梳齿角对“迷宫+蜂窝”复合密封泄漏及动力特性的影响 被引量：1

1

作者 谢岸杭 赖喜德 +3 位作者 陈小明 刘升波 唐乾皓 谭兴 《汽轮机技术》 北大核心 2024年第4期261-265,274,共6页

近年来,一类在传统迷宫密封梳齿间增添蜂窝的复合密封结构逐步应用于叶片式压缩机等高速透平机械。为探究梳齿角对复合密封的泄漏及动力特性的影响,结合某叶片式压缩机优化设计实际需求,建立了静子齿复合密封(TOS CS)、转子齿复合密封(T... 近年来,一类在传统迷宫密封梳齿间增添蜂窝的复合密封结构逐步应用于叶片式压缩机等高速透平机械。为探究梳齿角对复合密封的泄漏及动力特性的影响,结合某叶片式压缩机优化设计实际需求,建立了静子齿复合密封(TOS CS)、转子齿复合密封(TOR CS)两种复合密封的三维模型,采用数值模拟方法分析在半频涡动下梳齿角对两种复合密封的泄漏及动力特性的影响。结果表明:TOR CS的泄漏量随着梳齿角的增大而减小,而TOS CS存在一个临界角度θ_(cr),梳齿角低于θ_(cr)时,泄漏量随着梳齿角的增大而减小,梳齿角高于θ_(cr)时,泄漏量随着梳齿角的增大而增大。两种复合密封的泄漏量随压缩机的压比的增大而升高,压比的增大对小梳齿角TOS CS、大梳齿角TOR CS泄漏量影响较大。在半频涡动下,相同梳齿角的TOS CS有效阻尼比TOR CS高56.4%~61.2%,随着梳齿角的增大,TOS CS与TOR CS直接刚度、交叉刚度降低,直接阻尼增大,TOS CS与TOR CS的有效阻尼分别提升了89.5%、83.2%,转子稳定性可得到提升。研究结论为高转速透平机械的复合密封结构优化设计提供了有力支撑。 展开更多

关键词 梳齿角 复合密封 数值模拟 泄漏量 密封动力特性

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高速离心泵一体式叶轮多目标优化设计 被引量：1

2

作者 邓莎 赖喜德 +2 位作者 陈小明 逯广平 刘升波 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第3期254-259,267,共7页

为提高高速离心泵的水力性能并保证结构紧凑和可靠性要求,在其他过流部件不变的条件下,需设计一种具有传统高速离心泵的诱导轮和叶轮功能的一体式叶轮.结合某实际工程运行参数要求,设计了3个长叶片和3个分流叶片的一体式叶轮初始模型.... 为提高高速离心泵的水力性能并保证结构紧凑和可靠性要求,在其他过流部件不变的条件下,需设计一种具有传统高速离心泵的诱导轮和叶轮功能的一体式叶轮.结合某实际工程运行参数要求,设计了3个长叶片和3个分流叶片的一体式叶轮初始模型.以提高高速离心泵的效率和降低必需空化余量为优化目标,采用Box-Behnken设计对一体式叶轮的几何参数进行显著性分析来确定叶轮优化变量.利用响应面法建立目标函数与优化变量的代理模型,并采用NSGA-Ⅱ算法求解得到最优叶轮设计参数.结果表明:在额定流量工况下,采用优化设计后的叶轮高速离心泵水力效率比采用初始叶轮时提高6.23%,必需空化余量降低2.01%.同时,优化一体式叶轮不仅能有效抑制分流叶片进口吸力面侧附近的低压区,改善叶轮内部流场流态,还能减小空泡体积,将空泡体积分数最大的区域位置前移,表明文中所提的一体式叶轮多目标优化设计方法可行. 展开更多

