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发动机燃油泵空化研究进展
1
作者 王永康 陈文刚 +2 位作者 王海军 Dongyang LI 王文 《流体机械》 北大核心 2025年第1期76-84,96,共10页
发动机燃油泵的空化对发动机的使用安全和寿命有着重大影响,通过综合国内外对于发动机燃油泵内空化研究成果的概述,系统地归纳总结了空化在燃油泵中形成的原因、影响因素、研究方法以及发展现状等,指出了影响流体机械内空化产生与发展... 发动机燃油泵的空化对发动机的使用安全和寿命有着重大影响,通过综合国内外对于发动机燃油泵内空化研究成果的概述,系统地归纳总结了空化在燃油泵中形成的原因、影响因素、研究方法以及发展现状等,指出了影响流体机械内空化产生与发展的两大因素,即发生空化作用物体的几何形态以及物理因素(如压力、温度等)。对研究与观察燃油泵空化现象的方法进行了整理与划分,并给出了研究流体机械内空化现象以及降低空化影响的新方案,为发动机燃油泵的优化提供了方向。 展开更多
关键词 空化 燃油泵 影响因素 流体机械
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可靠性强化试验技术在电动闸阀故障识别中的应用 被引量：1
2
作者 张林 汤文斌 +4 位作者 刘杰 闫晓 湛力 李明刚 周吴 《流体机械》 北大核心 2025年第3期110-118,共9页
为探究电动闸阀的可靠性及轻微故障识别技术的难点,采用可靠性强化试验技术在非破坏条件下开展电动阀门故障模拟试验,成功获取了2种典型故障模式的响应数据,最后采用决策树、随机森林和梯度提升3种机器学习方法,并结合网格搜索和Actor-C... 为探究电动闸阀的可靠性及轻微故障识别技术的难点,采用可靠性强化试验技术在非破坏条件下开展电动阀门故障模拟试验,成功获取了2种典型故障模式的响应数据,最后采用决策树、随机森林和梯度提升3种机器学习方法,并结合网格搜索和Actor-Critic强化学习2种优化方案,对试验数据进行了分析。结果表明,可靠性强化试验技术能够在不破坏阀门的前提下,低成本、高效地模拟阀门卡滞和卡死故障;电流与振动特征的组合显著提高了故障识别精度,尤其是在随机森林和梯度提升算法中正常数据识别精度达98%,在随机森林和决策树算法中故障数据识别精度最高达到82%;多特征融合有助于充分利用数据的特性提升模型性能;强化学习在提升随机森林性能方面表现出色,振动特征下准确率提升21%,振动电流组合特征下提升15%,电流特征下提升6%;但在梯度提升树中未能显著改善性能,反而导致其产生一定程度的下降;决策树适合处理多特征组合数据,表现出更高的故障识别精度;而随机森林在单一特征和多特征组合下均表现稳定,训练时间和识别精度均具有较高的鲁棒性;梯度提升树在某些特征类型下的表现波动较大,应针对其特点进行进一步优化;在实际工业故障诊断中,应优先考虑随机森林和决策树算法,结合多特征融合和优化方法以提升分类性能。研究可为电动闸阀的故障识别提供参考。 展开更多
关键词 电动阀门 可靠性强化 故障模拟 故障识别
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空气源热泵系统电加热延霜的试验研究 被引量：1
3
作者 黄东 吴思远 +1 位作者 赵日晶 王飞 《流体机械》 北大核心 2025年第4期18-23,共6页
针对空气源热泵冬季制热运行时因室外机结霜引起的制热量衰减问题,在室外换热器的进口管上安装一个电加热器,以提升蒸发温度,延缓外机结霜,降低除霜频率。搭建试验样机,测试对比有/无电加热时系统的性能,对比恒定工作参数和自动调节的差... 针对空气源热泵冬季制热运行时因室外机结霜引起的制热量衰减问题,在室外换热器的进口管上安装一个电加热器,以提升蒸发温度,延缓外机结霜,降低除霜频率。搭建试验样机,测试对比有/无电加热时系统的性能,对比恒定工作参数和自动调节的差异,研究电加热功率、压缩机频率、膨胀阀开度、外风机转速对制热性能的影响。结果表明,560 W电加热可使制热时间延长15.1%,平均制热量提升1.6%;在0~735 W功率范围内,制热时间随电加热功率线性增长,平均每100 W加热功率延长制热时间2.4 min。研究可为空气源热泵除霜提供参考。 展开更多
