加速型IGV对高负荷轴流风扇性能影响研究

目的为了进一步提升小型高负荷轴流风扇在微小空间的高通流及高负荷能力,提出一种加速型进口导叶(IGV)结构设计方案。方法采用三维设计软件Pro/E设计不同加速型IGV,通过数值模拟方法研究其对风扇不同流量系数下的压力系数、全压效率以及流道损失的影响。结果采用加速型IGV使得风扇流道内通流能力增强,叶片尾缘气流延缓分离,下游流动更加均匀;随着进口气流加速程度的提高,设计工况点全压效率基本呈单调递增的趋势;相比无加速IGV风扇,当IGV加速程度为1.1、1.2时,在设计工况点,风扇压力系数提升百分比为1.61%,1.24%,效率分别提升了3.49%,5.05%;IGV的加速程度从1.0增至1.5时,风扇效率提高6.69%。结论在小型高负荷轴流风扇中,加速型IGV与无加速IGV相比,加速型IGV对风扇压力系数以及效率的提升具有更优的效果,并且IGV加速程度也并非越大越好,当加速程度为1.1、1.2时风性能表现最优,为小型高负荷轴流风扇的研究提供相关设计参考。

基于WPSO-BP和L-MBWO的多翼离心风机优化研究

针对多翼离心风机气动性能、噪声情况难以同时改进的问题,提出了一种基于变权重粒子群优化算法的反向传播神经网络风机性能预测模型(WPSO-BP),以及一种基于逻辑混沌初始化的多目标白鲸优化算法(L-MBWO),并将二者应用于多翼离心风机的优化设计中。首先,选取了叶片进出口角、倾斜蜗舌的最大蜗舌半径、叶片切除角度作为设计变量,把风机的全压、效率、声压级作为优化目标;然后,构建了WPSO-BP预测模型,以反映设计变量与优化目标之间的关系,定量分析对比了该模型与BP神经网络预测模型,预测值用于风机的性能优化;接着,将逻辑混沌初始化引入到白鲸优化算法(BWO),基于第三代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)构建了L-MBWO优化算法;最后,在实验验证仿真可靠的前提下,将提出的预测模型和优化算法应用于风机优化,并对优化效果进行了综合分析。研究结果表明:优化后的风机全压增加了34.79 Pa,效率提高了0.67%,噪声降低了1.73 dB,实现了多个优化目标之间的平衡,有效改善了风机的综合性能,为多翼离心风机的优化设计提供了一种新思路。

基于FANS的温室风机通风性能测试

试验采用Fansassessmentnumerationsystem（FANs）为现场监测系统，利用位置上下移动持续运行的螺旋桨风速计和静压传感器对风机通风性能进行测试。试验共测定3个玻璃温室内3种类型共9个排风风机在不同工况下静压5．O～61．5Pa范围内的通风量和能源消耗。结果显示，风机防护网的存在及清洁状况对通风量的影响低于5％；塑料百叶窗风机比相同配置的铝制百叶窗风机通风量和能效分别平均高13．1％、15．1％；参数完全相同的风机能效差异最高达12．7％；胶带驱动的风机转速减少16．1％时通风量平均降低38．7％；温室内静压超过30Pa时风机能耗显著增加。

基于翼型加速流道的多叶离心风机设计方法

在叶轮结构参数优化方法和翼型叶片的研究基础上,本文针对多叶离心风机效率普遍较低的现状提出了一种基于翼型加速流道的多叶离心风机设计方法。该方法通过深入分析翼型结构及叶片出口角参数对加速流道的流动影响,建立了翼型加速流道的风机叶轮设计方法,在此基础上采用考虑粘性的蜗壳设计,形成了多叶离心风机的整体设计流程。将该设计方法应用于某款多叶离心风机设计实例,通过数值模拟结果表明:效率得到了明显的提升,为多叶离心风机的优化设计提供了新的思路和方法。

