船用离心风机叶片开槽对气流流动特性的影响

提出船用离心风机叶片开槽处理技术,以改善叶轮通道气体流场。利用商用CFD软件,分别对某型离心风机原始叶轮和开槽叶片叶轮进行三维数值模拟,并详细对比分析了2种叶轮模拟结果。结果表明:开槽处理可抑制射流-尾迹现象进而减小由此引起的叶片尾缘漩涡,并减弱通道内漩涡,从而提高通道内流场稳定性,增加通道流通面积,并且在一定范围内提高叶轮性能。     

船用离心风机流动诱发噪声定量研究

对于进出口管道开口的大型船用离心风机,其内部非定常流动诱发的噪声是气动噪声和振动噪声的耦合且噪声以基频为主。本文通过数值计算方法定量研究了风机最高效率点(BEP)的基频噪声辐射,包含叶轮气动噪声、壳体气动噪声和壳体振动噪声。基于声学有限元方法,利用FW-H方程耦合URANS流场计算结果数值计算了离心风机的噪声辐射;以流动诱发壳体振动的压力脉动为噪声激励源,基于声学有限元方法,计算了壳体振动噪声辐射。结果表明,壳体基频气动噪声是风机噪声的主要贡献量(87 dB),其次是叶轮基频气动噪声(71dB),壳体基频振动噪声最小(57 dB)。噪声叠加使总噪声辐射增加了0.9 dB,但是声场的指向性没有发生变化。     

船用离心风机壁面周向压力脉动测试及分析

为分析蜗壳壁面动态压力沿周向的变化规律,搭建离心风机实验台,利用高频动态压力传感器对离心风机蜗壳壁面沿周向11个位置动态压力进行了测量。通过对测量结果的分析、处理,分析各位置不稳定流动情况以及涡流脉动强度,确定了压力脉动数值最大位置,得出了动态压力大小及频率组成沿风机周向的变化规律。     

船用燃气轮机进气系统气动特性

  目的  研究风向变化对燃气轮机舷侧进气流场稳定性、均匀性、流动阻力损失的影响,通过仿真研究验证该形式是否满足燃气轮机的进气要求。  方法  采用CFX对燃气轮机进气流场进行数值模拟,通过设定不同的进气角度,对比不同进气状态下其对进气系统内流线分布、前进气百叶窗、侧进气百叶窗及进气系统出口的总压分布、前进气滤清器和侧进气滤清器截面的速度分布,研究不同进气方向下燃气轮机进气的均匀情况。  结果  仿真结果表明,进气角度的不同会导致前进气和侧进气的掺混剧烈程度不同,而在配置了该进气系统之后,前、侧进气角度不同引起的不均匀性在流经进气稳压室后会得到较大改善,从而使得下游流动更加均匀。  结论  研究结果对燃气轮机舷侧进气系统的设计具有一定的指导意义。     

离心风机蜗壳的优化设计

利用流体力学专业计算软件NUMECA,绘制离心风机几何图形,并对离心风机进行数值模拟。以蜗壳外周形线的一维设计方法(等环量法)为基础,考虑气体黏性因素的影响,对原蜗壳的外形线设计进行修正。把得到的新蜗壳形线用在原风机上后,重新进行数值模拟,结果表明其性能有所提高。对比改进前后蜗壳内的气流流动情况,分析影响离心风机性能的内在因素。     

空调用离心风机的CAD系统

本文分析了当前国内外风机CAD系统的概况与发展,并简略地介绍了本空调用离心风机CAD系统的结构与特点     

开槽蜗舌对离心风机流场特性的影响

针对风机叶轮射流尾迹与蜗舌产生的动静干涉流场的特性,研究风机内部动静干涉流场的相互作用机制.以某离心风机为研究对象,通过对传统蜗舌的结构进行改进,在叶轮出口长度对应的蜗舌展向长度范围内开槽,采用数值计算的方法分析开槽结构的槽宽、槽深和间距等参数对离心风机的气动特性和风机内部流场分布的影响规律.计算结果表明:开槽蜗舌有助于改善风机的运行效率,减小尾迹对蜗舌前缘的冲击,延缓蜗舌下游边界层的流动分离,削弱叶轮与蜗舌之间的动静干涉作用,抑制蜗壳壁面的非定常压力脉动.     

采用混合材料的离心风机转子的模态分析

多级离心风机转子模态分析是其动力学分析的一个重要方面.采用UG建立离心风机转子的三维模型,运用非结构化网格对风机转子模型进行网格划分,利用ANSYS对其进行模态分析.分析并探讨了自由模态和约束模态两种状态下的固有频率和振型,获得了各阶频率对应的振型图.改变风机转子结构材料属性,比较了Q235材料、铸铝材料以及混合材料所对应转子模态的固有频率和振型的改变.文中所做研究解决了该型号离心风机设计时的共振问题,同时也为其它离心风机的设计与动力学分析提供了参考.     

