Numerical study on hydraulic performance of submerged propellers in oxidation ditch

The submerged propeller is an efficient diving mix device,which is applicable for oxidation ditch treatment in industry,city and village wastewater-treatment plant. The impeller structure and reasonable rotating speed are important factors that determine flow field distribution and energy conversion efficiency. So it is necessary to use modern design methods to develop new kinds of high efficiency submerged propellers,and research the flow field characteristics of submerged propellers. On the basis of the existing form drawing,three-dimensional model of submerged propellers and unstructured tetrahedral mesh were generated. Based on Navier- Stokes equations and standard k- ε turbulence model,the flow was simulated by using a simple algorithm. Through changing some design parameters of propellers,the corresponding numerical simulation results reveal that for the same impeller diameter and service area of submerged propellers,the power consumption could be reduced effectively by optimizing blade mounting angle,which can determine the best blade mounting angle and most suitable rotational speed under given conditions. The study can provide theoretical and project guidance for submerged propellers design.

基于冲击耗能指数定量评价岩石硬度试验研究

岩石硬度是反映岩层软硬、可钻性和爆破难易程度的重要指标,解译冲击钻进钻具响应信息可为原位、快速、定量评价岩石硬度提供新思路。采用高精度数字型位移、液压和转速传感器监测冲击钻机的关键传动部位,搭建了冲击钻机数字钻进过程监测系统。平行开展岩石硬度测定和冲击钻进正交试验,建立了各类岩石的钻进响应信息标准数据库,深入剖析推进压、冲击压、旋转速度与冲击耗能之间函数关系,并提出利用冲击耗能指数定量评价岩石硬度的方法。研究发现,推进压和冲击耗能呈负相关的线性关系;冲击压和钻进耗能拟合曲线为开口向上抛物线,各种岩石对应曲率半径不尽相同,但对称轴基本一致;钎杆转速对钻进耗能的影响可忽略。通过对单位体积钻进耗能进行无量纲化处理,滤除了冲击钻进机械参数的影响,定义了可用于表征岩石硬度的新指标:冲击耗能指数η,其离散性小且与岩石硬度具有良好的相关性。利用数字传感技术获取和解译常规钻孔的钻进过程响应信息,可在不额外增加勘测或试验工作量情况下测定岩石硬度,为工程现场直接评价岩体参数提出了新途径。

混合动力港作拖轮多工况模式的机桨匹配设计

以5000 HP拖轮的混合动力系统为例,根据作业工况对推力和航速的需求,分析主机、动力电池、轴带电机和舵桨的特性,以了解相互的变化特点、配合关系和工作范围。混合动力系统通过变工况下不同原动机的转速与负荷合理匹配使能量得到最佳转换以实现效率最优,达到节能减排和延长设备使用周期目的。

CG-02风洞螺旋桨动力性能测试数据采集系统

针对某便携式巡飞弹的螺旋桨动力性能测试的风洞试验数据采集需求,基于CG-02风洞进行了数据采集系统的设计。数据采集系统采用分布式结构,硬件基于PXI总线和工业以太网搭建。软件采用模块化设计思想,基于LabVIEW图形化编程语言对不同功能模块进行开发,实现了气动力信号和转速信号的同步采集。对试验中的信号抗干扰技术和转速测量技术进行了研究,提出了软、硬件滤波相结合的信号抗干扰方法和基于K-means聚类的螺旋桨转速测量方法。使用本数据采集系统开展测试试验,结果表明系统满足试验要求。

碳纤维复合材料传动轴临界转速分析

介绍了碳纤维增强的复合材料汽车传动轴临界转速的2种计算方法:理论公式法和有限元计算法,并将两者的结果进行比较,证明了有限元分析的可信性,为碳纤维在汽车中的应用提供了依据。

液体火箭上面级发动机用超低比转数泵研究

为了研制出液体火箭上面级发动机用高性能超低比转数离心泵,采用变曲率复合离心轮、加大流量法等设计措施,设计了比转数分别为24和33的两种高速小流量高扬程离心泵,并应用Fluent流体计算软件对其内流场进行了分析计算。所设计的泵已参加了相关试验,试验结果表明泵性能稳定,扬程曲线无“驼峰”,功率无过载,达到了设计目的。

