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热泵涡旋压缩机内流场数值模拟及变工况特性研究 被引量：1
1
作者 彭斌 赵亚珑 《热力发电》 北大核心 2025年第2期97-108,共12页
涡旋压缩机作为空气源热泵的关键部件,其热力学性能对热泵系统有着重要的影响。建立了涡旋压缩机三维瞬态仿真模型,通过实验验证了模型的准确性;基于计算流体力学方法,探究了切向泄漏流影响下涡旋压缩机内部流场非均匀分布流动特性;探... 涡旋压缩机作为空气源热泵的关键部件,其热力学性能对热泵系统有着重要的影响。建立了涡旋压缩机三维瞬态仿真模型,通过实验验证了模型的准确性;基于计算流体力学方法,探究了切向泄漏流影响下涡旋压缩机内部流场非均匀分布流动特性;探讨不同工况参数对涡旋压缩机热力学性能的影响;采用敏感性分析法,讨论涡旋压缩机热力学性能对于不同工况参数的敏感性。结果表明:随着压比的增大,等熵效率先增大后减小,制热量降低,时均排气温度最大增幅为11.26K;吸气温度增至311.65K时,等熵效率增长了16.72百分点;转速的增大会弱化回流现象并降低排气温度,当转速升至4 500 r/min时,容积效率和等熵效率分别增至为86.61%和46.86%。 展开更多
关键词 空气源热泵 涡旋压缩机 数值模拟 流场特性 变工况
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基于PEMFC性能需求的两级增压叶轮出口安装角联合设计
2
作者 杨汉乾 周海鹏 +3 位作者 曹岁丰 周乐锋 杨国旗 陈少林 《流体机械》 北大核心 2025年第4期53-60,共8页
针对两级离心式压气机高压级的喘振边界的质量流量偏大、两级整体更易发生喘振等问题,研究了叶轮出口安装角这一影响压气机喘振特性的关键结构参数,基于CFD数值模拟方法,采用经典Krain叶轮模型对仿真方法进行了试验验证,探究了高低两级... 针对两级离心式压气机高压级的喘振边界的质量流量偏大、两级整体更易发生喘振等问题,研究了叶轮出口安装角这一影响压气机喘振特性的关键结构参数,基于CFD数值模拟方法,采用经典Krain叶轮模型对仿真方法进行了试验验证,探究了高低两级压气机叶轮的出口安装角对两级压气机整体性能的影响。结果表明,在70000 r/min的设计转速下,各级叶轮采用较小的出口安装角均能提升低流量工况时压气机的效率,只是压比会略微降低;通过设计较小的两级叶轮出口安装角,使得离心压气机在设计转速下,低流量工况(0.02~0.07 kg/s)时效率提升了3%以上;喘振边界流量较之前减小了25%以上,并且优化后压气机叶轮的流动紊乱明显改善,低高压级的最大静态熵增可分别减少50%和25%左右,使得流动损失大大减少。研究结果可为开发PEMFC用两级增压系统提供设计依据和参考。 展开更多
关键词 燃料电池 两级低比转速离心式压气机 低流量高压比工况 两级联合设计
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基于动网格技术的双进/排气活塞式膨胀机动力性能研究
3
作者 虞启辉 耿延歧 张立从 《工程设计学报》 北大核心 2025年第1期132-140,共9页
采用传统的分析方法难以获得活塞式膨胀机气缸内气体的压力场、温度场和速度场分布,因此,基于CFD(computational fluid dynamics,计算流体动力学)动网格技术,研究了双进/排气活塞式膨胀机的动力性能。首先,对双进/排气活塞式膨胀机气缸... 采用传统的分析方法难以获得活塞式膨胀机气缸内气体的压力场、温度场和速度场分布,因此,基于CFD(computational fluid dynamics,计算流体动力学)动网格技术,研究了双进/排气活塞式膨胀机的动力性能。首先,对双进/排气活塞式膨胀机气缸内气体的非定常流动进行数值仿真,得到其压力场、温度场和速度场的瞬态分布;其次,搭建膨胀机输出功率测试平台,比较多工况下输出功率的仿真值与测试值,得出两者的误差小于5.5%,验证了仿真方法的正确性;最后,通过正交试验,分析了进气压力、进气温度对膨胀机动力性能的影响。结果表明:压缩空气进入膨胀机气缸后,气体温度先快速升高,当曲轴转角为15°后持续下降;打开排气阀后,气缸内气体的压力高于环境压力,可以对剩余压力能进行回收;提高进气温度能有效提高膨胀机动力性能,当进气压力为0.5 MPa、进气温度从273 K升高到333 K时,膨胀机的输出功率增加19.8%,气体能量利用率提高18.3%;提高进气压力,则膨胀机的输出功率逐渐增大,气体能量利用率逐渐减小,当进气温度为273 K、进气压力从0.5 MPa提高到2 MPa时,膨胀机输出功率从0.81 kW增大到3.76 kW,气体能量利用率降低15.3%。研究结果为活塞式膨胀机的性能优化提供了理论依据。 展开更多