关键词 空气源热泵 延霜 电加热 热舒适性
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变径管内流噪声特性及优化研究
4
作者 谈明高 王昊晨 +3 位作者 刘厚林 吴登昊 吴江海 吴贤芳 《流体机械》 北大核心 2025年第6期104-110,共7页
为探究变径管内流噪声特性,采用大涡模拟(LES)耦合Smagorinsky亚格子模型对变径管内流场进行非定常数值模拟,结合脉动压力分析管内声源强度分布,利用Lighthill声比拟理论提取声源,进而通过声学有限元方法计算变径管内声场,并通过试验对... 为探究变径管内流噪声特性,采用大涡模拟(LES)耦合Smagorinsky亚格子模型对变径管内流场进行非定常数值模拟,结合脉动压力分析管内声源强度分布,利用Lighthill声比拟理论提取声源,进而通过声学有限元方法计算变径管内声场,并通过试验对比验证数值计算方法的可靠性。以总声压级(OSPL)作为优化评判标准,采用双曲线结构对变径管进行结构优化。结果表明:该计算方法能有效预测管道内流噪声,与试验结果的相对误差在3%以内;变径管内的压力脉动强度峰值集中于进口与出口变径处,其脉动压力均方根(Cp,RMS)最大值分别为0.086 3和0.083 1;变径处、出口及进口的总声压级依次为138.07 dB,135.48 dB,134.35 dB;双曲线结构显著降低了变径处的压力脉动及管内流动噪声,进口、变径处及出口的流噪声总声压级分别降低7.37%,8.85%和8.23%。研究为变径管的结构优化设计提供了理论参考。 展开更多
关键词 变径管 内流噪声 脉动压力 双曲线优化结构 降噪优化 计算声学
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基于图像识别的换热器结霜特性试验研究
5
作者 胡开永 李尔康 +3 位作者 靳涛 郑晨潇 孙欢 宁静红 《流体机械》 北大核心 2025年第5期9-14,共6页
为了实现换热器“按需除霜”的调控目的,搭建了换热器结霜性能测试实验台,采用图像识别技术对不同迎面风速条件下的翅片换热器的结霜特性进行了研究,并对动态结霜过程制冷系统的制冷量变化进行了分析。结果表明,测试时间1 h内,在相同空... 为了实现换热器“按需除霜”的调控目的,搭建了换热器结霜性能测试实验台,采用图像识别技术对不同迎面风速条件下的翅片换热器的结霜特性进行了研究,并对动态结霜过程制冷系统的制冷量变化进行了分析。结果表明,测试时间1 h内,在相同空气入口温度和湿度条件下,风速由0 m/s增加到1,2 m/s时,随着风速的增加,翅片管换热器表面的结霜量逐渐减少,换热器结霜堵塞率分别为88.99%,74.93%,39.88%,翅片末端结霜厚度分别为1.169,0.729,0.321 mm;风速较大时,换热器结霜堵塞率较小,对换热器换热能力起到强化作用,从而提高系统的制冷量;风速较低时,换热器结霜堵塞率较大,降低了换热器换热能力,导致系统制冷量降低。研究可为实现换热器“按需除霜”提供理论和技术支持。 展开更多
关键词 图像识别 灰度处理 二值化 结霜量 结霜堵塞率
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热泵蒸汽机的研究现状及发展趋势
6
作者 吴玉庭 马旭东 +3 位作者 杜彦君 雷标 鹿院卫 张灿灿 《流体机械》 北大核心 2025年第5期80-91,共12页
