多分水口长距离输水工程停泵水锤防护措施

为了能够有效避免多泵且多分水口输水系统在无防护抽水断电时可能出现较为严重的负水锤带来的危害,建立了全长106.46 km的大型供水工程的数学模型进行系统过渡过程计算,选择空气阀与两阶段液控蝶阀联合防护与单向塔防护2种方案消除其负水锤,在前者远不达理想防护效果后针对后者进行优化.结合工程实际在确定了单向塔的数量、位置以及塔高后,对不同位置单向塔的底面积进行多种方案的对比选取,最终选用塔1#的底面积为28.26 m^(2),塔2#的底面积为176.63 m^(2);为了防止单向塔漏空需要分水口以及供水终端调流阀配合关闭,在确保管道最大压力不超出其承压能力的前提下,创新性地对各分水口调流阀与供水终端调流阀的关闭时间规律进行了效果比较,使输水系统能够更加经济安全地稳定运行,为此类长距离多分水口多泵供水工程的水锤防护提供了优化方向.

热风加热沥青路面冲击射流共轭传热特性

为提高热风加热沥青路面的就地再生加热效果,基于热风冲击射流对流换热和沥青路面内部导热的共轭传热过程,建立了热风加热沥青路面的冲击射流共轭传热理论模型,选取有限容积法得到了共轭传热模型的通用离散方程,采用压力-速度耦合半隐式算法(semi-implicit method for pressure linked equations,SIMPLE)获得了整个求解域内温度场分布,选取平均热流密度和平均换热系数反映沥青路面加热效果,通过正交试验研究了热风出口速度和热风出口温度对路面加热效果的影响程度。仿真和试验结果表明:理论计算与实验温度场分布趋势吻合度高,两者平均误差为8.4%;平均热流密度和平均换热系数在加热初期均从最大值急剧下降,而后下降幅度逐渐减小趋于平衡,两者的仿真计算与实验结果趋势相同,平均误差分别为6.4%和7.8%;热风出口速度和热风出口温度对平均热流密度均有显著影响,热风出口速度对平均换热系数有显著影响,热风出口温度对平均换热系数的影响相较于平均热流密度指标表现为不显著。研究结果为后续沥青路面就地热再生热风加热温度控制和加热器设计提供了理论依据。

鹅颈式远射程苗圃风送喷雾机设计与试验

苗圃种植呈现“密植、连片”的特点,传统风送式喷雾机难以兼顾“气流射程远、雾滴沉积均匀”的双重要求,导致药液附着率低、雾滴飘移等问题。针对上述问题,该研究基于CFD仿真与自由淹没射流理论设计“鹅颈式三出风口”分流结构并通过计算获得其关键参数,研制出鹅颈式远射程苗圃风送喷雾机,并开展了气雾流场分布规律测试与田间试验。试验结果表明,风机转速大于等于2 200 r/min时,3个出风口的气流速度满足射程20.0 m的喷施要求,轴向上气流能量衰减速度缓慢且均匀;风机转速为2 400 r/min,喷雾机行驶速度为1.0 m/s时,雾滴沉积量随喷施距离增大呈现少-多-少的趋势,雾滴沉积量较为均匀,变异系数为28.87%;田间试验冠层上部叶片正反面雾滴覆盖率分别为51.93%、24.38%,下部分别为42.99%、19.26%;冠层上部叶片正反面平均雾滴沉积量分别为13.34和2.82μL/cm^(2),下部分别为5.44和2.63μL/cm^(2),满足植保喷雾作业需求。研究结果可为苗圃风送式远射程施药装备研发提供新思路。

干式车载牵引变压器绕组区域动态温度计算模型

干式车载牵引变压器质量轻、安全系数高,但其内部热场随运行环境及负荷状态频繁波动。为实现干式车载牵引变压器绕组动态温度的快速计算,基于热电类比原理搭建分布式动态热网络拓扑结构,并借助CFD模型开展仿真试验,探究运行参数和风道尺寸对散热性能的影响,提出风道出口温度计算方法;基于干式车载牵引变压器绕组温升试验平台,验证动态温度计算模型的有效性。结果表明:针对不同结构参数和时变运行场景,所建绕组动态温度计算模型均能准确获取绕组区域温度分布及动态变化情况,相比CFD数值仿真节省99%以上的时间成本,有助于干式车载牵引变压器热容量的合理规划和设计效率的进一步提高。