关键词 活塞式膨胀机 计算流体动力学 动网格技术 流场 正交试验
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基于RBF的风冷无油涡旋压缩机冷却通道结构优化
4
作者 彭斌 豆王红 牛柯 《兰州理工大学学报》 北大核心 2025年第3期32-40,共9页
为了改善风冷无油涡旋压缩机冷却通道送风的均匀性,减小能量损失,提高动、静涡盘的散热效果,通过数值模拟和多目标优化对冷却通道进行了结构优化.以冷却通道截面、过渡形式以及导流板的形状和数量等为研究对象进行数值模拟,利用径向基... 为了改善风冷无油涡旋压缩机冷却通道送风的均匀性,减小能量损失,提高动、静涡盘的散热效果,通过数值模拟和多目标优化对冷却通道进行了结构优化.以冷却通道截面、过渡形式以及导流板的形状和数量等为研究对象进行数值模拟,利用径向基神经网络构建近似模型,并利用NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化,选取结构参数,确定冷却通道的最终模型,进而研究入口速度与流场的关系.结果表明:优化后出口速度相对标准偏差降低了30.73%,中心截面速度相对标准偏差降低了50.17%,进出口压降减小了87.16%,在显著改善送风均匀性的同时减小了能量损失;虽然流场均匀性随入口速度变化不明显,但进出口压降发生急剧变化. 展开更多
关键词 涡旋压缩机 冷却通道 流场分析 多目标优化
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变截面涡旋压缩机型线设计与性能分析
5
作者 何泽银 孙权 +2 位作者 向银 胡欣 冉志祥 《机械设计》 北大核心 2025年第7期73-80,共8页
针对等截面涡旋压缩机齿圈圈数多、压缩比小、面积利用率低等问题,提出一种由变径基圆渐开线、高次曲线、基圆渐开线构成的新型变截面涡旋压缩机型线;推导变径基圆渐开线、高次曲线和基圆渐开线组合型线数学控制方程,研究回转半径Ror、... 针对等截面涡旋压缩机齿圈圈数多、压缩比小、面积利用率低等问题,提出一种由变径基圆渐开线、高次曲线、基圆渐开线构成的新型变截面涡旋压缩机型线;推导变径基圆渐开线、高次曲线和基圆渐开线组合型线数学控制方程,研究回转半径Ror、变径系数δ、组合型线连接参数φ1与φ2等型线控制系数对涡旋齿壁厚、容积、压缩比、面积利用率等性能影响规律;对比分析新型变截面涡旋压缩机型线与等截面涡旋型线性能。研究表明:新型线涡旋齿圈数较基圆渐开线涡旋齿减少1圈,压缩比增大4.47%,面积利用率提高15.97%。 展开更多
关键词 涡旋压缩机 组合型线 型线设计 性能分析
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电动涡旋压缩机柱销防自转机构载荷优化
6
作者 刘兴旺 田嵩 +3 位作者 刘晓明 姜永为 孙禛 李阔 《中国机械工程》 北大核心 2025年第10期2306-2311,2321,共7页
针对电动涡旋压缩机柱销防自转机构因接触载荷较大导致的容易磨损甚至断裂的问题,研究了改善柱销防自转机构载荷的方法。通过分析动涡盘受到的自转力矩,研究了气体力和旋转背压油作用力引起的自转力矩随转速的变化规律,建立了自转力矩... 针对电动涡旋压缩机柱销防自转机构因接触载荷较大导致的容易磨损甚至断裂的问题,研究了改善柱销防自转机构载荷的方法。通过分析动涡盘受到的自转力矩,研究了气体力和旋转背压油作用力引起的自转力矩随转速的变化规律,建立了自转力矩作用下含间隙柱销防自转机构的力学模型,计算了不同柱销数量下防自转机构的环销接触角。从柱销数量、齿端修正和动涡盘底板结构三个方面研究了改善柱销接触载荷的方法,并运用该方法对样机的防自转机构进行优化,对比了优化前后柱销的接触载荷和润滑条件。研究结果表明:背压油引起的自转力矩随转速的增大而增大;增大柱销数量、减小齿端修正展角和修正偏移量、改变一次平衡槽开设位置、柱销数量为双数时在环槽中心增设内销等措施可以减小柱销的接触载荷;优化后柱销接触力峰值减小了70.1%,平均接触力减小了61.3%,柱销润滑条件得到改善。 展开更多
