多管阵列近等温压缩空气储能方法研究

针对压缩空气储能系统传热性能和压缩/膨胀效率低的问题,提出了一种多管阵列近等温压缩空气储能方法,设计了液体活塞结构与管式换热结构耦合的多管阵列压缩/膨胀机,液体活塞结构实现高压密封,管式换热结构增加换热面积以提高换热量,采用隔膜式结构实现气-液隔离避免空气的溶解,采用水箱储存压缩热并在空气膨胀时释放。建立了系统热力学模型和传热学模型,分析了多管束参数对空气压力、温度和压缩功的影响,使空气从0.8 MPa增压至5 MPa,采用1000根管、压缩时间60 s时,可实现空气压缩效率达到70%。为高压和高效的近等温压缩空气储能提供了一种新的方式。

15W@80K全气体轴承室温活塞脉管制冷机研发

为了满足超大规格线列、面阵红外探测器及红外光学系统对大冷量、长寿命、低振动、紧凑化、高效率及轻型低温制冷机的需求,开展了15 W@80 K全气体轴承室温活塞脉管制冷机研发,采用Sage热力学软件进行了仿真分析,设计了首款基于全气体轴承支撑和室温活塞功回收技术的斯特林脉管制冷机,成功完成了工程样机研制并进行了性能测试。测试结果表明,散热流体温度20℃,制冷温度为80 K,制冷机在交流输入功率为320 W时,制冷量达到22 W,制冷效率达到6.875%;输入电功为397.9 W时,制冷量达到26.16 W,制冷效率为6.56%,冷量质量比(制冷量/质量)为3.1W/kg。散热流体温度20℃,制冷温度为60 K,制冷机在交流输入功率为360 W时,制冷量达到14 W,制冷效率为3.91%;制冷机在交流输入功率为400 W时,制冷量达到15.46 W,制冷效率为3.86%。验证了室温活塞调相技术的先进性,样机性能参数满足项目技术指标要求。

修井用双活塞驱动式小油管内割刀设计及试验

为解决修井作业中小油管内割刀切割效率低和压力不稳定的问题,提出了双活塞驱动式小油管内割刀结构。对工具结构和工作原理进行了介绍,对双活塞和割刀刀具等关键结构进行了设计,并对割刀本体开展了力学仿真分析,研究其关键部位受力情况;通过地面试验验证了双活塞割刀的性能和应用效果。研究结果表明:螺纹根部最大应力为225 MPa,割刀安装位置最大应力为212 MPa,螺纹孔应力为206 MPa,活塞接触面最大应力为159 MPa,割刀本体整体应力分布较均匀;单活塞切割?73.00 mm油管时长为269 s,双活塞切割时长为181 s,切割时长缩短32%;双活塞割刀刀具磨损较轻,油管切割断口光滑平整。试验结果说明双活塞驱动式割刀切割效率和切割稳定性提升显著。研究结果可为修井现场油管切割作业提供理论和技术支撑。

自由活塞斯特林发电机管壳式冷却器参数分析与实验研究

为满足某大功率自由活塞斯特林发电机(FPSG)冷端散热需求,设计了由995根换热管构成的管壳式冷却器。构建了FPSG热-动力学耦合模型,基于根轨迹分析方法确定了使系统实现起振的冷却器结构参数范围,并探究了冷却温度及冷却器无益容积对系统运行频率、活塞相位角和PV功的影响;基于Sage平台构建了FPSG热力学仿真模型,优化了冷却器结构参数,对冷却器的换热性能进行了实验研究。研究结果表明:当冷却温度和冷却器无益容积增大时,运行频率逐渐减小,活塞相位角逐渐增大;PV功随冷却温度的升高而减小,随冷却器无益容积的增大而先增大后减小;冷却温度的最佳取值范围为275~305 K,冷却器无益容积的最优值为250 cm 3;换热管最佳长度与内径分别为80 mm与2 mm;冷却器的最大散热功率为21.11 kW。该研究结果可为自由活塞斯特林发电机管壳式冷却器的优化设计提供参考。

活塞式体积管在检定质量流量计中的应用

作为容积式的流量标准装置,活塞式体积管在检定质量流量计时受操作难度、运行中产生的气泡和密度测量的方式等影响,在实际中应用较少。本文主要介绍了以水温测量密度和以双计时脉冲插值技术测量体积来检定质量流量计的新方法,并对日常应用中出现的问题进行了分析,提出了改进的方案。

