船用梳齿密封流场与泄漏特性数值分析

通过数值仿真对船用梳齿密封的流场情况进行计算,分析比较了梳齿平台密封、梳齿交错密封和斜齿交错密封的压力分布、速度分布情况,揭示了密封腔室内的流动特征,得出了各自的泄露特性,为选择合适有效的汽封结构提供了依据.     

引进机蜂窝密封设计技术

通过对GT25000燃气轮机蜂窝密封应用情况的分析研究,详细论述了高压压气机、高低压涡轮以及动力涡轮的蜂窝密封材料、结构形式和尺寸、分布情况、安装方式、密封间隙等情况,简要概述了蜂窝密封的焊接和以往蜂窝密封的研究,为开展蜂窝密封数值模拟研究、试验件的设计以及密封试验的开展提供基础支撑.     

气流绕流产生的脉动压力场向辐射声场演变规律的探索

在对气流脉动压力与气流辐射声机理分析的基础上,提出了"涡旋尺度论"这一全新的理论观念,对其进行了物理描述,指出湍流场中的涡旋尺度是决定脉动压力到气流辐射声这一中间过渡过程各阶段声学性态的关键因素.通过风洞试验进行了实验论证,并用涡旋尺度定性地表征了高速汽车气流噪声源的内在特性.     

气流绕流产生的脉动压力场向辐射声场演变规律的探索

在对气流脉动压力与气流辐射声机理分析的基础上，提出了“涡旋尺度论”这一全新的理论观念，对其进行了物理描述，指出湍流场中的涡旋尺度是决定脉动压力到气流辐射声这一中间过渡过程各阶段声学性态的关键因素。通过风洞试验进行了实验论证，并用涡旋尺度定性地表征了高速汽车气流噪声声源的内在特性。     

车辆内部气流噪声预测方法

在风洞实验的基础上，提出了气流噪声向汽车内部传播的理论模型。采用格林函数法，研究了车外脉动压力板壁和孔隙向车内传播的途径，分析了板壁的振动和车内场场之间的耦事关系，给出了由外部脉动力计算车内声场的计算公式。     

隔膜增压装置冷却系统强化换热模拟实验

为实现流体自身脉动过程中脉动速度的提升,从而提高能量效率,避免强制脉动源中大功率脉动发生装置的使用,设计开发一种带有脉动增压功能的隔膜增压装置换热装置,开展使用隔膜增压装置对船舶冷却系统脉动换热强化作用的实验。结果表明,隔膜增压装置提供的增压效果有利于强化脉动换热;隔膜增压装置对脉动系统增加的压力越大,脉动换热效果越好;实验中存在最佳的脉动频率值f_2=1.70 Hz使脉动系统增压后强化换热效率达到最大值。     

斜流轴流组合式多级压气机气动设计与流场数值模拟

[目的]压气机是燃气轮机的核心部件之一,它直接决定了燃气轮机性能的优劣。斜流压气机是介于轴流压气机和离心压气机之间的一种形式,兼具离心压气机高压比和轴流压气机流通能力强的优点。[方法]采用一套通用于轴流、离心和斜流压气机的S2流面气动设计和任意中弧线叶片造型的程序,对某斜流+轴流组合式多级压气机进行气动设计,研究确定压气机的流道形式、环量分布,并对其进行叶片造型。在设计时,结合商用数值模拟软件对该组合式压气机进行流场数值分析。[结果]结果表明,该斜流轴流组合式压气机的各项参数均满足设计指标,压气机两级总压比和绝热效率分别达到4.3和88%。[结论]该斜流轴流组合式的压气机设计有如下难度:一是斜流级静子进口处马赫数较高,在斜流静子中控制气流流动的难度较大;二是为控制气流在斜流静子中的分离,斜流级静子弯度较小,导致轴流级处于较大的负攻角状态,斜流与轴流的级间匹配难度较大。     

旋转式能量回收装置压力脉动特性分析

为了研究旋转式能量回收装置进出口处压力脉动的分布及频谱特性，采用非定常湍流模型对旋转式能量回收装置的不同工况进行数值模拟，分析不同工况下旋转式能量回收装置的压力脉动特性和装置内部流场分布，结果表明：旋转式能量回收装置转子与定子动静干涉是其产生压力脉动现象的重要原因，压力脉动会沿着流道传递至出口处，传递的过程中压力脉动的幅值会逐渐减小，转速和流量的提高都会增大压力脉动的幅值；压力脉动的主频与转子转频和孔道数的乘积有良好的对应关系，能量回收装置内部涡的产生频率与压力脉动的主要频率基本一致，而装置内部涡的产生是由转子与定子的动静干涉引起的。该研究有效揭示了旋转式能量回收装置压力脉动的特征和机理，对于装置压力脉动的利用和控制具有参考价值。     