3级旋流器各级气量变化对燃烧性能的影响

为了探究中心分级燃烧室各级旋流器叶片数量与相应旋流气量变化对燃烧室性能的影响,基于高推重比和高温升的技术需求,对设计模型进行了除旋流器外分块结构化网格划分,并在ICEM软件中实现混合网格周期性边界条件设置,进行3维数值模拟。结果表明:确定最优方案的3级旋流器叶片数量分别为8、10和15。中心分级燃烧室每级旋流器流通气量随其相应旋流器叶片数量改变呈负相关变化关系;设计油气比为0.045时,中心分级燃烧室最优方案即基准型方案的温升可达1300 K,出口温度分布系数OTDF达到0.13,在性能所要求的0.10~0.15之间,出口径向温度分布系数RTDF达到0.081,在性能所要求的0.08~0.12之间;中心分级燃烧室出口截面OTDF值随火焰筒头部每级旋流器的叶片数量或旋流气量的变化关系是“V”形,RTDF值随头部每级旋流器的叶片数量或旋流气量的变化关系是类“V”形。

摩托车散热器护罩结构对其进风量的影响分析

为保护散热器不被泥土污染,需在散热器进风端添加散热器护罩。散热器护罩添加后对散热器进风量有明显的影响。为获取较优的散热器护罩结构设计,采用CFD分析方法搭建摩托车整车外流场计算域模型,结合不同散热器护罩结构方案,分析散热器护罩结构对其进风量的影响,选取合适的散热器护罩方案开展整车实验验证。结果表明:散热器护罩上导流板角度130°且散热器护罩与芯体间的间隙为1 mm时,散热器进风量为281.7 g/s,与无护罩状态的进风量相当。护罩与芯体间存在间隙可提升散热器进风量,建议间隙控制在1~2.5 mm;散热器护罩网孔倾斜和导流板开孔不利于风量提升。经对比测试,怠速工况、最高车速工况及最大扭矩工况下,散热器添加护罩后的发动机出水温度与无护罩状态的发动机出水温度基本一致。适当减小风扇罩挡风面积可进一步提升散热器进风量,散热器添加护罩后,人体大腿两侧不会出现明显热风。研究结果可为摩托车散热器护罩结构设计及优化提供理论参考。

高寒地区特长隧道隔板与风管联合式通风模拟研究

为研究隔板通风在高寒地区特长隧道中的通风效果,以甘青隧道工程为依托,采用数值模拟与理论计算分析方法,将风仓长度、风机位置和中隔板长度作为变量,研究不同风仓参数对通风效率的影响;基于最优风仓参数,进一步通过模拟计算得到风管出口最佳位置。结果表明:在保证掌子面正常供风的前提下,当风仓长度为30 m、风机位于风仓中间位置、中隔板长度为6 m时,风仓内流场分布较稳定,受涡流影响较小,通风效果最佳。对比掌子面和风管出口不同距离时的速度云图以及风速变化曲线得出,当风管出口与掌子面距离过近时,射流不能充分发展,与掌子面距离过远时,由于射流风与隧道内空气不断发生动能传递作用,射流风动能损失过大,射流无法触及掌子面,因此最优风管出口位置布设距离为25 m。研究结论可为类似工程提供参考。

空调出风口支架复合抽芯机构注塑模具设计

针对壁挂式空调出风口支架及类似塑件结构的注塑模具,设计了简易二次抽芯和斜顶加弹针的复合抽芯机构。通过对塑件结构形状的分析,发现该塑件沿长度方向分布的5条导风板转轴安装固定用加强筋(带开口槽)的脱模方向与塑件宽度方向的滑块运动方向垂直相交,而且加强筋相互间距很小,无足够空间设计传统复合抽芯机构实现脱模。为解决此问题,在塑件宽度方向受脱模空间限制的一级滑块内设计了5组由弹簧驱动的斜弹块抽芯机构,这5组机构借助一级滑块的开合模动作来实现与一级滑块运动方向垂直且相交方向上倒扣的脱模,塑件长度方向非对称分布加强筋上的倒扣脱模由斜顶加延时弹针组成的内部抽芯机构实现,这既满足了局部倒扣的脱模需求又确保了塑件在不粘斜顶的前提下顺利被顶出模具。该模具设计方案简化了传统二次抽芯机构(由液压缸及斜导柱分步驱动)的结构,解决了因结构复杂导致的模具加工周期长、模具尺寸及注塑机吨位变大、注塑成本上升等问题。经长期生产验证,模具成型的塑件合格、注塑过程稳定可靠,可为类似注塑产品及模具结构的开发提供参考。