关键词 电动涡旋压缩机 柱销防自转机构 自转力矩 结构优化
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涡旋压缩机平衡铁阻力矩优化研究
7
作者 刘兴旺 孙禛 +3 位作者 刘晓明 李阔 田嵩 姜永为 《流体机械》 北大核心 2025年第9期104-111,共8页
针对涡旋压缩机平衡铁因润滑油阻力导致功率损耗较高的问题,提出对平衡铁前后端面采用圆顶凸面与圆弧倒角设计,并将润滑油从后端面引出的优化模型。基于FLUENT软件的滑移网格模型,对变转速工况下背压腔内平衡铁的转动过程开展了瞬态模拟... 针对涡旋压缩机平衡铁因润滑油阻力导致功率损耗较高的问题,提出对平衡铁前后端面采用圆顶凸面与圆弧倒角设计,并将润滑油从后端面引出的优化模型。基于FLUENT软件的滑移网格模型,对变转速工况下背压腔内平衡铁的转动过程开展了瞬态模拟,计算了平衡铁所受的阻力矩及其产生的轮阻损失,并验证了模拟结果的准确性。结果表明,平衡铁前后端面产生的压差阻力矩占总阻力矩的76.9%,且其随转速升高的幅度远大于摩擦阻力矩;优化后,平衡铁后端面的平均压力随转速增大而升高,其压差阻力矩与总阻力分别降低了63.3%和58.1%;此外,增大平衡铁厚度与外径的比值,可使轮阻损失最高降低40.6%。研究可为涡旋压缩机的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 涡旋压缩机 平衡铁 阻力矩 轮阻损失
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磁悬浮直驱式无油涡旋压缩机模糊PID控制研究 被引量：1
8
作者 段振云 刘洋 +5 位作者 孙凤 史策 徐方超 金俊杰 张晓友 陈熙 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第4期1013-1023,共11页
磁悬浮直驱式无油涡旋压缩机采用电磁力非接触式驱动动涡盘运动.针对压缩机系统非线性较强、PID(proportional-integral-differential)控制下轨迹跟踪误差较大的问题设计了一种模糊PID控制器,可以在线实时修正控制参数,提高轨迹跟踪效果... 磁悬浮直驱式无油涡旋压缩机采用电磁力非接触式驱动动涡盘运动.针对压缩机系统非线性较强、PID(proportional-integral-differential)控制下轨迹跟踪误差较大的问题设计了一种模糊PID控制器,可以在线实时修正控制参数,提高轨迹跟踪效果.首先,介绍了磁悬浮直驱式无油涡旋压缩机的结构和工作原理,建立电磁驱动力的数学模型和系统动力学模型,并进行系统稳定性分析;其次,添加模糊逻辑,进行模糊控制器设计;最后,在控制参数相同的情况下,将PID与模糊PID 2种控制下的阶跃响应与轨迹跟踪结果进行对比分析.结果表明:相较于PID控制,模糊PID控制下,阶跃响应时的稳定时间减少0.461 s,稳态误差减小0.012 mm;轨迹跟踪时,X、Y方向达到稳定跟踪的时间分别减少0.365、0.090 s;X、Y方向的最大轨迹跟踪误差分别减小0.043、0.060 mm,最大相对误差分别减小了50%、60%. 展开更多
关键词 磁力驱动 无油涡旋压缩机 模糊PID控制 轨迹跟踪
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基于联合仿真的二冲程发动机动态特性研究 被引量：1
9
作者 虞启辉 张立从 耿延歧 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期15-20,共6页
