流体机械

　　流体机械最新期刊目录

弯掠叶片对高压轴流风机性能的影响

摘要：为研究弯掠叶片高压轴流风机中的应用，通过调整积叠线改变叶片各径向截面位置，形成多种不同弯掠形式的叶片。采用数值模拟方法进行风机内部流场分析，研究不同弯掠叶片对性能的影响。结果表明，后弯叶片对于全压有提升作用，同时可以提高大流量区效率，而前弯叶片会使风机全压下降；前掠叶片也可以使全压提升，对于原型轴流风机，选取前掠5°后弯5°的积叠线后可以使设计点全压上升5.3%，效率达到82.2%。研究结果对于风...

带双热源自然对流散热末端的空气源热泵性能试验研究

摘要：为解决传统供暖末端难以兼顾快速响应与温度均匀性、能效与舒适性，以及余热无法蓄存、难以实现供暖与生活热水一体化供应等问题，提出一种新型双热源自然对流散热末端，并与空气源热泵耦合，实现水-制冷剂-空气3种介质同时换热。系统通过阀门切换可运行单一供热、供热蓄热及热管放热三种模式。在人工环境控制室搭建试验系统，测试不同室外环境温度下新型末端的温度特性及系统运行性能。结果表明，在单一供热模式下，新型末端表面...

多级离心泵压力脉动级间耦合特性研究

摘要：为研究级间传播耦合现象和导叶时序安装位置对多级离心泵内压力脉动的影响，以一台多级离心泵为模型，在泵内设置监测点，对离心泵在不同导叶安装时序位置内部非定常流动进行数值计算，数值模拟结果经试验验证具有良好的可靠性；同时对比各监测点的压力脉动幅值，获得了压力脉动信号的级间传播规律，以及导叶不同时序位置对泵内压力脉动的影响。结果表明，压力脉动信号存在明显级间传播现象，首级流道内的压力脉动信号传播至次级流道...

基于振动加速度信号的干气密封状态监测方法研究与试验验证

摘要：针对干气密封全寿命退化状态监测困难、振动信号研究不充分等问题，提出一种基于振动加速度信号的干气密封状态监测方法。通过动力学分析与COMSOL仿真，揭示动压槽深度减小导致密封性能退化的机理。搭建干气密封试验台，采集不同转速（1 000～2 500 r/min）、压力（0.15～0.25 MPa）及动压槽深度（8,6,4,2μm）下的振动加速度数据，模拟全寿命退化过程，并建立基于支持向量数据描述（SV...

连续型壁面刮削式制冰系统制冰性能研究

摘要：针对当前刮削式制冰机相关研究中，核心运行参数（尤其是循环水流量）与制冰性能的量化关联及影响机制探究不足、系统过冷现象缺乏深入验证且工程应用指导欠缺的问题，提出了连续型壁面刮削式制冰系统，并针对该系统在6.2,9.2,12.2 m3/h三种不同循环水流量工况下，分别测量系统的制冰速率、冰浆发生器循环水进出口温度及其外表面制冷剂温度，探究循环水流量对制冰性能的影响规律。结果表明，随着循环水流量从12....

液/气高压闸阀内漏量化试验及预测模型构建研究

摘要：针对高压闸阀内漏威胁设备安全运行和影响系统能效优化等问题，开展内漏定量检测与状态诊断研究。通过搭建高压闸阀内漏试验平台，采用超声检测技术，进行液/气两类介质、入口压力10～70 MPa、缺陷尺寸0.1～0.3 mm、阀门通径DN65～DN130等多种组合工况下的内漏试验。结果表明，入口压力与缺陷尺寸增大时，液/气闸阀内漏流量与超声信号均呈上升趋势；阀门通径增大时，二者整体下降，这一现象主要受壁厚影...

叶片出口角对离心泵内部流动的影响研究

摘要：为探明叶片出口角对离心泵内部流动及能量损失的影响机制，以叶片出口角分别为20°，23°，26°，29°，32°共5种叶轮为研究对象，采用数值模拟与试验相结合的方法，开展离心泵水力性能、能量损失及压力脉动研究，旨在揭示不同叶片出口角下离心泵的内部流动特征与压力脉动间内在关联。结果表明，在设计流量Q_d=1.5 m3/h下，随叶片出口角增大，扬程和轴功率上升，效率由69.71%降至...

管内异物动态流动路径数值计算方法及试验验证

摘要：受限湍流中复杂形状异物运动轨迹与受力特性的定量预测是评估工业管道系统安全风险的关键挑战之一。针对现有CFD软件在计算复杂运动边界时，网格重构效率低下和难以精确解析瞬态碰撞过程的不足，创新性提出一种耦合浸没边界法（IBM）与离散元法（DEM）数值计算方法，开发含球状异物的某变径管道流体流动模型，结合自适应SST k-ω湍流模型与DEM接触理论，实现流体-异物-管壁的多物理场双向耦合求解。搭建流体动力...

超临界LNG高压气化器微通道结冰研究

摘要：针对双燃料动力船FGSS核心设备高压气化器在运行过程中热侧出现结冰的问题，建立高压气化器双通道三维数值模型，对超临界LNG/乙二醇水溶液流动换热过程进行了数值模拟，参数化分析了冷侧（超临界LNG）/热侧（50%乙二醇水溶液）入口温度、流量对热侧结冰的影响。结果表明，冷热板片1∶1交替布置时，热侧出口区域特别是通道拐角处易出现结冰现象，结冰段Nu降低，流阻增加16%；热侧入口流速降低（由3.0 m/...