内混式空气雾化喷嘴出口尺寸对雾化特性的影响

为了优化喷雾效果,分析内混式空气雾化喷嘴出口尺寸对其雾化特性的影响,基于自行设计的空气雾化喷嘴喷雾特性实验平台,使用粒子图像速度场仪、激光粒度仪对不同出口尺寸的空气雾化喷嘴雾化特性参数进行测定,分析其变化规律。实验结果表明:仅改变喷嘴出口尺寸时,随着出口尺寸的增加,空气雾化喷嘴气流量几乎保持线性增长趋势,而水流量呈现出对数增长的规律;其他条件固定时水流量与供水压力成正比,与供气压力成反比;气流量与供气压力成正比,与供水压力成反比;随着出口尺寸的增大,喷嘴有效射程不断增大,而雾化角逐渐变小;雾滴的索特平均直径(SMD)随开口尺寸的增加先增大后减小,空气雾化喷嘴出口尺寸为3.0 mm时SMD达到最大,出口尺寸为1.0 mm时雾化效果最好,此时雾滴粒径随时间变化标准差较小,液滴状态稳定;随着喷嘴开口的增大,雾滴速度先增大后减小,雾滴速度在轴线方向上逐渐减小。

染整热定形机出布冷却装置研究

阐述了染整热定形机出布冷却的重要性,介绍了定形机常规的冷却装置及其存在的不足,分析了改进后的冷却装置的研究现状,并提出了需要优化的问题,展望了定形机出布冷却研究方向。

地铁站台火灾工况下不同排烟方案的排烟效果数值模拟研究

为研究地下车站全封闭岛式站台火灾时的排烟效果,以成都市某地铁车站为研究对象,利用FDS(火灾数值模拟)软件内的LES(大涡模拟)对开启屏蔽门首尾滑动门、独立设置辅助排烟风管、轨顶风道侧排风口、复合式屏蔽门四种排烟工况下的站台火灾场景进行数值模拟。结果表明:针对地下车站全封闭岛式站台公共区火灾,采用复合式屏蔽门的排烟模式,可快速排除站台层烟气,有效的改善站台层发生火灾时的逃生环境,为人员疏散提供更多的时间。

塔体构型对钢结构间接空冷系统输运性能的影响研究

以2×350MW空冷机组为研究对象,采用数值模拟方法,详细探究了不同环境风速下,不同塔型空冷系统的流动换热特性;从系统整体至局部扇区两个层面上,揭示了不同塔型条件下空冷散热器水侧换热量和出口水温分布规律。研究结果表明,随环境风速增加,不同塔型间接空冷系统流动换热性能均下降;无风环境下,双曲线塔型冷却性能优于所有直锥塔型;各环境风速下,锥段比为0.2直锥塔型冷却性能低于其他塔型结构;环境风速4 m/s时,锥段比为0.5直锥塔型冷却性能优于其他塔型结构,且在环境风速8 m/s和12 m/s时,仍呈现较好的冷却性能。本研究可为钢结构间接空冷系统结构选型和设计提供理论支撑。

不同回风口布置对低温库内温度场分布影响的数值模拟研究

本文针对粮食低温库,利用Fluent软件对典型低温库回风口布置进行气流组织仿真模拟,分析了不同回风口位置下的室内温度场分布,发现合理的回风口位置能提高粮食降温效率,使粮食内部温度分布均匀。