工业脱碳是中国实现“双碳”目标面临的主要挑战,目前,关于工业脱碳的研究集中在供给侧,少有针对需求侧的研究,而需求侧生产工业蒸汽的能耗占总工业能耗近30%,是工业脱碳的有效着力点。热泵蒸汽机针对工业蒸汽需求,凭借其显著的能质提... 工业脱碳是中国实现“双碳”目标面临的主要挑战,目前,关于工业脱碳的研究集中在供给侧,少有针对需求侧的研究,而需求侧生产工业蒸汽的能耗占总工业能耗近30%,是工业脱碳的有效着力点。热泵蒸汽机针对工业蒸汽需求,凭借其显著的能质提升能力,为工业脱碳提供了一种极具前景的替代方案。本文综述了国内外热泵蒸汽机的研究现状,分别从提高系统效率和提高输出温度两个方面提出了热泵蒸汽机未来的研究方向。结果表明,在制冷剂方面,使用人工智能和神经网络等方法预测高温混合制冷剂的性质将是工质的主要研究方向;在冷媒压缩机方面,对涡旋压缩机提出新的组合剖面、新的密封结构及设计新的轴向力平衡方法,对活塞压缩机使用梯形活塞和阶梯式混合排量活塞等创新密封方法,对螺杆压缩机的几何参数、运行条件、系统结构和驱动配置实施优化策略将是冷媒压缩机的主要研究方向;在水蒸气压缩机方面,对离心压缩机降低排气温度和开发廉价高性能叶片,对螺杆压缩机进行精确喷水控制和系统可靠性设计将是水蒸气压缩机的主要研究方向。 展开更多
关键词 热泵蒸汽机 高温热泵 混合制冷剂 高温压缩机 水蒸气压缩机
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基于重叠网格的滑阀流场动态特性分析
7
作者 袁志成 杨濛 +2 位作者 叶天明 卞永明 侯泽然 《流体机械》 北大核心 2025年第4期102-109,共8页
为了揭示不同结构阀芯在动态滑移过程中对滑阀内部流场的影响,借助基于重叠网格方法的非定常仿真技术,分析了3种阀芯(典型阀芯、双曲阀芯和涡轮叶片式阀芯,阀门出口射流角分别为90°,45°和30°)移动时滑阀内部流场的动态... 为了揭示不同结构阀芯在动态滑移过程中对滑阀内部流场的影响,借助基于重叠网格方法的非定常仿真技术,分析了3种阀芯(典型阀芯、双曲阀芯和涡轮叶片式阀芯,阀门出口射流角分别为90°,45°和30°)移动时滑阀内部流场的动态特性。其中,阀芯和阀腔计算域分别设置在前景网格和背景网格,随着阀芯的运动,阀腔内的流体域相应发生变化,从而达到滑阀启闭的效果。结果表明,1 MPa的进、出口压差条件下,滑阀内部流场速度最大可达50 m/s,对滑阀产生的横向液动力最大可达100 N;阀芯位移大小和方向的动态变化对滑阀内流场的速度、压力和湍流分布影响较大,且圆弧形阀芯(双曲阀芯和涡轮叶片式阀芯)能够明显降低阀腔内最大湍流动能和出口负压回流;典型滑阀在正反方向调节过程中出现流量振荡和负压回流现象,导致流场不稳定,湍动能最大约为400 J/kg;双曲滑阀结构对称,阀口开度相同时,阀芯移动方向对流场的波动特性影响较小,湍动能最大约为330 J/kg;涡轮叶片式滑阀因其较大的入流边界,表现出优越的流量调节、压力分布和湍流抑制能力。研究结果可为高精度滑阀的设计提供理论基础和设计准则。 展开更多
关键词 液压滑阀 阀芯结构 重叠网格 动态数值计算
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高温制冷工况下三压力热泵系统性能试验研究
8
作者 白静 和思源 +4 位作者 崔四齐 郑慧凡 王乐健 范惠芳 陈明志 《流体机械》 北大核心 2025年第4期24-29,共6页
针对空气源热泵系统在极端工况下制冷效果不佳、能效比(EER)和运行可靠性较低等问题,开发了三压力热泵系统,并搭建实验台。通过试验研究,对比分析了单级热泵系统和三压力热泵系统的制冷性能。结果表明,随着压缩机转速的提高,相比于单级... 针对空气源热泵系统在极端工况下制冷效果不佳、能效比(EER)和运行可靠性较低等问题,开发了三压力热泵系统,并搭建实验台。通过试验研究,对比分析了单级热泵系统和三压力热泵系统的制冷性能。结果表明,随着压缩机转速的提高,相比于单级系统,在4 500 r/min时,三压力系统的制冷量提高9.7%,EER提高4.72%,且排气温度降低4.23%;当室外温度大于43℃时,相对于单级系统,三压力系统的制冷量和EER提升率增加,室外温度为43,46℃时,三压力系统制冷量分别提高26.06%,37.9%,EER分别提高8.6%,20.5%;随着室外温度的升高,三压力系统抑制压缩机排气温度的效果越明显,当室外温度为46℃时,排气温度降低12.33%。研究结果可为空气源热泵系统在极端工况中的应用提供参考。 展开更多