UUV冲压活塞式装置发射鱼雷内弹道特性研究

针对无人水下航行器轻量化、体积小的要求,文中提出了一种液压缸-冲压活塞-栅状管式发射装置。为评估该装置动力特性,基于流体动力学和内弹道理论,建立了该装置发射鱼雷动力学模型,以液压缸速度为输入,获得冲压活塞前后端压力特性和发射鱼雷内弹道特性。经对比验证,上述模型计算结果与计算流体力学仿真结果基本吻合,证明了所建模型的可靠性。研究结果表明,冲压活塞运动过程中产生的最大阻力约为0.43 MPa,为满足液压缸速度输入,液压缸输出压力及功率可采用上述结果作为设计依据;冲压活塞运动在0.42 s后作减速运动,此时鱼雷运动约3.9 m,为减小鱼雷后续管内运动时的压差阻力,栅状管孔位可根据上述结果进行优化以提升补水能力,从而提高发射装置的做功能力。

气液联动阀故障分析

为保障长输管道运行安全,解决气液联动阀频繁故障的问题,对某管道气液联动阀故障进行分析及现场试验,最终确定气液联动阀喷油故障为摆缸密封失效和换向阀阀芯与阀腔渗油,阀门关断故障为ESD电磁阀底部活塞密封部件损坏及压降速率管内积液冻堵。通过故障的排查解决,优化气液联动阀维护。

直线电动压缩机活塞动力特性分析

分析了直线电动压缩机的工作原理及活塞运动特点，推出了理想条件下活塞动力学方程并进行了数值求解；提出了减小电机换向冲击电流的延时通电控制方式，讨论了实现该控制方式的可行性和最佳参数优化。

自由活塞压缩管ALE方法数值模拟

当前国际上实现高焓气体流动的实验手段之一是自由活塞驱动类脉冲设备,包括自由活塞激波风洞和自由活塞膨胀管.采用自由活塞压缩管作为激波风洞和膨胀管的驱动段时,其驱动能力在很大程度上决定了该类设备的性能.本文采用计算流体力学中任意拉格朗日-欧拉方法 (arbitrary Lagrangian Eulerian)数值模拟了压缩管内部的自由活塞运动和气体流动特征.采用移动网格技术来适应活塞运动边界,耦合求解网格运动和气体流动过程,并通过双时间步长方法进行流体运动的时间积分.为了满足几何守恒律(geometric conservation law),对移动网格的法向矢量和表面面积计算进行了修正.不同时刻的活塞位置试验测量结果及欧拉方法预测结果,以及基于简单波理论获得的运动活塞底部气体压力、活塞速度与活塞位置都与当前的ALE方法十分一致.该工作为下一步数值模拟自由活塞激波风洞和自由活塞膨胀管中包括压缩管、激波管和喷管等不同部位的耦合流动提供了基础.

油润滑压缩机驱动的脉管型双活塞斯特林制冷机的实验研究

脉管型双活塞斯特林制冷机采用脉管(热缓冲管)将膨胀活塞从低温端移至常温端,提高了系统的可靠性．本文采用油润滑压缩机作为脉管型双活塞斯特林制冷机的驱动源,利用弹性膜传递声功并将制冷机侧的工作气体与压缩机侧被污染的气体隔开,解决了大功率无油润滑压缩机成本高且难以获得的问题．初步实验以氨气为工质在2．5 MPa、15 Hz工况时,-80℃获得了200 W的制冷量,-9℃获得了400 W的制冷量。为低成本、高效率、-80℃温区的大制冷量制冷机提供了一个新的选择．

高焓膨胀管中压缩管最佳长度设计分析

中国空气动力研究与发展中心超高速所即将建成的高焓喷胀管采用自由活塞驱动,为了能够使该设备有效运行试验时间达到最长,需要对设备中的压缩管长度进行优化。针对压缩管中的自由活塞运动,本文通过数值求解单一组分和混合驱动气体条件下的活塞运动准一维常微分控制方程组,分析了不同试验设计参数和不同驱动气体介质对压缩管定压驱动时间的影响。采用数值解结合脊线(局部极值曲线)理论获得了定压驱动时间局部极值曲面,基于压缩管四种摩尔比例驱动气体(100%H2,85%H2+15%N2,100%He,85%He+15%Ar)和三组压缩比(λ=60,100,140)下的极值曲面,研究发现,定压驱动时间脊线高度随着压缩管的有效长度(初始活塞头部到压缩管末端膜片的距离)和内径之比L/D增加而增加。本文研究最终获得了给定参数条件下满足最长定压驱动时间要求的最佳压缩管长度。