关键词 高速离心泵 一体式叶轮 优化设计 响应面法 NSGA-Ⅱ算法

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基于非线性谐波法的多级轴流压缩机叶顶间隙流动分析

3

作者 符永耀 赖喜德 +4 位作者 陈小明 刘升波 唐乾皓 谭兴 逮广平 《汽轮机技术》 北大核心 2024年第5期342-348,共7页

为了探究叶顶间隙对多级轴流压缩机的内部流动和气动性能的影响,对某12级多级轴流压缩机进行研究。首先,基于数值模拟预测出叶顶间隙为近零间隙(C_(n0))、设计间隙(C_(d))、1.5倍设计间隙(1.5C_(d))、2倍设计间隙(2C_(d))的压缩机性能曲... 为了探究叶顶间隙对多级轴流压缩机的内部流动和气动性能的影响,对某12级多级轴流压缩机进行研究。首先,基于数值模拟预测出叶顶间隙为近零间隙(C_(n0))、设计间隙(C_(d))、1.5倍设计间隙(1.5C_(d))、2倍设计间隙(2C_(d))的压缩机性能曲线;然后,在此基础上采用非线性谐波法(NLH)对不同间隙模型进行非定常数值模拟计算;最后,对模拟结果的内部流场状况进行分析。研究结果表明:叶顶间隙大小不仅影响压缩机的流量特性曲线,而且在某个间隙时压缩机的性能最佳,同时在稳定的工作范围内存在一个最佳间隙,即失速裕度最佳值。通过对压缩机叶顶区域流场的分析,从非定常流场的角度阐明了叶顶泄漏流形成的涡对压缩机性能影响的原因,在近零间隙模型中,叶顶间隙涡不明显,由间隙过小导致堵塞引起叶片吸力面出现较大范围的高速流动区域。当叶尖间隙在最优值左右时,叶尖泄漏流动抑制了流动分离。而随着叶顶间隙的不断增大,叶顶间隙引起涡的尺度和强度也相应增大,使压缩机性能降低。 展开更多

关键词 多级轴流压缩机 非线性谐波法 叶顶间隙 叶顶间隙涡

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透平机械新型叶片材料表面强化处理研究

4

作者 汪小淞 郑继鹏 +1 位作者 宋巍 雷超 《热加工工艺》 北大核心 2024年第15期15-18,共4页

为了比较新型双金属、渗氮、喷涂Al2O3、喷涂Ni-Al、SERMETEL-W涂层等5种表面处理强化方法的强化效果,分别对1Cr11Ni3W2MoVNb、1Cr11Ni2W2MoV、2Cr13等材质叶片试样采用上述5种强化方式进行处理,然后进行吹砂试验及盐雾试验,研究透平机... 为了比较新型双金属、渗氮、喷涂Al2O3、喷涂Ni-Al、SERMETEL-W涂层等5种表面处理强化方法的强化效果,分别对1Cr11Ni3W2MoVNb、1Cr11Ni2W2MoV、2Cr13等材质叶片试样采用上述5种强化方式进行处理,然后进行吹砂试验及盐雾试验,研究透平机械新型叶片材料的耐腐蚀性及耐冲蚀性能。结果表明,1Cr11Ni3W2MoVNb新型叶片材料与传统的2Cr13、1Cr11Ni2W2MoV叶片材料相比,具有更优的耐冲蚀性及耐腐蚀性能。采用新型双金属强化工艺处理的叶片,具有最佳的耐腐蚀性以及较好的抗冲刷能力。 展开更多

关键词 透平机 叶片 表面强化 新型双金属 耐腐蚀性 抗冲刷能力

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等壁厚螺杆钻具橡胶衬套失效研究 被引量：5

5

作者 童华 陈国银 祝效华 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期154-161,共8页

与常规壁厚螺杆钻具相比,等壁厚螺杆钻具以其输出功率大,输出扭矩稳定等优点获得业内认可。随着等壁厚螺杆钻具的逐步推广使用,等壁厚橡胶衬套失效问题也日益突出。橡胶衬套失效以后,螺杆钻具输出性能降低,使用寿命也减小,这对钻井速度... 与常规壁厚螺杆钻具相比,等壁厚螺杆钻具以其输出功率大,输出扭矩稳定等优点获得业内认可。随着等壁厚螺杆钻具的逐步推广使用,等壁厚橡胶衬套失效问题也日益突出。橡胶衬套失效以后,螺杆钻具输出性能降低,使用寿命也减小,这对钻井速度和钻井效益都有较大影响。基于热力学原理、Principal strain疲劳算法,建立螺杆马达定转子数值模型,研究了井深、过盈量及粗糙度对橡胶衬套热力学行为的影响,并运用Fe-safe疲劳分析预测橡胶衬套寿命。研究结果表明,等壁厚橡胶衬套主要失效形式为疲劳失效;通过等壁厚与常规壁厚橡胶衬套对比分析可知,等壁厚橡胶衬套较常规壁厚橡胶衬套有更好的密封性能,且对静液柱压力敏感程度更低。对等壁厚橡胶衬套进行设计时,应重点考虑过盈量对橡胶衬套磨损的影响,以确保螺杆钻具安全高效工作。 展开更多

