基于Isight的二元进气道压缩楔射流控制参数优化

二元进气道常用于宽速域吸气式飞行器。宽速域飞行器的飞行速域较大,进气道要兼顾高低速条件下的飞行要求,这存在一定的困难。利用射流进行前体激波控制,在一定程度上可以改善流场,并提升进气道性能,但现有的射流激励方案仅是将激波推至唇口,不一定使得进气道达到最优性能或造成射流流量过多损失,因此射流控制参数的优化是一个重要问题。基于Isight软件搭建优化流程,采用Hooke-Jeeves优化方法,以射流角度、射流宽度以及射流位置作为优化变量,流量系数作为约束条件,总压恢复系数最大作为目标函数进行优化,探究了来流Mach数为6时不同射流参数对进气道性能的影响。结果表明,Hooke-Jeeves优化方法可以应用于进气道前体射流控制参数优化问题,优化后的进气道能够满足流量系数的要求,射流角度优化后的总压恢复系数相对于无射流方案提升18%,综合优化后的总压恢复系数相对于仅优化射流角度提升2.82%。

高转速高增压比压气机导叶控制装置设计与研究

为充分考核压气机性能、寻求最佳导叶角度控制规律,满足高转速高增压比压气机性能试验所需,亟需压气机导叶角度实时可调导叶控制装置。针对压气机台架试验环境和试验场景,提出了双通道数字式电子控制导叶控制装置架构,开展了部件选型和设计,对装置的重要组成部件——电子控制器的硬件电路进行了设计和仿真。该装置经过安装调零、最优PID参数选取及系统联调,配合高转速高增压比压气机开展多轮性能摸底试验。台架试验结果表明,所设计的导叶控制装置控制稳定,性能良好,能安全可靠地按需实时调节压气机导叶角度,满足压气机性能试验所需。

地下式污水处理厂竖向设计要点及工程案例

随着城市发展,污水处理厂建设造成周边土地贬值问题愈发突出,地下式污水处理厂的出现很好地解决了用地邻避效应,有效提升周边土地价值。然而,水淹问题一直是地下式污水处理厂的最大风险点,做好竖向设计是解决水淹的关键途径。地下式污水处理厂的竖向设计包含箱体高度确定、厂区竖向设计和进出水管线、箱体管线及排水设计,目前已经有相应的国家和行业标准对其进行相关规定。文中结合四川省两座正在实施的地下式污水厂的竖向设计,通过对比分析其在箱体及厂区竖向设计、进水控流井设计和箱体管线及排水设计共3个方面的设计思路和采取的设计方案,对地下式污水处理厂的竖向设计要点进行针对性地论述,为地下式污水处理厂的竖向设计提供工程案例借鉴。

液氮冷冻暂堵设备工艺改进及应用

液氮冷冻暂堵技术是一种极具优势的井口带压处置技术。为了提高井控抢险中的井口处置效率,文章总结了影响液氮冷冻暂堵设备冷冻效率的工艺因素,并基于设备工艺特点,采用ANSYS-Fluent流体仿真软件对进气端数量、进气端孔径、冷冻盒直径3个最具优化潜力的工艺参数进行了数值模拟分析,通过分析发现,适当增加进气端数量可以有效提高冷冻效率;增大进气端孔径对提高冷冻效率有一定的增益;缩小冷冻盒直径主要提高的是局部冷冻效率,对管柱整体冷冻效率的提高影响不大。依据所得结论设计加工的制冷剂注入管,将设备的冷冻效率提高了约40%。

局部凸起在V形钝前缘模型中的降热特性研究

三维内转式进气道的唇口结构通常存在复杂的激波干扰及严酷的气动热载荷,严重威胁高超声速飞行器的性能与安全.在6.0马赫的高超声速流动中,以V形钝前缘模型为研究对象,设计了局部凸起的被动流动控制降热方案.采用数值模拟手段,首先研究了局部凸起方案的降热能力以及降热原理,然后初步优化了局部凸起的位置、高度以及宽度等关键设计参数,最后分析了优化后的局部凸起方案的攻角、侧滑角及马赫数的适用性.研究结果表明:上游凸起边缘形成的斜激波与主马赫反射结构形成的透射激波发生干扰,能够减弱其冲击壁面的强度,实现降热的目的;驻点凸起通过改变超声速射流的对撞角度,能够降低其对撞的强度,实现降热的目的.原始方案的降热能力约为37.75%,在对局部凸起的关键设计参数进行初步优化后,优化方案的降热能力将提升至44.60%.设计工况下的优化方案具有良好的攻角适用性,而高度可变的优化方案可以较好地适用于有侧滑角及高马赫数的流动.在研究范围内,高度可变的优化局部凸起方案的降热能力均高于20%.