二冲程发动机作为油动无人机的核心动力部分,其振动情况直接影响着油动无人机的可靠性,因此有必要对二冲程发动机动态特性进行研究。连杆是发动机的主要传力构件,其动态特性对发动机的运转状态起决定性作用,基于此以某型二冲程航空发动... 二冲程发动机作为油动无人机的核心动力部分,其振动情况直接影响着油动无人机的可靠性,因此有必要对二冲程发动机动态特性进行研究。连杆是发动机的主要传力构件,其动态特性对发动机的运转状态起决定性作用,基于此以某型二冲程航空发动机为原型,搭建了联合仿真平台对其进行动力学仿真,得到了连杆的受力情况,随后以连杆所受的最大力为载荷条件对连杆进行了预应力模态分析和谐响应分析。从预应力模态分析中得知连杆变形主要以弯曲和扭转为主,杆身位置变形最大,为连杆的薄弱环节,考虑对其进行渗碳和喷丸处理;对连杆的谐响应分析得到了杆身在X、Y和Z方向的振幅-频率曲线,确定连杆在第1阶和第2阶模态频率处容易发生共振,建议避免连杆在该激励频率附近工作,为连杆的优化和发动机的减振提供了理论依据。 展开更多
关键词 二冲程发动机 连杆 振动 预应力模态分析 谐响应分析
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氢气循环泵的转子动力学特性分析 被引量：1
10
作者 高源 林梦竹 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期107-114,共8页
基于ANSYS构建了用于燃料电池汽车氢气供应系统的氢气循环泵(罗茨泵)转子系统的模型,通过对转子系统的模态分析,得到了独立转子系统和双转子系统的前六阶固有振型和固有频率。在模态分析的基础上分析了转子系统的谐响应特性,获得了齿轮... 基于ANSYS构建了用于燃料电池汽车氢气供应系统的氢气循环泵(罗茨泵)转子系统的模型,通过对转子系统的模态分析,得到了独立转子系统和双转子系统的前六阶固有振型和固有频率。在模态分析的基础上分析了转子系统的谐响应特性,获得了齿轮、叶轮边缘两个部位的谐响应特性曲线。结果表明:轴端、转子叶轮等结构振动变形量较大,在接近前三阶固有频率(960Hz左右)时转子系统振动响应幅值最大,双转子耦合系统相对于单独转子系统会出现更加复杂的振型,转子叶轮对不平衡量的响应更显著。研究将为氢气循环泵转子系统的设计制造和振动特性预估提供积极的参考作用,并为氢气循环泵动力学特性的研究奠定基础。 展开更多
关键词 罗茨泵 转子系统 动力学特性 模态分析 谐响应分析
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弯管进气时进口流场对压气机性能的影响 被引量：1
11
作者 胡宗武 黄宁 +3 位作者 赵洋 李星 陈冠言 张洁 《流体机械》 北大核心 2025年第3期36-43,共8页
针对弯管进气方式下离心压气机进口流场发生畸变,进而对压气机性能产生重要影响的问题,通过自主设计的压气机试验装置,结合特性试验与PIV流场测量,定量揭示了弯管进气下压气机性能与流场结构的关联机制。结果表明,相较于直管进气,弯管... 针对弯管进气方式下离心压气机进口流场发生畸变,进而对压气机性能产生重要影响的问题,通过自主设计的压气机试验装置,结合特性试验与PIV流场测量,定量揭示了弯管进气下压气机性能与流场结构的关联机制。结果表明,相较于直管进气,弯管进气导致离心压气机在最高效率点的压比和效率最高分别下降2.7%和9.8%,表明弯管结构显著劣化压气机性能;PIV测试揭示进口截面存在反向旋转双涡结构,其强度与压气机流量和转速呈正相关;基于对进口管路径向截面的速度均匀性指数分析,界面速度均匀性较好,径向速度均匀性影响较弱(γ的绝对值小于0.2),而周向速度分布的非对称性与压比(γ=-0.976)、效率(γ=-0.923)呈强负相关,表明周向畸变是性能劣化的主导因素。研究结果可为离心压气机的性能提升提供参考。 展开更多
关键词 离心压气机 弯管进气 流场测量 性能分析 速度均匀性
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双头涡旋齿涡旋压缩机气体力分析 被引量：15
12
作者 刘振全 高艳 +1 位作者 王君 孟亚男 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期42-46,共5页