离心风机的内部流场数值模拟及噪声预估

建立后向板型叶片离心风机的流场模型,运用非结构化网格对流场模型进行网格划分,流场模拟的湍流模型采用标准k-ε模型,风机旋转区与非旋转区的耦合采用移动参考坐标系模型MRF,利用Fluent流体分析软件对离心风机的三维流场进行模拟仿真,得出叶轮、蜗壳的速度、压力等分布云图,在此基础上,运用数值计算方法对所研究的离心风机进行噪声预算,结果表明：考虑蜗壳与叶轮之间的区域计算所得流场更加符合实际工况;叶轮对气流做功,叶片根部气体的速度最小,叶片边缘处速度最大;蜗壳内侧的静压与全压均偏低;蜗壳的静压与动压在蜗舌区域均发生突变。研究结果有助于了解风机内部流场的运动规律,为风机结构优化及噪声优化研究提供参考。     

船用离心泵状态监测

实现机舱设备实时状态监测及评估是智能船舶以及无人机舱发展过程中的重要部分,也是事后维修、定期维修向视情维修转变过程的关键技术.本文利用最小二乘多项式拟合法对实验数据进行拟合,得到离心泵Q-H特性曲线拟合多项式.在某一进出口压差下,比较拟合流量和监测流量之间的差值来表征离心泵实时性能状态,并通过设置不同程度的泄露故障验证该方法的有效性.相比于用CFD软件建模仿真以及监测振动等方法,该方法可行性强、简单实用、成本较低,具有重要的实际工程应用价值.     

离心风机仿生蜗舌降噪效果试验研究

提取长耳鸮羽翼组织降噪特征元素,设计耦合吸声结构蜗舌,降低离心风机的噪声。根据仿生学原理,仿生蜗舌形态单元包括微缝板、穿孔板和空腔,从降噪机理分析后发现三者耦合作用可以吸声降噪,并对离心风机性能参数影响不大。进行对比试验研究,结果表明:在额定工况下,装有仿生蜗舌的离心风机的总声压级LA比原型风机降低0.5 d B,其他工况最高可降低2.5 d B,说明仿生蜗舌是一种有效的降噪方案,其仿生形态单元尺寸与降噪效果的关系有待进一步研究。     

锅炉房风机噪声的危害及其防治对策

锅炉房风机噪声具有间断运行、声源分散、噪声值高等特点,是引发周围声学值超标的主要因素。通过对锅炉房实行整体封闭隔声与吸声、消声等采取综合治理措施,保证了锅炉房噪声达到控制标准要求。     

喷水推进进口流道倾斜角对其效率影响分析

喷水推进进口流道特征参数较多,各参数之间相互联系,当改变其中某个特征参数时,其他参数也会发生改变。本文通过推导得出各特征参数之间的关系,并以此为基础,在给定进口流道特征直径 D、流道高度H、流道总长度L的条件下,以流道倾斜角为变量,开展进口流道的设计和建模,借助 CFD技术研究进口流道效率与流道倾斜角之间关系。研究结果表明,在一定范围内进口流道效率会随着流道倾斜角的增加而降低,但是下降幅度不大。这一重要结论对进口流道结构与水动力权衡设计有较强的指导意义。     

Influence of the welding sequence on residual stress and distortion of fillet welded structures

T-joints are one of the most common welded joints used in the construction of offshore structures, including ships and platforms. In the present study, a sequentially coupled thermo-mechanical finite element model that considers temperature-dependent material properties, high temperature effects and a moving volumetric heat source was used to investigate the effect of welding sequence on the residual stresses and distortions in T-joint welds. The parameters of Goldak's double ellipsoidal heat source model were predicted using a neural network. The numerical models were successfully validated by the experimental tests. The results show that the welding sequences have significant effects on the residual stresses and distortions, both in the magnitude and distribution mode. The optimization of the welding sequences should be investigated numerically or experimentally before the construction welded structure.     

基于空燃比的船舶柴油机碳排放计算方法研究

根据船舶柴油机燃烧产物组分和C、H、O原子守恒规律,首次在空燃比计算模型中直接使用干气体浓度进行计算,并提供了湿气体浓度的修正公式,从而建立排气质量流量计算模型计算碳排放。通过计算与MARPOL公约附则VI修正案(2011)中的简单碳平衡法作了比较分析。最后通过实验验证该计算模型的正确性。因此该计算模型对法规的完善、船舶设计能效管理和船舶营运排放控制有较大的指导意义。     

冷却系统对船用柴油机性能参数的影响研究

推进工况下,为研究某型船用柴油机冷却系统中海水泵转速变化对油耗率、有效功率、峰值缸压、缸盖温度的影响,文章采用GT系列软件建立柴油机工作过程—冷却系统—燃烧室耦合仿真模型,通过仿真计算得到各项性能参数随海水泵转速变化的数据及曲线图。结果表明随着海水泵转速增加,有效功率、峰值缸压增加,在高负荷时增加幅值最大,油耗率、缸盖温度降低,在高负荷时降低幅值最大。