高低温试验箱温度均匀性调节技术研究

温度均匀性是保证高低温试验箱实验结果有效性和可信性的重要指标。现有关于高低温试验箱出风口气流组织形式对温度均匀性影响的研究主要通过仿真模拟技术,并且都忽略了试验箱风道在宽度方向的不均对试验箱整体温度均匀性的影响。通过对设备温度均匀性、调节复杂度、能耗情况等进行比较,在内箱容积均为1000 L的高低温试验箱中,实验了3种不同的温度均匀性调节技术,即可调百叶、热气除霜、双边进蒸发器等。结果发现双边进蒸发器技术更加有益于设备风道内部换热,可有效排除因试验箱风道温度不均对实验结果的影响,并且在同一试验箱中分别实验了3种出风口形状(正方形、圆形、菱形)及不同风速下试验箱的温度均匀性。结果表明:风速对环境试验箱的影响很大,风速越高,试验箱温度均匀性越好。当风速相同时,在高温工况下,出风口形状对试验箱温度均匀性的影响很大,方形出风口温度均匀性最好;在常温及低温工况下,出风口形状对试验箱温度均匀性的影响很小。

燃料电池用高转速空压机叶轮的设计与参数优化

本文设计了一种燃料电池用高转速空压机,采用CFD方法对其气动性能进行仿真计算,得出空压机性能曲线,通过研究不同叶轮参数下空压机的性能变化,进而实现对叶轮的优化。首先是研究单一参数分别对空压机性能的影响,参数包括叶片数量、叶轮出口宽度和叶顶间隙,然后考虑多参数之间的相互作用,采用正交实验法分析了多参数下空压机的性能变化。

基于CFD的房车空调室内侧出风口优化

基于数值分析方法,完成房车空调室内侧风道数值计算,结果显示:仿真结果与实验结果吻合性良好,偏差6.7%,可满足工程需求。同时室内侧风机出口完成优化,实现同转速下风量提高4.6%,有利于通过降低空调风机转速进行降噪或者提高系统换热能力保证出口温度,两者均能提高房车内舒适度。

内电混合动力机车多出风口牵引风道流场优化研究

文章采用计算流体力学软件,对内电混合动力机车牵引风道内流场特性进行仿真分析。针对原设计方案牵引风道各出风口风量与需求风量的不匹配问题,提出了在风道内增加挡板的多目标优化算法,研究挡板安装位置和尺寸参数对出风口风量分配的影响规律;基于上述影响规律对挡板参数进行微调,设计了16组优化模型,研究各优化模型的出风口风量与需求风量的匹配性,从而寻找最优模型。结果表明,最优模型的出风口风量与需求风量的相对误差较原设计方案显著降低,各出风口风量基本接近需求风量。

汽车出风口布置要求及刚度分析

汽车出风口是内饰系统的重要功能件,其设计的优劣直接影响到该款车型能否得到市场认可。首先,文章重点介绍了汽车出风口在设计开发过程中的人机布置要求,包括前排出风口在仪表板上的布置位置、前排出风口上下吹风角度以及左右吹风角度、后排出风口布置位置和出风口手部操作空间;其次,通过这些布置要求可校核出风口的设计是否可满足人机要求,同时通过各种物理实验方法验证设计的稳健性;最后,利用常用的有限元分析软件HyperMesh和Abaqus计算出风口叶片的刚度,通过计算得出该出风口叶片在22 N的载荷作用下变形量为0.982 mm,满足公司的规范要求。

空调系统风平衡调试技术研究

针对基准风口法在空调系统分平衡调试工作中的局限性,以基准风口法为基础总结了一套实用的现场调试方法“风量调节法”,即从超设计风量的风口调起,依次调到风量最小的风口,如此循环反复,直至每个风口都达到设计值;有效地降低了风管系统阻力,提高了调试工作成功率。

基于线性拟合的出风口纵向操作力对感知品质影响的机理分析

目前对出风口的研究聚焦于结构优化设计、啸叫、气动噪音等,而对出风口操作力的研究较少,且仅限于操作力的定性分析,并未求解出定量的机理公式。目前汽车出风口操作力的机理尚不清楚,出风口生产完之后,根据实测的操作力,通过调节间隙来调节出风口的操作力以达到标准要求,其设计和生产过程不可控。文章通过对出风口的结构进行分析,确定操作力的机理公式和影响因素,并通过仿真和实验相结合的方式,通过线性拟合,确定机理公式中各项参数,提供了出风口操作力机理分析的一般方法。通过求解纵向操作力的机理公式,可根据所需的操作力计算出出风口的尺寸,以指导出风口的设计和制造。