关键词 三压力热泵系统 极端工况 能效比
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桨叶布置方式对自吸射流搅拌振动特性的影响
9
作者 张静 郑子健 +2 位作者 李明洋 程思淼 龚斌 《流体机械》 北大核心 2025年第4期110-118,共9页
为了探究桨叶布置方式对自吸射流搅拌桨振动特性的影响,采用试验和模拟相结合的方法,对比研究了桨叶同向(SJI)和交错(PSJI)布置的搅拌槽内流体流动特性及搅拌功耗,并分析了静模态和预应力模态下搅拌桨振动特性的差异。结果表明,桨叶交... 为了探究桨叶布置方式对自吸射流搅拌桨振动特性的影响,采用试验和模拟相结合的方法,对比研究了桨叶同向(SJI)和交错(PSJI)布置的搅拌槽内流体流动特性及搅拌功耗,并分析了静模态和预应力模态下搅拌桨振动特性的差异。结果表明,桨叶交错布置形成的上冲、下冲射流增加了搅拌槽内流体流动的复杂性;幂律流体工况下,PSJI桨叶周围流体的黏度和搅拌功耗比SJI分别降低1.2%和4.0%,PSJI最大应力比SJI高8.86%;模态分析中,第1,2阶静模态与预应力模态下的振型差异最大,受桨叶布置方式影响,PSJI振型比SJI高出14%~18%;以第6阶静模态和预应力模态下的振型为例进行分析,流动介质对PSJI振型的影响小于SJI搅拌桨,振型最大值均出现在射流出口处;交错布置的桨叶强化了搅拌槽底部流体流动,增强了对幂律流体的剪切稀化作用,降低了搅拌功耗。研究可为搅拌桨的优化设计和应用提供参考。 展开更多
关键词 自吸射流搅拌桨 桨叶布置方式 幂律流体 流固耦合 模态分析
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基于瞬态流场分析的小排量潜油螺杆泵的结构优化设计
10
作者 祖海英 付灵芝 +2 位作者 叶卫东 刘永鹏 张维良 《流体机械》 北大核心 2025年第6期58-66,共9页
针对小排量潜油螺杆泵因泄漏量大导致容积效率低的问题,以GLB-20型螺杆泵为研究对象,借助Ansys Fluent软件,基于用户自定义函数(UDF)和动网格技术构建流体仿真模型,对小排量潜油螺杆泵的瞬态与稳态流场进行模拟;探究偏心距、定子导程、... 针对小排量潜油螺杆泵因泄漏量大导致容积效率低的问题,以GLB-20型螺杆泵为研究对象,借助Ansys Fluent软件,基于用户自定义函数(UDF)和动网格技术构建流体仿真模型,对小排量潜油螺杆泵的瞬态与稳态流场进行模拟;探究偏心距、定子导程、间隙等结构参数对流场流速及泄漏量的影响规律,并通过试验验证优化结果,获得螺杆泵结构的最优设计方案。结果表明,螺杆泵运行时呈现显著的谐波变化特性,流量在单个周期内出现2次脉动,与定转子导程比值一致;瞬态流场较稳态流场更贴合实际工况;间隙是影响泄漏量和流场流速的最关键因素,其中定子导程对流场流速的影响程度大于偏心距,而偏心距对泄漏量的影响程度大于定子导程。采用Box-Behnken设计法(BBD)优化后的螺杆泵结构参数:偏心距1.8 mm、定子导程78 mm、间隙0.3 mm,泄漏量较优化前减少12.7%,容积效率显著提升且流动稳定性增强。该研究成果可为小排量潜油螺杆泵的开发与应用提供设计依据和参考。 展开更多
关键词 小排量潜油螺杆泵 瞬态流场 用户自定义函数(UDF) BBD响应面法 结构优化设计
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90 MPa高压隔膜压缩机油缸优化设计
11
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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室内自然对流散热的直膨式空气源热泵研究进展
12
作者 马国远 孙尚瑜 +1 位作者 许树学 荣维来 《流体机械》 北大核心 2025年第3期79-88,共10页