主动活塞式气体流量装置体积流量测量不确定度分析

本文讲述了活塞式气体流量装置体积流量测量不确定度的评定。具体分述各个分量的产生。

长塞环封防砂泵的研究与应用

地层出砂是影响油井正常生产的重大因素之一,排砂工艺是针对细粉砂在机采井上采取的一种防砂 工艺,防砂泵是目前主要的排砂工具。为提高排砂工艺水平,增加排砂工艺系列,研究应用了新型防砂泵--长塞 环封防砂管式泵,根据现场应用,结果证明这种泵有较好的防砂作用,同时可有效地提高泵效。

注射器活塞管注射模设计

分析了注射器活塞管的工艺特点,介绍了注射模结构及工作过程。模具结构设计合理,操作方便,使用寿命长,塑件达到技术要求。

车辆筒式减振器活塞杆侧向摩擦现象试验分析

根据车辆筒式减振器实际情况建模 ,得出减振器在车轮平面和车轴平面内的受力表达式 ,并结合试验数据和实际参数对后悬架进行受力分析。从试验和系统动力学角度分析减振器出现侧向摩擦现象的原因。道路不平、车速较高和装配不当造成冲击过大 ,使后减振器活塞杆承受突加弯曲 ,附加载荷增大 ,是导致减振器活塞杆侧向摩擦的主要原因。

襟翼作动筒活塞的电刷镀修复工艺

为解决飞机襟翼作动筒磨损失效活塞的修复问题,开展了电刷镀镍-钨修复镀层的研究。通过对飞机襟翼作动筒活塞失效原因的分析,提出了修复该零件的新工艺。采用电刷镀特殊镍———N i-W镀层体系,提高了镀层与基体、镀层与工作层的结合力。当镀层厚度为28μm时,镀层硬度达到705 HV;网格剥离试验表明,镀层无脱落,附着力良好;弯曲试验表明,镀层无脱落;杯突高度为5.1 mm;镀层磨损量为0.118 mg/次,与基体(0.119 mg/次)耐磨损性相当。试验表明,通过这种工艺,可以获得满足修复磨损活塞要求的镀层。

真空管道车辆活塞风的气动特性与变化规律

活塞风是真空管道运输内流场的主要气动特征,掌握活塞风的基本特征和变化规律,是合理有效控制管道流场的基础.文中采用计算流体力学方法,结合动网格技术,分析、探讨了活塞风的产生机理,气动特性和真空度、阻塞比、行车速度等作用条件对活塞风的影响.研究发现管道中的空气在车辆行驶过程中会被压缩、膨胀,产生压缩波和膨胀波并对车辆的行车阻力产生影响;通过不同真空度、阻塞比和行车速度的系列组合计算,发现车辆的行车阻力会随着阻塞比的增大、压强的上升、速度的提高而变大,当速度提高到一个阈值时,车辆行车阻力的上升开始变缓.

乳化燃油火焰温度测定的简易方法

为弥补一般光度法测乳化燃油火焰温度的不足，本文结合最新国外文献，设计了一种测定乳化燃油火焰温度的简易方法，以活塞式燃烧管为燃烧器，用细丝热电偶测火焰温度，利用小烟囱减少外界风及气流对火焰的影响，促使火焰正常燃烧。文中给出了试验装置图。

水压试验系统液压泵的建模与故障仿真分析

在机理分析的基础上,利用AMESim仿真软件对某钢厂水压试验系统的液压泵进行建模与故障仿真分析。建立了轴向柱塞泵的单柱塞运动方程子模型、流量方程的故障子模型,进而建立了完整的液压泵故障仿真模型。在此模型的基础上,通过设置相应参数,完成了液压泵正常工况以及常见故障工况的仿真。仿真结果表明,应用AMESim软件可以有效地对液压泵进行模拟,同时也为进一步深入研究液压泵的故障诊断及预测提供了前提条件和数据支持。

返混对化学反应的影响

分析了返混对化学反应的影响 ,认为文献中的描述存在缺陷 ,通过建立新的数学模型 ,定义了具有普遍意义的返混度概念 ,得出了在管式反应器中有轴向返混存在时一级反应的新的解析解 ,并绘制了返混度与Pe及k·τ间的关系图和反应器内反应物浓度随位置变化的曲线图。