详细分析了整数圈数双头涡旋齿涡旋盘所受的切向力气体力、法向气体力、轴向气体力,提出了在任意曲轴转角下的各种气体力及各个工作腔容积的计算公式。通过对相同排气量的单、双头涡旋齿涡旋盘气体力比较得出:双头涡旋齿涡旋盘所产生的... 详细分析了整数圈数双头涡旋齿涡旋盘所受的切向力气体力、法向气体力、轴向气体力,提出了在任意曲轴转角下的各种气体力及各个工作腔容积的计算公式。通过对相同排气量的单、双头涡旋齿涡旋盘气体力比较得出:双头涡旋齿涡旋盘所产生的气体力大,是单头涡旋齿涡旋盘所受气体力的1.1～1.5倍;双头涡旋齿涡旋盘所受气体力的波动小,是单头涡旋齿涡旋盘气体力的波动的1/3—1/5。所以双头涡旋齿结构更适合排气量大的场合。通过分析整数圈数及非整数圈数的双头涡旋齿涡旋盘的几何关系,提出了非整数圈数双头涡旋齿涡旋盘的气体力模型。研究结果可在双头涡旋齿涡旋压缩机的设计和研究中直接应用。 展开更多
关键词 工程热物理 涡旋压缩机 双头涡旋齿 数学模型 气体力 涡旋齿 双头 力分析 涡旋盘 非整数
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基于K-PSO和StOMP的往复压缩机激振信号盲源分离
13
作者 王金东 马智超 +2 位作者 赵海洋 李彦阳 张宇 《机床与液压》 北大核心 2025年第3期228-234,共7页
在当前信号的盲源分离中,传统“两步法”易陷入局部最优解,并且其准确率会随采集信号数的增加或稀疏性的降低而大幅下降。针对上述问题,提出一种结合K均值-粒子群(K-PSO)和分段正交匹配追踪(StOMP)的稀疏分量分析方法。对采集信号执行K... 在当前信号的盲源分离中,传统“两步法”易陷入局部最优解,并且其准确率会随采集信号数的增加或稀疏性的降低而大幅下降。针对上述问题,提出一种结合K均值-粒子群(K-PSO)和分段正交匹配追踪(StOMP)的稀疏分量分析方法。对采集信号执行K均值聚类算法,将产生的结果反馈至PSO聚类中估计混合矩阵。在获得混合矩阵后,将其源信号矩阵转化成列数为1的向量,再通过分段正交匹配追踪算法重构源信号。将实测的往复压缩机正常信号和3种单一故障信号混合成2种复合故障信号,并对复合故障信号进行试验验证。结果表明:在计算时间方面,相较模糊C均值聚类(0.335 s)和K均值聚类(0.299 s),尽管K-PSO聚类方法牺牲了一部分效率(1.561 s),但在总体角度偏差和归一化均方根误差方面表现更优,具有更好的估计精度;相较最短路径法(0.123 s),StOMP算法同样牺牲效率(2.031 s),却获得更佳的相关系数和均方根误差,表现更好的分离重构能力。这说明,该方法在盲源分离中具有可行性和实际应用价值。 展开更多
关键词 往复压缩机 欠定盲源分离 K均值聚类 粒子群算法 分段正交匹配追踪
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氦氙混合工质离心压气机气动设计与性能研究
14
作者 王辉 刘海旭 +1 位作者 张春梅 姜玉廷 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第7期1333-1339,共7页
空间闭式布雷顿循环采用的氦氙工质与传统空气工质物性上存在明显差异,进而影响循环中关键部件离心压气机的气动性能。本文首先对氦氙物性的进行研究,在此基础上建立了离心压气机数值模型,并基于数值模拟方法对其气动性能进行分析。结... 空间闭式布雷顿循环采用的氦氙工质与传统空气工质物性上存在明显差异,进而影响循环中关键部件离心压气机的气动性能。本文首先对氦氙物性的进行研究,在此基础上建立了离心压气机数值模型,并基于数值模拟方法对其气动性能进行分析。结果表明:氦氙分子量为40 g/mol时最适合作为循环工质,氦氙离心压气机喘振裕度较高达到29.8%,叶尖泄漏涡经历“生成-发展-扩散”的一系列过程,内部漩涡结构占通道比例随流向不断增加。 展开更多
关键词 氦氙混合工质 离心压气机 工质分析 气动设计 数值模拟
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优化数据生成算法的往复压缩机故障诊断研究
15
作者 王鹏 李颖 +1 位作者 王金东 巴鹏 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第1期133-138,共6页