“Λ”型凸台对低隔道亚声速S弯进气道的流场控制研究

针对某无人机进气系统低隔道亚声速S弯进气道出口流场畸变较大的问题,研究一种利用隔道内置“Λ”型凸台生成反向涡抑制出口畸变的流场控制手段。通过数值仿真分析“Λ”型凸台结构对抑制流场畸变的作用机制,给出不同来流条件下凸台结构参数对进气道出口总压恢复系数和流场畸变的影响规律。研究表明:畸变控制效果与凸台几何尺寸密切相关,合理设计的凸台对出口畸变抑制效果明显。

不同工况对压风机性能影响的试验研究

为有效降低压风机的能耗,提高其应用价值,采用控制变量法,研究不同入口空气参数,即入口温度、相对湿度及排气压力对压风机比能量和全效率的影响。结果表明:当相对湿度不变时,随温度的增高,比能量增大,而全效率降低;当温度不变时,随相对湿度的增大,比能量增大,而全效率降低;当排气压力增大时,比能量增大,而全效率降低,且性能斜率增大的趋势与压力呈正比关系。

基于智能化控制的循环水前池液位稳定优化研究

通过分析循环水前池液位变化对发电机组运行的影响,设计了智能化控制系统,将液位传感器采集的数据作为测量信号,通过智能化算法输出控制信号用于调节变频器,从而实现对循环水补给水泵的智能化控制。实测结果表明,该方法可以显著减小液位波动范围,有效解决大量循环水池溢流问题,提高发电机组冷却效果,可以在保障机组安全运行的基础上提升生产效率并降低能耗,有助于实现机组的降本增效。

三里坪电站进水蝶阀控制系统技术改造

三里坪电站原进水蝶阀控制系统由于设计、制造不合理,导致进水蝶阀操作拒动、锁锭投退异常、故障排查难度大等,给安全生产带来极大的隐患。通过采用最新控制系统、增设各类故障信号、优化系统闭锁条件、改进电气及液压控制回路等对进水蝶阀控制系统进行技术改造,大大提高了整体安全运行的可靠性。

典型问题排污口溯源方法及存在问题浅析

针对问题排污口排放时间隐秘、上游排口及管道复杂、排放规律较难掌握等问题,总结了一套行之有效的溯源路线,并综合运用智慧监控、水质检测、管道探测、管道潜望镜检测和管道闭路电视检测等手段,全面深入地开展问题排污口的监测与治理工作,对于加强和规范排污口的监督管理,深入打好碧水保卫战具有重要作用。

主动流动控制下载荷分离对进气道流场的影响研究

该文针对由于工程约束载荷舱布置在进气道前方的内外流耦合载荷投放分离问题,运用计算空气动力学耦合六自由度模型和动态嵌套网格技术模拟载荷投放分离过程,并使用主动流动控制方法改善流场,分析评估有无主动流动控制时内外流耦合一体的载荷投放分离运动特性及对内流进气道流场的影响。结果表明,主动流动控制可将进气道畸变指数DC(60)由0.5612降至0.4658,主动流动控制对改善进气道流场品质有较大收益。

离心压缩机喘振实测方法与分析

对离心压缩机喘振机理及喘振对机组的影响进行了研究,给出压缩机喘振实测的必要性和可行性。根据某空气压缩机发生喘振时,在不同入口导叶角度下测得入口流量、出口压力,从而得出该入口导叶角度条件下的最小流量,从而得到导叶不同角度条件下的喘振线。比较实际喘振线与主机厂家给出的预期喘振线,实际喘振出口压力比预期喘振压力高16%~19%,从而得出该压缩机喘振实测很有必要。准确的压缩机喘振线为压缩机安全、节能创造了条件,并对此类压缩机的安全、高效和更加节能的控制给出指导。

簸箕形进水流道主要控制参数对水力性能的影响

为了探究黄河下游邢家渡引黄闸前泵站簸箕形进水流道主要控制参数对水力性能的影响,运用三维不可压缩流体的N-S方程、RNG k-ε模型和SIMPLEC算法,就流道进口高度、流道长度、吸水室高度、喇叭管进口直径和流道底面倾角5种控制参数,对流道水力性能的影响进行三维湍流数值模拟,分析了不同控制参数下的流道出口流速分布均匀度、速度加权平均角度和流道水力损失与流量的关系.结果表明,吸水室高度和喇叭管进口直径对流速分布均匀度影响较大,其他控制参数影响甚微;不同控制参数下的取值对流道水力损失影响较大,且随流量增大而逐渐增大;提出了流道水流流态良好、水力损失小的流道进口高度、流道长度、吸水室高度和喇叭管进口直径分别为1.51,3.50,0.80和1.50倍的叶轮直径,以及流道底面倾角为0°的较优水力性能控制参数.研究结果可为类似工程设计提供参考.