浇铸改性双基推进剂硝化棉球形药的制备工艺

以水和乙酸乙酯(RAc)为介质,硝化棉(NC)为原料,经成球、洗涤、烘干等过程制得硝化棉球形药。利用激光粒度分析仪、扫描电镜、DSC、红外光谱研究了溶剂比、搅拌速度和驱溶速率等参数对浇铸改性双基推进剂球形药工艺的影响。结果表明,随着溶剂比的提高,球形药的堆积密度由0.794g/cm3提高至0.986g/cm3;随着搅拌速率的提高,球形药的堆积密度由0.821g/cm3提高至0.947g/cm3。驱溶速率过快,成球率和圆球度明显降低。

轴流压气机低转速特性表达方式的改进及应用

针对常规压气机特性图在低转速区域适用性较差的问题,首先给出一种改进的轴流压气机特性表达方法,在特性模型中用基于出口气流参数的换算转速代替基于进口气流参数的换算转速。然后将这种改进应用于压气机低转速特性的外推估算分析,结合压气机零转速特性线的特点,提出了基于改进特性图的外推方法,并给出了外推结果的合理性判断准则。实例表明,改进后的特性图非常适合表达发动机起动和风车状态的压气机特性,在该图上进行低转速特性的外推计算行之有效且结果准确性高,很好地解决了压气机低转速特性难以获取的难题。

基于多块混合网格方法预报螺旋桨非正常工作状态时的水动力性能

运用多块混合网格,结合RNG k-ε湍流模型对非正常工作状态下的螺旋桨水动力性能进行了计算研究。模拟了某型螺旋桨在锁死情况下,螺旋桨表面受力随进速的改变而相应的变化规律;同时,把滑移网格技术和动网格技术运用于模拟自由旋转螺旋桨的水动力性能计算中,获取不同进速下螺旋桨的临界转速和表面受力情况。在文中把采用CFD方法计算的结果与采用经验公式计算的结果进行了对比分析。从对比结果可知,采用CFD方法可近似地获得非正常工作状态下的螺旋桨水动力性能参数,而且可以较真实地模拟流场特性,获取流场信息,相对于经验公式的计算方法存在自己的优势。

螺旋桨切边技术对改善船、机、桨匹配的影响

本文介绍螺旋桨切边技术对改善船、机、桨匹配的作用，并提出由此而提高主机转速的近似估算方法、模型试验和实船应用的结果。

固体火箭发动机高速旋转试验研究

高速旋转对固体火箭发动机工作性能的影响是多方面的 ,处于高速旋转环境中的增程固体火箭发动机工作性能预估方法是底排 火箭复合增程弹的关键技术之一 .用试验的方法研究了高速旋转效应 ,结果表明 ,高速旋转将大大加快双基推进剂的燃速 ,不仅使推力的数值成倍增加 ,而且推力

对旋轴流压缩系统的增压扩稳途径实验分析

通过在一台实验用对旋风机上的大量性能实验 ,比较分析了对旋风扇在不同转速比匹配和不同轴向间隙条件下的特性曲线和失速边界的变化 ,并通过用球头五孔压力探针对其级间稳态流场的测量 ,对对旋风扇在不同转速比和轴向间隙下的流场特点作了进一步的分析 .最后 ,在总结实验分析结果和国外类似研究的基础上 ,对对旋轴流压缩系统的增压。

水下高速航行体对转螺旋桨线谱噪声预报研究(英文)

对转螺旋桨的线谱噪声构成了水下高速航行体整个辐射噪声的重要部分。对转螺旋桨的线谱噪声是由前后桨与航行体尾流场相互作用及前后桨相互干扰所引起的。线谱噪声的预报方法是利用升力面理论和声学方法相结合实现的。文中详述了线谱噪声的理论计算方法、线谱噪声的特征和数值预报，同时也预报了尾流场的变化、前后桨间距变化对噪声级的影响等。预报值和试验结果吻合良好。整个方法对航行体的性能预报、噪声源识别和桨的低噪声设计均具有重要价值。