在“煤改电”清洁取暖政策推动下,空气源热泵取暖技术得到快速发展。在介绍传统热水型和热风型空气源热泵供暖技术研究的基础上,着重解析新型直膨式空气源热泵供暖技术的原理、末端发展型式及其构造特征,如冷凝直接散热、冷凝间接散热... 在“煤改电”清洁取暖政策推动下,空气源热泵取暖技术得到快速发展。在介绍传统热水型和热风型空气源热泵供暖技术研究的基础上,着重解析新型直膨式空气源热泵供暖技术的原理、末端发展型式及其构造特征,如冷凝直接散热、冷凝间接散热和冷凝蓄热散热末端,并对其应用领域及实际运行效果进行了综合评价,自然对流散热的直膨式空气源热泵供暖无中间热媒二次换热,制热速度快,有效改善了室内热舒适性,提升了能效比。此外,展望了空气源热泵供暖技术未来的发展方向,从末端高效化和系列化、工质低全球变暖潜能值(GWP)化、运行和调控合理化、热泵多功能化、与住宅兼容化等方面进一步完善,可为促进和扩大其工程应用提供参考。 展开更多
关键词 空气源热泵 自然对流末端 研究进展 直膨式
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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
13
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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齿轮泵用内啮合无干涉齿廓副设计新方法
14
作者 李云峰 《流体机械》 北大核心 2025年第7期79-85,共7页
为简化齿轮泵用内啮合无干涉齿廓副设计的复杂性,提出了一种由无干涉主动齿廓直接得到复杂的无干涉从动齿廓设计新方法。以共轭距和传动角为设计参数,建立内共轭齿廓副的通用坐标方程,通过分析齿廓干涉和干涉处坐标异向变动关系,提出零... 为简化齿轮泵用内啮合无干涉齿廓副设计的复杂性,提出了一种由无干涉主动齿廓直接得到复杂的无干涉从动齿廓设计新方法。以共轭距和传动角为设计参数,建立内共轭齿廓副的通用坐标方程,通过分析齿廓干涉和干涉处坐标异向变动关系,提出零坐标导数及无干涉最小啮合角创新方法,通过渐开线和直线齿廓设计进行了应用验证。结果表明,无量纲共轭距和传动角为重合度、啮合角和主动轮齿数的函数式,函数式可由主动齿廓的曲线类型确定;零坐标导数法等价于零曲率半径法,最小啮合角仅为重合度和主动轮齿数的函数式;主、从动轮齿数为6,9,重合度为1.04,标准压力角(20°)和标准齿顶高系数(1.0)时,渐开线内啮合齿廓副的无干涉最小啮合角为28.57º;主、从动轮齿数为9,12,重合度为1.3时,直线内啮合齿廓副的无干涉最小啮合角为42º。研究得出零坐标导数方法简单,啮合角设计理论正确可靠,能适用于任何内啮合齿廓副的无干涉设计。 展开更多
关键词 内啮合齿廓副 无干涉齿廓设计 零坐标导数 最小啮合角 零曲率半径 渐开线齿轮 直线齿轮
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颗粒速度对风机翼段动态磨损及气动性能影响研究
15
作者 李德顺 强仕林 《流体机械》 北大核心 2025年第5期48-55,共8页
针对含尘环境下灰尘颗粒冲蚀叶片表面造成磨损后导致通风效率下降的问题,开展了轴流风机翼段冲蚀磨损动态预测的研究。通过模拟风机三维翼段在气固两相流作用下的冲蚀过程,研究了灰尘颗粒冲蚀直翼段表面的动态演化过程,并分析了不同来... 针对含尘环境下灰尘颗粒冲蚀叶片表面造成磨损后导致通风效率下降的问题,开展了轴流风机翼段冲蚀磨损动态预测的研究。通过模拟风机三维翼段在气固两相流作用下的冲蚀过程,研究了灰尘颗粒冲蚀直翼段表面的动态演化过程,并分析了不同来流速度工况下翼段表面磨损形貌变化情况及其对气动性能的影响。研究结果表明:随着冲蚀时间的推进,翼段表面前缘的冲蚀磨损累积效应显著,颗粒对翼段表面的磨损程度逐渐加剧,冲蚀小坑的深度不断增加,当灰尘和翼段表面相对速度为25 m/s、冲蚀时间达到80 h时,翼段表面最大冲蚀深度接近1 mm,翼段表面磨损形貌的变化引起了翼段表面压力系数的波动和静压力的紊乱。此外,随着来流速度的增加,吸力面发生流动分离的位置逐渐后移,近壁区流动趋向不稳定。研究成果可为风机设计的优化和提高其在恶劣环境下的耐用性提供科学依据。 展开更多