为解决实际生产中存在的往复压缩机故障信息样本缺失、样本不平衡等引起的长尾分布所造成故障诊断不准确的问题,提出一种基于经优化的对抗生成网络(Generative Adversarial Network,GAN)的方法,该方法在既保证样本质量又增强样本数量的... 为解决实际生产中存在的往复压缩机故障信息样本缺失、样本不平衡等引起的长尾分布所造成故障诊断不准确的问题,提出一种基于经优化的对抗生成网络(Generative Adversarial Network,GAN)的方法,该方法在既保证样本质量又增强样本数量的情况下,应用改进的卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)进行故障诊断分类。首先对往复压缩机一维故障数据进行整理并通过小波变换生成故障时频图;然后构建适应于样本的LS-SAGAN框架模型并利用原始故障时频图训练模型,生成满足实验数量的时频图;最后通过经天鹰算法优化CNN进行快速准确的故障诊断。将实验方法与其他方法进行效果对比验证,结果表明,所提方法在故障诊断中的平均准确率达到99.6%,相较其他分类方法分类效果明显提高。 展开更多
关键词 故障诊断 往复压缩机 LS-SAGAN 卷积神经网络
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发动机余热回收用涡旋膨胀机流场特性研究
16
作者 张美芸 王训杰 薛丽 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第6期107-113,120,共8页
涡旋膨胀机是发动机有机朗肯循环余热回收系统中较好的做功部件,为揭示工质的变化对涡旋膨胀机内部流动特征及性能参数的影响机制,探究其对膨胀机功率和效率的影响规律。通过建立涡旋膨胀机的流体域模型,采用CFD动网格技术开展数值模拟... 涡旋膨胀机是发动机有机朗肯循环余热回收系统中较好的做功部件,为揭示工质的变化对涡旋膨胀机内部流动特征及性能参数的影响机制,探究其对膨胀机功率和效率的影响规律。通过建立涡旋膨胀机的流体域模型,采用CFD动网格技术开展数值模拟,研究不同工质对压力、温度、质量流量、轴功率等性能的影响,分析流场特性的瞬时和时均效应。研究结果表明:涡旋膨胀机压力和温度由内到外逐渐减小,同一膨胀腔内的压力分布均匀而温度分布不均匀,压力和温度在动静涡旋盘啮合间隙处存在较大的梯度;对比五种工质的流场特性,R365mfc的容积效率最高,R152a的轴功率和单位质量流量输出功最高,R123的平均进出口流量和等熵效率最高,工质沸点越低其热负荷越大,等熵效率越低。研究结果为涡旋膨胀机工质的优选提供一定的参考。 展开更多
关键词 涡旋膨胀机 流场特性 不同工质 CFD
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摆盘压缩机气缸分布圆半径优化设计
17
作者 王强 李鹏飞 +3 位作者 杜鑫 王素金 高秀峰 李云 《流体机械》 北大核心 2025年第1期33-40,共8页
为了改善无油润滑摆盘压缩机的活塞环偏磨现象,针对两类典型防自转结构下的摆盘压缩机,构建摆盘处球铰及连杆的运动模型,并以周期运动内连杆平均倾角最小为优化目标,提出基于遗传算法的气缸分布圆半径优化设计方法。研究表明,在锥齿轮... 为了改善无油润滑摆盘压缩机的活塞环偏磨现象,针对两类典型防自转结构下的摆盘压缩机,构建摆盘处球铰及连杆的运动模型,并以周期运动内连杆平均倾角最小为优化目标,提出基于遗传算法的气缸分布圆半径优化设计方法。研究表明,在锥齿轮防自转结构下,各相位气缸对应的最优分布圆半径相同;在滚子直导槽防自转结构下,各相位气缸对应的最优分布圆半径不同,但可采用均值作为统一的分布圆半径,对各相位连杆平均倾角的影响很小,低于5‰;当摆盘倾角在25°以内时,在两类防自转结构下摆盘压缩机的最优气缸分布圆半径设计值几乎相同。将本优化设计方法应用于多种现有摆盘机构,连杆平均倾角降低约为21.4%~28.6%,活塞侧向力峰值降低约为19.5%~49.6%。本优化设计方法可有效改善活塞环偏磨现象。 展开更多
关键词 摆盘压缩机 无油润滑 活塞环偏磨 气缸分布圆 运动学分析 优化设计
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带径向进气腔室的轴流透平导叶周向非均匀分布研究
18
作者 许彬 朱阳历 +4 位作者 王星 熊军 潘现超 徐玉杰 陈海生 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第1期203-218,共16页