某船主机艉轴海水密封装置泄漏故障排除实例

正0引言某船主机型号为8L46C型四冲程柴油机,功率为8 400 kW。2017年6月12日,轮机员巡视发现左主机艉轴密封装置泄漏(见图1),拆开艉轴密封保护罩后发现艉轴密封的动环与静环之间有大量海水。随即停止主机,发现艉轴密封装置的动环与静环之间有不明脱落物和垃圾,静环部分位置变形,导致海水泄漏。1艉轴密封装置基本原理艉轴密封装置主要密封艉轴贯穿船体的部分,防止海水进入机舱,艉轴密封示意见图2。静环、Ω     

船用蜂窝金属夹芯板重复冲击实验研究

蜂窝金属夹芯结构具有高比强度、高比刚度和高能量吸收性能,在船舶与海洋工程结构轻量化与碰撞冲击防护领域具有广泛的潜在应用价值.本文采用INSTRON CEAST 9350落锤冲击试验机进行了船用蜂窝金属夹芯板重复冲击实验,得到了蜂窝金属夹芯板结构塑性变形累积过程以及重复冲击载荷-位移曲线.研究结果表明:在重复冲击载荷作用下,蜂窝金属夹芯板结构上下面板弯曲变形逐渐增大,蜂窝芯层薄壁结构逐渐达到密实化;上面板主要表现为局部凹陷与整体弯曲的耦合变形模态,下面板变形模态经历了从整体弯曲到整体弯曲与局部凹陷耦合模式的转变过程;重复冲击能量及上下面板厚度分配对蜂窝金属夹芯板结构重复冲击动态变形累积及能量吸收性能具有显著影响.     

舰船发动机消声器性能优化研究

未经优化的消声器没有考虑到各腔间连接方式,使气流通道气流快速通过,导致声音分量抑制效果较差,为了避免该问题,提出舰船发动机消声器性能优化研究。依据消声器样机模型,估算消声器容量,并构建消声器样机有限元计算模型,由此得到消声器声学性能参数。在满足消声基本性能基础上,确定消声器腔数;充分考虑消声器发动机受到脉动气流冲击噪声影响,确定各腔长度;为保证气流流动均匀,确定各腔间连接方式及气流通道。由实验结果可知,优化后的消声器声音分量抑制效果良好,实现降低发动机运行噪声的目的。     

轴的密封

一、绪言密封类型的选择取决于被密封零部件的性质,它可以包括如下三类:1.静密封:如法兰连接处的密封。2.假性静密封:如阀杆芯轴中的密封。3.动密封:根据被密封零部件的运动形式可以分为如下两种:(a)旋转动密封:如离心泵旋转轴的密封。(b)往复动密封:如液压缸滑杆的密封。密封的功用在于防止流体的泄漏,与此同时还有必要配置一种隔离构件以防止脏物和固体污染液进入动密封。在脏垢的环境下建议采用这种密封。     

水下爆炸压力时频分布的小波包分析

为了对舰船结构和设备的冲击环境进行研究,提出了基于小波包分析的水下爆炸压力时频分析方法.研究了短时非平稳水下爆炸压力实验测试信号的时频分布和能量分布规律,从水下爆炸压力时域信号中提取出冲击波,首次和二次气泡脉动压力信号,分析了它们在不同频带的能量分布规律.结果表明,基于小波包的时频分析方法可以提取水下爆炸压力不同时段的信号进行能量和频率分析,水下爆炸压力中以低频成分为主的气泡脉动压力产生的能量接近总能量的一半,是使安装频率为数十赫兹的舰船设备产生冲击振动的主要能源.     

三维陷落腔脉动压力分布特性实验研究

文章针对均匀流场中三维深型陷落腔因流分离而产生的流激振荡问题开展了一系列的实验研究.在来流流速为0攻角时实验时的雷诺数变化范围:Re=1.55×105～8.74×105.实验中分别测量了三维深型陷落腔侧壁周向及垂向流体压力,分析了腔体内脉动压力周向、垂向的分布规律及腔口处剪切层自持振荡特性.实验结果表明:均匀流场中三维深型陷落腔内脉动压力分布较为复杂.在剪切层随边处的脉动压力最大,随边角点处脉动压力随相对高度的增加而陡降为0,但腔口导边及侧面处的脉动压力随相对高度增加而略有增大.剪切层自持振荡频率的无量纲数St数随Re变化为一常数值,但其值比气流场中二维陷落腔的St数略大.     