关键词 轴流风机 相对速度 动态磨损 压力系数 气动性能
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基于数字孪生的水泵水轮机实时监测系统
16
作者 李琪飞 李润涛 +1 位作者 辛路 陈祥玉 《流体机械》 北大核心 2025年第5期102-109,共8页
针对抽水蓄能机组运行过程中数字化、智能化水平不足,以及现有仿真软件计算耗时较长、无法满足数字孪生系统实时性需求等问题,提出了一种基于数字孪生技术的解决方案,旨在提升对水泵水轮机的监控预测能力。采用本征正交分解降阶方法建... 针对抽水蓄能机组运行过程中数字化、智能化水平不足,以及现有仿真软件计算耗时较长、无法满足数字孪生系统实时性需求等问题,提出了一种基于数字孪生技术的解决方案,旨在提升对水泵水轮机的监控预测能力。采用本征正交分解降阶方法建立降阶模型,并通过FMI协议将其集成至系统中,结合Open3D点云实现了可视化交互,整个过程仅耗时728.6 ms;同时,基于长短期记忆网络算法开发了压力脉动预测模型,用于运行状况的提前预测,且预测的准确性大于96%;此外,通过Unity3D平台开发完整的数字孪生系统,并验证了其有效性和可行性。研究可为抽水蓄能机组的数字化、智能化提供一种全新的解决方案,对水力发电行业的智能化升级和现代化转型具有重要意义。 展开更多
关键词 水泵水轮机 数字孪生 降阶模型 长短期记忆网络 监控预测
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冷库板式蒸发器传热特性及结构优化研究
17
作者 徐迅 苑昭阔 《流体机械》 北大核心 2025年第6期39-47,共9页
为提高冷库制冷系统蒸发器的传热性能,设计了一种板式蒸发器,采用模拟结合试验的方法分析了制冷剂质量流量以及空气侧迎面风速对板式蒸发器传热特性的影响,并提出一种带中间通道的优化结构。在制冷剂R22入口干度0.27,温度-5℃,压力0.421... 为提高冷库制冷系统蒸发器的传热性能,设计了一种板式蒸发器,采用模拟结合试验的方法分析了制冷剂质量流量以及空气侧迎面风速对板式蒸发器传热特性的影响,并提出一种带中间通道的优化结构。在制冷剂R22入口干度0.27,温度-5℃,压力0.4218 MPa,质量流量0.017 kg/s,空气入口温度6℃,相对湿度80%,流速3 m/s的工况下,对板式蒸发器传热特性进行了研究。结果表明:设计工况下板式蒸发器制冷量为2.86 kW,制冷剂侧压降为1150 Pa,空气侧压降为412 Pa;制冷剂质量流量增加,制冷量增大,但当制冷剂质量流量增大到0.017 kg/s时增速明显减缓,制冷剂侧压降也增大,且增幅逐渐增大;空气侧进口流速增加,制冷量增大,但增大到3 m/s时增速明显减缓,空气侧压降也增大,且增幅逐渐增大;制冷剂质量流量取值与空气入口条件应相互匹配;带中间连通结构的板式蒸发器与原结构相比,制冷量提升9.4%以上,制冷剂侧压降增加18.3%,空气侧压降增加20.2%;中间连通结构能够提升蒸发器的传热性能。研究结果可为冷库制冷系统蒸发器的研究和设计提供参考。 展开更多
关键词 冷库 板式蒸发器 传热特性 数值模拟 结构优化
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非稳态平行射流推力耦合特性研究
18
作者 贺小峰 黄贺文 刘俊宇 《流体机械》 北大核心 2025年第7期53-60,共8页