压缩空气储能系统透平径向进气腔室结构的存在会造成透平入口进气周向不均匀,导致透平性能下降。因此对压缩空气储能系统耦合径向进气腔室的单级轴流透平进行数值模拟,探究了导叶周向非均匀分布对透平等熵效率及其内部流场的影响机理。... 压缩空气储能系统透平径向进气腔室结构的存在会造成透平入口进气周向不均匀,导致透平性能下降。因此对压缩空气储能系统耦合径向进气腔室的单级轴流透平进行数值模拟,探究了导叶周向非均匀分布对透平等熵效率及其内部流场的影响机理。以拉丁超立方采样方法获得大量样本方案,通过参数化处理及软件交互实现三维模型、网格的动态更新及模拟,实现采用正弦调制函数周向布置的非均匀导叶全过程自动化模拟。结果表明,导叶周向非均匀度小于10%时,透平等熵效率、膨胀比及质量流量等总体性能参数与初始均匀分布方案相比变化小于0.1%;导叶周向非均匀度超过15%时,会对透平内部流场产生明显的负面影响,造成导叶段压损增大,透平总体膨胀比下降,质量流量增大,等熵效率呈下降趋势,最高下降约1%。 展开更多
关键词 压缩空气储能 轴流透平 径向进气腔室 非均匀导叶 自动化模拟
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往复压缩机传动机构复合间隙故障的动力学响应分析
19
作者 雷娜 丁涵 +3 位作者 唐友福 缪皓 姜佩辰 黄飞虎 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第3期113-119,共7页
针对往复压缩机传动机构因磨损产生的多个部位、多种类型的间隙故障耦合所造成的影响问题,开展带复合间隙故障的传动机构刚柔耦合模型动力学仿真研究。首先,将接触力与摩擦力作为运动副间隙之间的接触约束,依据传动机构前6阶模态特性构... 针对往复压缩机传动机构因磨损产生的多个部位、多种类型的间隙故障耦合所造成的影响问题,开展带复合间隙故障的传动机构刚柔耦合模型动力学仿真研究。首先,将接触力与摩擦力作为运动副间隙之间的接触约束,依据传动机构前6阶模态特性构建多体动力学刚柔耦合模型;然后,针对不同工况与润滑条件对十字头振动加速度的影响,进行了单一间隙故障和复合间隙故障下的动力学响应分析;最后,通过由故障试验所得的实测信号验证多体动力学刚柔耦合建模方法的有效性。仿真结果表明:与单一轴承间隙故障相比,同类轴承复合间隙故障下十字头振动加速度减小,而不同类轴承-滑道复合间隙故障下十字头振动加速度增大。此外,摩擦力和转速增大,会进一步加剧复合间隙故障下十字头振动冲击幅值与次数。 展开更多
关键词 故障诊断 往复压缩机 复合间隙故障 动力学响应 刚柔耦合
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90 MPa高压隔膜压缩机油缸优化设计
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作者 李凯 任省栋 +1 位作者 张升涛 贾晓晗 《流体机械》 北大核心 2025年第4期83-92,共10页
针对加氢站用90 MPa隔膜压缩机的油缸断裂问题,采用Ansys Workbench有限元分析软件建立高压级膜头的热固耦合模型,对油缸强度进行分析,并提出一种通孔螺栓油缸连接结构,对改进油缸结构进行强度校核。结果表明:当油缸底部圆角尺寸为0.5 m... 针对加氢站用90 MPa隔膜压缩机的油缸断裂问题,采用Ansys Workbench有限元分析软件建立高压级膜头的热固耦合模型,对油缸强度进行分析,并提出一种通孔螺栓油缸连接结构,对改进油缸结构进行强度校核。结果表明:当油缸底部圆角尺寸为0.5 mm时,局部应力为1 665 MPa,超过材料屈服强度,导致油缸发生应力集中现象,在交变循环载荷作用下油缸发生疲劳失效;油缸底部圆角增至3 mm时油缸最大应力793 MPa,满足强度要求;改进通孔螺栓油缸连接结构可使相同圆角尺寸的油缸最大应力降低17%,改进结构油缸底部圆角尺寸为3 mm时,油缸最大应力649 MPa,满足强度设计要求。研究可为90 MPa隔膜压缩机油缸的结构设计提供参考。 展开更多
关键词 隔膜压缩机 油缸失效 热固耦合模型 塑性变形 通孔油缸结构
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