宽速域高超声速飞机进气道不起动一体化保护控制

针对宽速域高超声速飞机机动飞行任务过程中容易出现进气道不起动问题,研究开展了基于最佳进气道优化的飞行/推进一体化保护控制方法研究。该方法可依据飞行状态对进气道流场最优攻角进行实时优化,并基于极点配置策略完成攻角与燃烧室扩张比联合调节,实现飞行/推进一体化进气道保护控制。仿真结果表明,一体化保护控制方法与传统进气道不起动保护控制方法相比,在相同设计前提下可提升进气道不起动稳定裕度,降低进气道不起动风险,避免进气道不起动对宽速域高超声速飞机飞行任务造成的不利影响。

吊舱贴附型漏斗进气口环控系统设计

文中详细介绍了采用贴附型漏斗进气口作为引气道的环控系统设计。通过数值计算和仿真,分析了环控系统在全飞行包线范围内的制冷性能,并进行了试验验证,取得了以下主要结论:环控系统在全飞行包线的制冷能力呈单峰特性,在高度为3∼7 km、马赫数为0.75∼0.9时,其制冷能力达到峰值;在相同飞行高度条件下,随着马赫数的增加,环控系统的制冷量先增加后减小;在相同飞行速度条件下,随着高度的增加,环控系统的制冷量先增加后减小;在低空低速、高空低速等飞行工况下,因冲压空气进气压力低、空气质量流量小,环控系统的制冷量较小,对电子吊舱长时间全功率工作时间有限制。文中阐述的设计思路及计算方法,对类似进气口环控系统设计具有较高的参考价值。

燃料电池空气进气流量建模与仿真分析

质子交换膜燃料电池负载电流变化时,其进气流量不当会导致发生氧饥饿,降低电池的输出效率。为此,搭建了空气供给系统模型,采用传统PI控制、模糊控制和模糊PI控制策略分别对空气进气流量进行控制,将阴极实际进气流量与理想进气流量的差值作为控制器输入,通过控制空压机的电压来控制空压机转速,进而控制空气进气流量,实现闭环控制。以过氧比随阶跃电流的变化曲线作为观测对象,对3种控制策略进行仿真分析。仿真结果表明:3种控制策略均可将原来的控制时间由1.5 s缩短为0.5 s,其中,模糊控制的超调量最小;模糊PI控制后空压机消耗能量降低最为明显,比前馈调节降低了1.02%。

进气道/发动机一体化多变量控制方法研究

针对亚声速情况下飞机机动飞行过程中大攻角状态下进气道和发动机之间流量难以匹配而导致推进系统推力损失较大的问题,提出了一种进气道/发动机一体化多变量控制方法。基于进气道/发动机一体化模型推导出了带有辅助进气门的进气道/发动机共同工作方程,并分析了共同工作原理,选用进气道和发动机的共同工作点位置作为进气道反馈量,增广到状态量中以保证进气道和发动机流量匹配。为了抑制攻角等因素引起的推力瞬间损失,在控制回路中加入了进气道限制保护环节修正控制指令,基于H_(2)/H_(∞)算法设计了进气道/发动机多变量控制器。在发动机非线性部件级模型上开展了全数字仿真验证,仿真结果表明,与常规的进气道开环控制结构相比,所提出的进气道/发动机一体化多变量控制具有良好的动态性能,并且在攻角变化情况下推力损失更小。

进气道可变高超声速飞行器自适应一体化控制

使用冲压发动机的高超声速飞行器多采用乘波体构型,由于飞行包线大、飞行环境变化显著,故采用变几何进气道设计以提高不同飞行条件下的综合推进性能,这使得飞行器动力学特性变化更加复杂,飞行和推进耦合效应更加显著。在此背景下,开展变进气道高超声速飞行器动力学建模研究,分析进气道构型变化情况下的动力学特性。提出了动力学参数依赖的自适应一体化控制方法,实现飞行/推进耦合反馈控制。在飞行环境和进气道构型改变导致动力学特性变化情况下,通过实时调整控制器参数,提升指令跟踪控制品质。

交流介质阻挡放电等离子体主动控制S形进气道流动分离的实验研究

S形进气道内的流动分离和二次流造成进气道出口压力损失和气流畸变较为严重,严重影响发动机的工作性能。为改善其流场特性,采用交流介质阻挡放电(Alternating current dielectric barrier discharge,AC-DBD)等离子体激励器主动控制进气道内的流场。在来流风速为10m/s,雷诺数ReD为1.35×10^(5)的工况下,探究了控制位置、布局形式对控制效果的作用规律,从流向和出口截面流场及压力分布出发,探究了主动控制的机理。结果表明,AC-DBD等离子体激励器能够提高壁面静压恢复系数,抑制流动分离并改善出口压力畸变。激励器控制位置在分离点附近最佳,且以诱导气流与来流平行的布局形式最优。在本实验范围内,出口静压系数提高了8.94%,出口稳态畸变指数降低了4.58%。其控制机理是DBD等离子体产生的诱导气流直接加速边界层运动,提高边界层抵抗逆压梯度的能力,从而抑制流动分离。同时,抑制二次流运动,降低压力畸变。

城市防洪排涝泵站设计探析

以湘潭市具体工程为实例,对城市防洪排涝泵站的设计特点进行探析,制订了工程总体布置方案,对泵室、低排涵闸、泵型选择进水池等设计要点展开详细的研究,使城市防洪排涝泵站设计最大化地发挥防洪排涝的功能,保障防洪排涝系统的完善性。