为了研究非稳态平行射流推力耦合特性规律,建立了数值仿真模型,考察了射流速度函数、中心轴距和时间相位差对推力耦合特性的影响,并通过试验数据对模型进行了验证。结果表明,在中心轴距为1.5D(D为喷嘴直径)下,双喷嘴与单喷嘴射流的平均... 为了研究非稳态平行射流推力耦合特性规律,建立了数值仿真模型,考察了射流速度函数、中心轴距和时间相位差对推力耦合特性的影响,并通过试验数据对模型进行了验证。结果表明,在中心轴距为1.5D(D为喷嘴直径)下,双喷嘴与单喷嘴射流的平均推力比值K随时间相位差增大而增大(一个射流周期内),最大推力损失达到8.53%;在较大时间相位差时出现K>1,即耦合推力呈现增强效应;最大推力增强仅为0.42%,单纯依靠涡环间的相互诱导作用产生的推力增强效应很微弱;当中心轴距为2.5D和2.0D时,平均推力比值K随时间相位差增大则呈现出先减后增的规律,其范围分别为0.9945~0.9973和0.9866~0.9975。研究成果可为水下非稳态推进器的设计提供参考,尤其在推力增强方面的新发现,为水下高效推进器的设计提供新思路。 展开更多
关键词 非稳态射流 平行射流 推力耦合 推力增强
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蓄冰槽内冰浆蓄冷特性及蓄冷周期研究
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作者 时国华 傅豪杰 +1 位作者 李昕悦 周文博 《流体机械》 北大核心 2025年第5期40-47,共8页
为了探究冰浆流速、冰浆入口含冰率和冰晶粒径对蓄冰槽蓄冷周期的影响,建立并试验验证了蓄冰槽内冰浆动态存储模型,试验和模拟研究了开口式蓄冰槽内动态冰浆蓄冷特性。结果表明,当冰晶粒径为0.8 mm时,蓄冰槽最大蓄冷能力对应的含冰率为2... 为了探究冰浆流速、冰浆入口含冰率和冰晶粒径对蓄冰槽蓄冷周期的影响,建立并试验验证了蓄冰槽内冰浆动态存储模型,试验和模拟研究了开口式蓄冰槽内动态冰浆蓄冷特性。结果表明,当冰晶粒径为0.8 mm时,蓄冰槽最大蓄冷能力对应的含冰率为29.5%,富冰层厚度扩展到槽底;增大冰浆流速和提高冰浆入口含冰率均能大幅缩短蓄冰槽蓄冷周期;当冰浆入口流速由0.5 m/s增至0.9 m/s时,蓄冷周期缩短了约41%;当冰浆入口含冰率由1%增至3%时,蓄冷周期缩短了约66%,当冰浆入口含冰率由5%增至9%时,蓄冷周期缩短了约42%。考虑到冰浆运输时存在的冰堵现象,采用冰浆入口含冰率为5%~7%、冰浆入口流速为0.5~0.7 m/s,可经济有效地保障较短的蓄冷周期;当蓄冷能力相同时,冰晶粒径对蓄冰槽蓄冷周期的影响可忽略。研究结果为冰浆蓄冷系统的蓄冷运行及电力调控响应应用提供理论参考。 展开更多
关键词 冰浆 多相流 蓄冰槽 蓄冷周期
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基于响应面法的仿生鱼鳞离心泵减阻机理研究
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作者 代翠 朱全章 +2 位作者 曹晶剑 张义 董亮 《流体机械》 北大核心 2025年第7期37-46,共10页
为了研究仿生鱼鳞离心泵的减阻机理,利用响应面法优化设计了仿生鱼鳞凹坑的结构参数,确定了减阻效果最佳时各结构参数的取值。研究发现,在不同工况下,仿生鱼鳞凹坑结构均能够改善离心泵的水力性能;且在额定工况下的提升最明显,相较于基... 为了研究仿生鱼鳞离心泵的减阻机理,利用响应面法优化设计了仿生鱼鳞凹坑的结构参数,确定了减阻效果最佳时各结构参数的取值。研究发现,在不同工况下,仿生鱼鳞凹坑结构均能够改善离心泵的水力性能;且在额定工况下的提升最明显,相较于基础泵,扬程和效率分别提高了0.88 m和3.71个百分点,增效率为5.13%,减阻率为4.30%;仿生鱼鳞凹坑一方面增大了叶片工作面与内部流体的接触面积,改善了叶片壁面剪应力分布,另一方面使得近壁面边界层增厚,减小了叶片近壁面雷诺应力;仿生鱼鳞凹坑能够破坏叶片表面的涡结构,减小离心泵内部涡核和叶片出口处涡区域,并降低能量交换和转化的强度,延缓边界层分离,抑制了流体流动时层流向湍流的转变,使得内部流动更均匀,进而减小了离心泵运行时所受阻力。研究可为离心泵的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 长短叶片离心泵 仿生鱼鳞凹坑结构 优化设计 减阻机理
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