移动式风机组合对建筑火灾排烟效果影响的研究

为探明不同正压式移动风机组合(并联、串联、上下和V型)对建筑火灾排烟效果的影响,采用试验测量与基于大涡模拟火灾动力学仿真相结合的方式,研究不同风机组合的火场排烟场景、排烟效率及注意事项。结果表明,4种风机组合均满足空气锥气流覆盖进风口、增加室内压力的需求。当风机组合摆放成V型时,建筑物内的气流组织效果优于其他组合。上下型、并联风机组合排烟时,两台风机射流中心点距离过于接近会造成部分空气锥形成的气流相互叠加,从而增加空气锥内部涡旋的形成,能耗增加。风机串联时,前台风机的电机阻碍后面气流运动,导致流速降低。论证了风机组合在实践中的应用,从而验证其战术的可行性,为火场排烟提供理论依据。

桨扇发动机推进效率分析方法研究

评估涡扇、涡桨、桨扇发动机的推进效率对中高飞行马赫数下桨扇发动机具有重要意义。基于分开排气涡扇发动机模式,采用能量—动量方法推导、建立推进效率分析的数学模型,形成涡桨、涡扇及桨扇发动机统一的推进效率分析方法;选取不同外涵风扇压比、等效涵道比及不同飞行马赫数开展计算。结果表明:在中低飞行马赫数下涡桨发动机推进效率较高,在中高飞行马赫数下桨扇发动机推进效率较高,在高亚声速飞行马赫数下涡扇发动机推进效率较高,印证了现有的涡桨、桨扇及涡扇发动机优势推进效率的飞行马赫数区间分布规律,为涡扇、涡桨、桨扇发动机推进效率研究分析提供了方法。

后置导叶对轴流风机性能的影响

为提高传统轴流风机气动性能,扩大其有效工作区间,以某轴流风机为研究对象,采用数值模拟与试验相结合方式,通过单因素分析和响应面分析方法,研究导叶圆弧半径、圆弧角度、切角对风机性能和流场的影响。结果表明:导叶圆弧半径、圆弧角度、切角的较优区间分别为1500~2300 mm、35°~45°、0°~14°;在最大体积流量下,随着圆弧半径和圆弧角度的增大以及切角的减小,全压和全压效率逐渐增大;在体积流量为70 m^(3)/s和50 m^(3)/s下,随着圆弧半径和圆弧角度的减小以及切角的增大,全压和全压效率逐渐增大;通过响应面分析,当圆弧半径为1940 mm、圆弧角度为35°、切角为14°时,风机性能取得最优。经数值模拟验证,相比原型风机,优化后风机全压提高5.3%左右,全压效率提高4.8%左右。

基于反向漏风的地铁区间隧道并联通风机运行调节优化

为明确隧道运营期间并联通风机的调节依据,依托青岛地铁八号线大洋站至青岛北站区间隧道,搭建隧道通风系统模型。通过并联试验,测定了通风机变频频率、电功消耗值及相应风量,并以功率差值占比、通风效率为依据,探究并联通风机的反向漏风规律和最佳频率匹配范围。结果表明:由于管网结构的影响,并联通风机反向漏风存在抑制临界点;为避免反向漏风,并联通风机变频调速处于额定转速的30%~50%、>50%~70%、>70%~90%时,其功率差值占比不宜大于1.6%、6.1%、17.6%;并联通风机同型号同频率运行时,通风效率不一定最优,要使并联通风机增效减耗运行,风机变频调速宜处于额定转速的70%~90%且功率差值占比≤6%。频率匹配范围的确定可为隧道运营期间并联通风机的变频调节提供参考。

含参Ky Fan不等式与对偶问题解映射的Lipschitz连续性

在赋范线性空间中研究了含参Ky Fan不等式与对偶问题.在给出含参Ky Fan不等式与对偶问题有效解概念的基础上,借助伪单调和强凸(凹)映射的基本假设,分别讨论了含参Ky Fan不等式有效解映射与对偶问题有效解映射的Lipschitz连续性.结果表明,含参Ky Fan不等式问题有效解映射与对偶问题有效解映射的Lipschitz连续性具有一致性.