关键词 常规壁厚 等壁厚 磨损 疲劳失效 液柱压力

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高炉煤气余压透平机叶片断裂失效分析 被引量：3

6

作者 逯广平 赖德清 +2 位作者 谭兴 李源 杨刚 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2014年第6期218-220,223,共4页

高炉煤气余压透平机在运行84d后突然出现故障,观察发现透平机叶片从根部断裂,对断裂叶片进行断口显微形貌、能谱和金相分析。结果表明:裂纹源处有很多在生产过程中形成的细小孔洞,这些孔洞处形成了应力集中并产生细小裂纹,裂纹不断长大... 高炉煤气余压透平机在运行84d后突然出现故障,观察发现透平机叶片从根部断裂,对断裂叶片进行断口显微形貌、能谱和金相分析。结果表明:裂纹源处有很多在生产过程中形成的细小孔洞,这些孔洞处形成了应力集中并产生细小裂纹,裂纹不断长大、扩展,最终导致整个叶片产生疲劳断裂。 展开更多

关键词 高炉煤气余压透平机 叶片 疲劳断裂

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轴流压缩机叶片失效断裂分析 被引量：4

7

作者 黄晓虹 唐翠蓉 杨刚 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2014年第20期221-222,226,共3页

轴流压缩机在运行过程中叶片发生失效断裂,通过断口显微观察、能谱分析和力学性能测试对叶片断裂原因进行了研究。结果表明:叶片断裂面中存在着一个组织疏松的孔洞缺陷,该孔洞成为裂纹源,裂纹源在交变应力的作用下萌生裂纹并不断扩展,... 轴流压缩机在运行过程中叶片发生失效断裂,通过断口显微观察、能谱分析和力学性能测试对叶片断裂原因进行了研究。结果表明:叶片断裂面中存在着一个组织疏松的孔洞缺陷,该孔洞成为裂纹源,裂纹源在交变应力的作用下萌生裂纹并不断扩展,最终导致叶片出现疲劳失效断裂。 展开更多

关键词 轴流压缩机 叶片 失效断裂分析

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2Cr13不锈钢锻件开裂机理分析 被引量：1

8

作者 高翔 马宏祥 +1 位作者 黄晓虹 杨刚 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2014年第13期124-125,共2页

针对2Cr13不锈钢锻件锻造后开裂的问题,采用扫描电镜(SEM)对开裂断口进行了显微形貌观察并采用能谱分析(EDS)进行了微区成分测定。测试发现,锻件开裂区域的化学成分极不均匀,高含量的C、S、O、Si使得锻件的塑韧性大大降低。结果表明,铸... 针对2Cr13不锈钢锻件锻造后开裂的问题,采用扫描电镜(SEM)对开裂断口进行了显微形貌观察并采用能谱分析(EDS)进行了微区成分测定。测试发现,锻件开裂区域的化学成分极不均匀,高含量的C、S、O、Si使得锻件的塑韧性大大降低。结果表明,铸锻工艺或热处理工艺不正确造成锻件材质成分不均匀是2Cr13不锈钢锻造后开裂的主要原因。 展开更多

关键词 2Cr13 锻件 开裂机理

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鼓风机转子叶片断口形貌分析 被引量：2

9

作者 郭玲丽 杨刚 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2014年第10期82-84,共3页

鼓风机转子叶片在运行过程中发生失效断裂,本文对其中一个有裂纹叶片进行断口形貌分析。结果表明,该叶片断裂裂纹属于疲劳裂纹,裂纹源为叶片表面较深的机加工刀痕处;形成的裂纹在高周应力的作用下不断扩展,最终导致叶片疲劳断裂。

关键词 鼓风机 叶片 失效分析

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汽车壳体铸件的铸造缺陷及成因分析 被引量：1

10

作者 师亚洲 逯广平 +2 位作者 雷超 尹管彬 杨刚 《热加工工艺》 北大核心 2023年第5期87-90,共4页

汽车壳体铸件在铸造过程中出现缺陷,导致废品率较高。对铸件缺陷取样并采用扫描电镜进行了形貌观察及能谱分析。结果发现,铸件中的缺陷主要是砂眼、氧化夹渣以及砂眼+氧化夹渣的复合缺陷,其缺陷的产生与浇注系统的设置、型腔内游离砂清... 汽车壳体铸件在铸造过程中出现缺陷,导致废品率较高。对铸件缺陷取样并采用扫描电镜进行了形貌观察及能谱分析。结果发现,铸件中的缺陷主要是砂眼、氧化夹渣以及砂眼+氧化夹渣的复合缺陷,其缺陷的产生与浇注系统的设置、型腔内游离砂清除不干净、砂型强度较低、钢液中的炉渣去除不彻底有关。在采取优化浇注系统、彻底清除型腔内的游离砂粒、提高砂型强度、浇注系统中设置陶瓷过滤片等相关措施后,此类铸造缺陷发生率被控制在3%以下。 展开更多