推进式螺旋桨飞行中桨叶温度测量与尾气防冰性能评估

为研究推进式布局螺旋桨表面温度分布特性,评估发动机尾气防冰功能,对螺旋桨进行了飞行中的温度测量试验,在桨叶上布置了Pt100热电阻和K型热电偶,通过无线近距遥测系统实现信号传输,测量螺旋桨在不同高度和发动机状态飞行时的表面温度。结果表明桨叶前缘尾气显著影响区温度随半径增加先升高后降低,桨叶最大厚度处温度则随半径增大呈先降低后升高趋势;飞行高度增加会导致桨叶温度显著下降,在同一高度内增大燃气发生器转速可引起桨叶温度小幅升高。根据相关标准和文献得到桨叶表面临界结冰判据,表明在5km螺旋桨防冰功能有效,在7km部分位置存在结冰风险,在8.5km防冰功能完全失效。

基于CFD的氧化沟中推流器转速与分布特性

针对目前氧化沟流速过低,污泥沉积的现象,根据秦皇岛污水处理厂氧化沟的三维图纸,建立三维推流器模型并进行非结构化四面体网格划分.基于Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型,采用SIMPLE算法对氧化沟进行数值模拟,计算出各转速下推流器的功率、氧化沟各个截面的速度分布、速度死区占比以及旋涡个数.结果表明:当推流器功率能达到氧化沟所需能量且不超过电动机额定功率时可得到推流器最优转速;氧化沟池型结构不变的情况下,改变推流器安装位置,能有效改善氧化沟流速分布,减少污泥沉积;针对入口处的旋涡问题,可以通过改变入流角度来加以改善.为实际工程中推流器的转速和布置选择提供了理论依据.

民用涡扇发动机空中启动风车转速研究

研究了CF34-10A民用涡扇发动机空中启动过程中风车转速与飞行高度、速度的关系。结合ARJ21-700支线客机试验机,开展了空中风车启动试验。对多次试验数据进行总结与分析,得出结论:相同高度下,飞行速度越大,风车转速越大;相同飞行速度下,高度越高,风车转速越大。阐释了在风车启动性能上双转子发动机相对于单转子发动机的优越性和涡扇发动机优于涡喷发动机的物理原因,分析了该型发动机空中启动风车转速特性的原理,为ARJ21-700新支线客机动力装置性能特性试飞提供了重要依据。

电风车交流特性的实验研究

对交流高电压作用下电风车的电晕放电过程、伏安特性、转速与电压关系以及电磁辐射特性进行了实验研究与分析 ,观测到电风车交流电晕放电的极性效应、伏安特性曲线以及电磁辐射频率范围。

水下热动力转速控制单元的研究与开发

转速控制单元是水下热动力推进系统的重要组成部分,其直接影响着动力推进系统的性能;为了实现对系统的精确控制,采用以PC104嵌入式计算机为核心,开发了系统的转速控制单元方案,给出了系统的工作原理及基本硬件组成,介绍了多周期同步计数转速测频方法、抗干扰措施、各软件模块功能及中断处理;通过数字试验台实验证明该系统具有良好的实用性和可靠性。

动网格研究导管螺旋桨变速旋转时的推力特性

导管螺旋桨作为一种高效率的推进装置,在水下各种工况下转速随时间而变化,而在螺旋桨变速转动的过程中,其周围的流场以及导管螺旋桨的推力特性也会随之变化。本文采用动网格与滑移网格混合技术,应用UDF对螺旋桨变速转动进行控制,对导管螺旋桨做变速转动时的推力特性进行模拟与分析,得到其运动过程的推力曲线变化情况。

舰船气泡尾流场气泡数密度衰减模型研究

为探究舰船气泡尾流场中气泡的数密度衰减特性,通过港内海况条件下冲锋舟航行实验,以高速摄像机采集实验测得的不同螺旋桨转速下的真实气泡尾流场数据,对舰船气泡尾流场中不同螺旋桨转速工况下气泡的数密度衰减特性进行分析,得出舰船气泡尾流场中气泡数密度随时间呈指数衰减,最大气泡数密度可达8×105/m3,且衰减情况受螺旋桨转速的影响,转速越高衰减越快,并构建舰船气泡尾流场中考虑螺旋桨转速的气泡数密度衰减模型,模型与实验结果吻合良好,表明模型的正确性和应用价值,对舰船气泡尾流场微观气泡探测和鱼雷制导等研究应用具有参考价值。