水蒸汽参数对密封动静特性的影响

[目的]为了研究工质参数对透平机械中密封动静特性的影响,[方法]建立梳齿密封三维数值模型,分别以空气和水蒸汽为工质,应用计算流体力学(CFD)方法和旋转坐标系方法分析不同水蒸汽参数对密封泄漏性能和动力特性系数的影响。[结果]结果表明:工质为空气和水蒸汽时,密封的泄漏特性区别很大,其流体激振力与涡动速度分别呈线性和二次非线性的变化关系。当水蒸汽温度增加时,密封动力特性系数的变化将导致系统的稳定性下降。[结论]因此工质参数对透平机械的系统稳定性具有重要意义,在实际应用中需要考虑工质参数对密封动静特性及转子系统的影响。     

船舶尾轴环机械密封装置端面变形分析

传统的端面变形分析方法,计算出的数据与真实数据之间存在较大差值,导致得到的分析结果并不准确,为此提出了新式船舶艉轴环机械密封装置,端面变形分析方法。该方法利用虚拟技术,生成轴环密封装置三维效果图,通过应变函数建立端面变形分析模型。依据密封动环的最初受力大小,计算动环端面比压;根据橡胶材料的非线性特征,计算橡胶静环端面的有限元,分析静环的位移变化量,以此分析导致密封装置端面变形的因素。实验结果表明:与传统方法相比,所提出的分析方法,计算出的各项数据与真实数据之间的偏差极小,分析出的结果更加精确。由此可见,所提出的方法更适用于分析导致艉轴环密封装置端面变形的因素。     

转叶式液压舵机的关键技术分析

为了解决转叶式液压舵机存在的泄漏量过大、密封可靠性较差、密封件更换困难等问题,对其结构进行优化设计,对关键零部件进行有限元分析,提出一种新型组合密封.分析新型密封的机理,实例计算表明,该组合密封的静密封泄漏量和动密封泄漏量极小,有利于舵系统正常工作.     

空调通风系统管道气动噪声分析

针对船舶通风空调系统的管道噪声问题,分别利用CFD进行流体动力学仿真和FEM进行声学有限元仿真分析,结果表明,管道气动噪声的生成原因是大量不规则湍流运动形成负压区并生成气流漩涡和回流,从而造成变化剧烈的压力脉动。模拟中以等效壁面偶极子声源的方式计算辐射噪声,通过分析出口的声压级频率响应判断管道气动噪声是噪声能量主要集中在中低频的宽频噪声,管道内流速和内部结构变化是影响噪声大小的主要原因。     

船用离心泵压力脉动与振动信号的相干分析研究

非定常流动是引起泵振动的主要因素之一,为了明确压力脉动与振动之间的关联关系,搭建了闭式实验系统,对一台船用离心泵进行压力脉动和振动的同步测量。基于快速傅里叶变换获得了各监测点压力脉动、基脚振动信号的频谱特性及功率谱特性;通过计算压力脉动信号与振动信号的相干函数,并通过比较不同测点的相干系数大小,分析了压力脉动对振动的贡献。结果表明,压力脉动与振动均在轴频、叶频及其高次谐波等离散频率下能量突出;不同频率下各测点的压力脉动对泵振动的影响存在差异,其中进口压力脉动在600-700Hz及900-1000Hz频段对振动影响最大;隔舌压力脉动在0-600Hz及700-900Hz频段对振动影响最大;出口压力脉动在轴频的高次谐波等个别频率处对振动有一定影响。相干分析可作为建立压力脉动与振动信号之间关联关系的一种有效手段,由此为进一步离心泵内部流场改善及减振提供参考。     

新型尾轴密封弹簧组冲击响应分析

利用Ansys软件对轴密封弹簧组进行了冲击载荷响应分析研究.根据前联邦德国国防军舰建造规范BV043/85,采用2个正、反半正弦波输入冲击加速度,进而模拟轴密封装置冲击载荷作用的时间历程.通过比较不同冲击环境下动、静环端面接触压强与比压随时间的变化情况,分析冲击作用对该轴密封弹簧组端面密封性能的影响.数值模拟的结果验证了轴密封装置在冲击环境下的可靠性.