农业机械智能化数控加工系统轨迹规划技术的研究

针对现代农业机械对复杂零件加工的高要求,该文提出了一种基于智能控制的数控轨迹规划方法,并结合扇轮的加工实例进行验证。通过对扇轮的几何特征进行分析,设计了适应其加工需求的轨迹规划算法,确保在加工过程中既能提高生产效率,又能保证零件的加工质量。结果表明,所提出的轨迹规划技术能够显著优化数控加工过程,减少加工时间,提高成品的精度和表面质量,为农业机械零部件的智能化加工提供了有效的解决方案。

基于变频技术的矿井通风机的转速控制

为降低通风机能耗,矿井的通风调节手段存在调节精读相对较低,响应速度慢,存在效率低、能耗高的问题。在永胜煤业现有通风系统中引入变频调速可以实现对风量的自动化精确调节,有效解决原有方法的缺点。建立永胜煤业通风机变频调速的矢量控制模型,然后通过Simulink对控制模型进行仿真模拟。仿真结果表明该模型中对通风机进行变频调速可以有效提升风量调节范围和调节速度。原通风系统的整改后,每台500 kW的通风机改装后每年大约可以节省154.35万元电费。

掘锚工作面高效湿式除尘器结构优化设计

针对掘锚工作面使用原掘锚机自带液动除尘器降尘效果差的问题,从掘锚工作面实际供风与除尘器风量关系、有无控风等方面分析了降尘效果不理想的原因,重新设计了一种高效湿式除尘器。通过增大除尘风机风量、优化设计除尘器的内部结构和外形尺寸、结合现场控风、喷雾等综合措施以达到改善作业现场环境的目的。现场测试结果表明,改进后的湿式除尘器总粉尘和呼吸性粉尘降尘效率分别为96.55%和91.01%,满足现场使用要求。

基于双目机器视觉系统的电风扇能效全自动位置调整系统的探索

现有的电风扇风量与能效测试系统在电风扇位置调整时,需要操作人员手动调整,工作繁琐费时,人为误差大,并且准确性也不高,这就直接影响到了测试运转效率和测试精度。本文旨在探索出一套基于机器视觉的全自动智能电风扇位置调整系统,满足电风扇风量测试的需求。该系统能自动运行,速度快捷,调整精度高,无需人工参与,没有人为误差,可以有效提高整个风量测试一致性、重复性及准确性。

灶蒸烤一体机散热风机对燃烧器性能的影响研究

实践表明:开启散热风机会明显降低燃烧器热效率,并增加烟气CO浓度。因此,本文采用实验方法研究了灶蒸烤一体机散热风机的排风口形状、面积以及导流板角度对燃烧器性能的影响。研究采用三种不同的形状的排风口(矩形、弧形和梯形)在不同的排放口面积和不同的导流板角度条件了,研究了燃烧器的热效率与这些因素的变化关系。实验发现,相比于梯形排风口和弧形排风口,矩形排风口卷吸锅底高温烟气能力会较弱,导致燃烧器的效率最高,达到67.3%。排风口面积对于采用弧形排风口的燃烧器热效率有显著影响,适当减少排风口面积,可减少锅底高温烟气的卷吸量,导致高温烟气外泄量减少,从而提高热效率。在排风口采用导流倾角为15°~45°时,可减小锅底高温烟气的卷吸,提高燃烧器热效率。

风机发电场中的电气智能化监控与管理技术研究

通过采用现代化的智能监控系统和管理技术,可以提高风机发电场的运行效率和可靠性。通过实时采集和处理各种传感器数据,可以对风机设备进行监测和预测故障,缩短设备的维修和停机时间。智能化管理技术可以远程监控和管理风机发电场,实时掌握发电场的运行情况,优化运行参数,提高发电效率。通过电气智能化监控与管理技术的应用,可以有效提升风机发电场的能效,推动风机发电场的可持续发展,实现对风机电气系统的实时监控和远程管理,提高风机的运行效率和可靠性,降低维修成本。

风浪夹角对浮式风机水动力及发电效率的影响

【目的】研究不共线风浪对于浮式风机基础水动力性能的影响。【方法】利用OrcaFlex软件搭建10 MW风力机、半潜式浮式风机基础和系泊系统的全耦合模型,针对不同风浪夹角下的浮式风机进行数值模拟。【结果与结论】风向角变化对浮式风机基础运动影响较大,浪流角度的变化对风力机运动影响较小。风向角由0°变化到30°、60°、90°,风机发电效率分别降低11.61%、58.27%、81.69%;浪流角由0°变化到30°、60°、90°,风机发电效率分别降低0.23%、0.69%、0.91%,表明风向角变化会导致浮式风机发电效率明显减弱。

