降低。

双热源作用下侧吸罩流场及捕集效率特性研究

在精炼镁车间内,广泛存在着双热源作用下的侧吸罩,研究双热源之间的影响将为研究双热源产生污染气体的捕集提供一定的理论依据.本文在实验与数值模拟误差分析的基础上,运用数值模拟方法研究了在同一局部排风系统中存在两个热源(主热源、辅热源)时,辅热源位置、辅热源初始速度以及辅热源初始温度对侧吸罩流场和排风罩捕集主热源产生污染气体捕集效率的影响.研究结果表明:(1)当辅热源位于主热源与排风罩之间时,随着辅热源初始速度的增加,侧吸罩的捕集效率先增大后减小.最大捕集效率出现在初始速度为1.0 m/s时.(2)当辅热源位于排风罩相对主热源之外时,随着辅热源初始温度从300 K增大到600 K,侧吸罩的捕集效率降低8.36%.

带不同形状吸力面小翼的压气机叶栅变间隙实验研究

为了控制和降低压气机中由叶尖间隙引起的泄漏损失,对加装不同形状的吸力面小翼变间隙流场进行了实验研究。通过五孔探针测量叶栅出口流场,详细分析了不同间隙下吸力面叶尖小翼对压气机叶栅出口流场结构、气动损失和通流能力的影响。结果表明:与常规叶栅相比,附加吸力面小翼的叶栅泄漏涡涡核向远离叶片吸力面移动,且强度明显减弱,泄漏涡的起始点转移到吸力面小翼的最大厚度轴向位置处。不同形状的吸力面小翼在大间隙高度下对叶栅损失的影响较为明显,其中SW25方案叶栅在3%h间隙高度下效果最佳,可使叶栅出口总压损失降低15.38%。研究的三种不同形状的吸力面小翼仅在小间隙高度下改善了叶尖泄漏涡造成的叶栅出口气流角的过偏转/欠偏转现象。

红石水电站4#水轮机水力稳定性的试验研究

本文结合红石水电站轴流定桨式水轮机转轮叶片改造前后的模型试验和现场试验结果,对机组的水力稳定性进行了比较、分析。并对改造后的机组的安全运行提出合理建议。

表面粗糙度对涡轮叶片吸力面边界层的影响

为了研究涡轮叶片烧蚀、腐蚀以及积碳等引起的叶片表面粗糙度增大对吸力面边界层的影响,数值模拟分析了在设计工况下,表面粗糙度对低压涡轮叶片吸力面边界层发展的影响规律.结果表明:增加叶片表面粗糙度使边界层的速度分布趋于饱满;减小粗糙度可减弱边界层的分离,降低分离损失;增大粗糙度可诱发边界层提前发生转捩;粗糙度愈大,边界层的损失愈加显著.