关键词 壳体铸件 铸造缺陷 砂眼 氧化夹渣 复合缺陷

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表面腐蚀对叶片失效断裂的影响 被引量：1

11

作者 李源 逯广平 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第20期235-237,共3页

采用性能测试、金相观察、扫描电镜及能谱测定等方对断裂叶片进行了分析。结果表明,叶片材质正常,但在酸性介质的作用下叶片表面及内部产生了大量腐蚀坑,在循环应力的作用下腐蚀坑成为裂纹源,形成裂纹并不断长大和扩展,最终导致整个叶... 采用性能测试、金相观察、扫描电镜及能谱测定等方对断裂叶片进行了分析。结果表明,叶片材质正常,但在酸性介质的作用下叶片表面及内部产生了大量腐蚀坑,在循环应力的作用下腐蚀坑成为裂纹源,形成裂纹并不断长大和扩展,最终导致整个叶片疲劳失效断裂。 展开更多

关键词 腐蚀坑 应力集中 疲劳断裂

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基于PB-NSGA-Ⅲ算法的高速离心泵叶轮性能优化研究 被引量：5

12

作者 张翔 赖喜德 +1 位作者 陈小明 刘升波 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第12期1948-1956,共9页

为探索提高高速离心泵综合水力性能的方法,以IS-60-50-158型高速泵叶轮的几何模型为基础,对高速泵叶轮进行了多目标优化设计。首先,采用数值模拟方法对初始的高速泵进行了数值模拟,并确定了设计参数;然后,确定了优化变量并对优化变量均... 为探索提高高速离心泵综合水力性能的方法,以IS-60-50-158型高速泵叶轮的几何模型为基础,对高速泵叶轮进行了多目标优化设计。首先,采用数值模拟方法对初始的高速泵进行了数值模拟,并确定了设计参数;然后,确定了优化变量并对优化变量均匀抽样,建立了叶轮几何参数组合与性能参数间的近似模型;最后,应用双指标的基于参考点非支配遗传算法(PB-NSGA-Ⅲ)求解并寻找出满足性能要求的几何参数组合,以优化高速泵叶轮模型,并对优化结果和高速泵的流场进行了对比分析。研究结果表明:将优化后的叶轮用于该高速泵,进行全流道数值模拟分析后,设计工况点的水力效率提高了2.22%;叶片头部的静压有所提高,最低静压区域面积减少。数值模拟结果与优化方法获得的性能参数有很好的一致性,证明该优化方法可快速、可靠地对高速泵叶轮进行多目标水力优化设计。 展开更多

关键词 高速离心泵叶轮 多目标优化 基于Pareto双指标的参考点非支配遗传算法 近似模型 数值模拟 水力效率

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铸造孔洞对叶片失效断裂的影响

13

作者 唐翠蓉 马宏祥 +1 位作者 任小兵 杨刚 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2014年第13期228-230,共3页

针对叶片在工作过程中出现失效断裂的问题,主要采用扫描电镜、能谱以及金相方法对叶片断口进行了分析。结果表明:一个较大的铸造孔洞形成了应力集中,产生了细小的裂纹,它在应力作用下不断长大和扩展,最终导致整个叶片疲劳断裂。

关键词 铸造孔洞 叶片 疲劳断裂

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晶界元素富集和沉淀相对叶片失效断裂的影响

14

作者 任小兵 高翔 杨刚 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第2期239-240,244,共3页

采用扫描电镜、能谱测定及金相观察等方法对叶片断口进行分析。结果表明,断口裂纹源晶界处的碳含量不均匀及较多圆球形碳化物夹杂颗粒的存在增加了晶界的脆性,形成了应力集中,致使裂纹产生,及裂纹不断长大和扩展,最终导致整个叶片疲劳... 采用扫描电镜、能谱测定及金相观察等方法对叶片断口进行分析。结果表明,断口裂纹源晶界处的碳含量不均匀及较多圆球形碳化物夹杂颗粒的存在增加了晶界的脆性,形成了应力集中,致使裂纹产生,及裂纹不断长大和扩展,最终导致整个叶片疲劳失效断裂。 展开更多

关键词 富集元素 沉淀相 疲劳断裂

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