考虑叶轮与蜗壳间隙的风机多因素正交优化设计

为了探究叶轮与蜗壳的上盖板间隙、下盖板间隙改变对风机性能的影响,分析风机性能改善的内部流场机理,获得静压效率更高的风机,将正交试验设计方法、CFD技术和试验验证等相结合,发展了一种基于正交试验设计方法和CFD技术的离心风机优化方法,并将该方法应用于某工业离心风机的优化设计;将叶轮与蜗壳的上盖板间隙、下盖板间隙和叶片前安装角作为3个独立因素,以静压效率为优化目标,基于该优化方法,对原风机进行多因素多水平的正交试验优化设计。结果表明,优化后风机的静压效率为77.29%,对比原风机静压效率提高了2.54%;叶轮与蜗壳上间隙对风机静压效率影响较大,优化后风机的湍流强度明显降低,二次流损失减小,风机气动性提高。

扇形齿PDC钻头破岩机理及工作性能仿真分析

为探究扇形齿破岩机理,开展了扇形齿切削破岩试验和仿真,利用数字化仿真分析了扇形齿PDC钻头工作性能。分析结果表明:随着前倾角的增大,扇形齿切削力及破碎比功先减小后增大,前倾角15°为扇形齿较优工作角度;扇形齿切削力随切削深度增大而增大,而破碎比功对切削深度变化敏感性不高,1.5~2.0 mm为扇形齿较优切削深度;岩石强度对扇形齿切削载荷和切削效率的影响较大,较常规切削齿,扇形齿具有较小的切削载荷,更强的侵入能力,同时能够保证一定的切削效率;扇形齿PDC钻头工作稳定性好、磨损均衡性适中、侵入能力较强,能够有效增强目标地层钻头稳定性、减轻钻头异常振动、提高钻进效率。仿真研究揭示了一定的扇形齿切削规律,为PDC钻头布齿结构优化提供了参考。

高效率宽调谐扇形MgO:PPLN中红外光参量振荡器

3~5μm的中红外激光位于大气窗口,在环境监测、军事、医疗、遥感等诸多领域有着重要的应用。利用纳秒量级的1064 nm调Q激光器泵浦扇形掺氧化镁周期极化铌酸锂(MgO:PPLN),设计了一种高效率、宽调谐纳秒中红外激光输出光学参量振荡器(Optical parametric oscillator,OPO)。通过降低泵浦光的重频,有效地减小了OPO的振荡阈值,在10 kHz的泵浦重频下,OPO阈值为0.4 W。在泵浦功率为4.68 W,晶体极化周期为30.47μm的条件下,获得了0.833 W的3.4μm中红外激光输出,对应的光光转换效率为17.8%。实验研究了不同极化周期下的输出波长,实验结果与理论模拟值较为吻合。通过横向移动MgO:PPLN晶体改变其极化周期,在31.05~28.8μm的调节范围内获得了1440.7~1607.0 nm的信号光及3171.1~4088.1 nm的闲频光输出,其中信号光的脉宽约为8.1 ns。

夏季户外作业人群的主动式降温服的研究进展

为应对夏季热浪天气对户外工作者的热应激影响,介绍了4种主动式降温服(气冷式降温服、液冷式降温服、相变材料式降温服及微型风扇式降温服)的构成、降温原理、应用场景以及各自降温参数的影响机制。综合对比4种降温服发现,气冷式降温服通过传导、对流和蒸发3种方式增大人体散热量;液冷式降温服和相变材料式降温服通过传导方式增大人体散热量,但低透气材料会阻碍皮肤汗液蒸发,易使人产生湿黏感;微型风扇式降温服通过鼓风作用增大人体散热量,但在高湿环境或极热环境下其降温效果不明显;气冷式降温服和液冷式降温服较重,主要应用于航空航天领域,而相变材料式降温服和微型风扇降温服较轻便,适于户外工作者大范围活动作业。针对4种降温服的不足之处,提出两点展望:开发多种降温策略组合配置的主动式降温服,建立多种降温策略组合配置的主动式降温服的智能调控参数模型。