140℃蒸汽热泵循环热力性能优化研究

摘要：针对高温热泵在宽温升条件下性能受限的问题，提出利用70℃工业余热高效制取140℃蒸汽的热泵循环方案。在蒸发温度60℃、冷凝温度145℃的典型工况下，选取R1233zd(E),R1336mzz(Z),R1234ze(Z)及R245fa四种高温工质，对比分析其在准二级压缩热泵循环中的适应性，研究中间压力、过冷度、过热度及工况波动对系统性能系数（COP）的影响规律。进一步构建复叠式压缩热泵系统模型，以中...

搅拌反应釜端面磁流体密封设计及优化

摘要：为解决现有搅拌反应釜磁流体密封轴径过大，导致安装受限、散热能力不足，以及机器运行时离心力作用下轴向摆动引发的密封泄漏等问题，设计了一款结构紧凑的搅拌反应釜端面磁流体密封装置。建立考虑离心力作用下的磁流体密封耐压计算模型，通过有限元数值法探究密封间隙、齿宽、齿高、槽宽等设计参数对密封特性的影响规律，并采用正交试验法进行优化。结果表明，密封耐压值随密封间隙的增大呈递减趋势，随齿宽的增加先上升后趋于平稳...

排液结构对可清管式气液分离器分离性能的影响

摘要：针对含湿天然气长输管道内的积液问题，提出一种可清管式气液分离器。该分离器在管道适当区位加装“周向均布条缝+阶梯套筒式分离腔”排液结构，保障管线安全运行。采用VOF多相流模型建立流场数值模拟方法，分析关键排液结构参数对内部流场及分离性能的影响，筛选参数组合并开展分离性能试验验证。结果表明，当阶梯套筒直径D₂,D₃分别从80,100 mm增加至100,125...

基于降阶模型的气液固多相流管道冲蚀损伤快速仿真研究

摘要：针对工业管道中常见的冲蚀减薄穿孔破坏失效问题，开展了基于POD-Kriging降阶模型的三通变径管道冲蚀损伤快速预测仿真研究。研究发现，所构建的降阶模型使数值仿真计算效率提升3个数量级，冲蚀预测精度误差控制在4%左右；规律选取设计点可显著提升预测稳定性，冲蚀速率相对平均绝对误差（RMAE）为2.1%，而不规则设计点会导致误差升至86.6%；模态数优化对复杂冲蚀特征提取至关重要，9个模态时误差降至4...

基于CFD的土壤颗粒旋风分离器结构优化设计

摘要：为提升隧道灌注桩施工中排土时的固相颗粒分离收集能力，开展旋风分离器优化研究。基于计算流体动力学（CFD）对旋风分离器关键结构参数进行模拟优化，系统分析排气口直径、排气管插入深度及排尘口直径对分离效率与压降的影响。结果表明，排气口直径为200 mm时，分离效率最大为87.0%，过小或过大会诱发流场扰动或短接效应；排气管插入深度为400 mm时，分离效率峰值为87.7%，过深导致排尘口返混；排尘口直径...

水平中开式多级水泵振动超限分析及改进

摘要：针对某沿海城市管网取水系统中水平中开式多级泵的振动超限问题，采用LMS测试分析系统开展了振动速度测试与频谱特征分析。结果显示，泵非驱动端竖直方向振动速度峰值达13.8 mm/s，远超GB/T 29531—2013标准规定的限值，设备运行安全性与稳定性面临严峻挑战。为精准定位故障根源，基于失效模式与影响分析（FMEA）方法对潜在故障进行量化风险评估；通过故障模式识别、风险优先级（RPN）计算及关键故...

基于深度学习与热成像技术的热舒适度预测方法研究

摘要：随着电气化和智能化的发展，对以人为中心的空调系统提出了更高要求。基于图像识别技术，构建一个以ResNet50为骨干网络，并融入空间注意力模块（Attention-ResNet50）的深度学习模型，用于以人为中心的空调系统。通过采集不同热舒适条件下的红外图像数据并分类为冷、舒适、热三类进行训练与测试，该方法显著提升了预测精度。试验结果表明，引入空间注意力机制后模型整体准确率提升约5%，其中对男性受试...

螺旋槽式动压孔对CO₂斜盘式柱塞泵配流副密封性能的影响

摘要：为提高CO₂斜盘式轴向柱塞泵配流副的密封性能，在柱塞泵的旋转缸体表面开设螺旋槽式动压孔，采用滑移网格瞬态数值模拟技术，对比分析平面型配流副液膜与螺旋槽型配流副液膜的密封性能。结果表明，相较于未开孔的平面型液膜，螺旋槽型配流副液膜的泄漏量显著降低，泄漏量下降了34.17%，高压区腰型槽附近的液膜区域流速较高，是主要泄漏区域；而低压区腰型槽附近的液膜区域，流体只在液膜内流动，几乎...

煤泥管道输送压力超调试验与数值模拟研究

摘要：针对活塞泵换向过程中存在压力超调问题，采用试验与数值模拟相结合的方法，基于固含量为68.5%的煤泥，探究了压力超调的变化规律；同时，在2种输送压力条件下进行了循环泵送试验，并与数值结果进行了对比分析。结果表明，随着与管道入口距离增加，压力超调量的下降速度加快，但超调率却逐渐升高，如在稳态输送压力为5.17 MPa时，试验压力超调率从管道入口的11.9%增加到出口附近的15.23%；模型的最高流速和...

基于水-汽双热源的板式换热器热工性能试验研究

摘要：针对质子交换膜燃料电池运行中产生大量废热而未能被有效回收的问题，为提升能源利用效率，设计一款水-汽双热源板式换热器。通过改变其进口工况，系统分析蒸汽与冷却液温度变化对换热器热工性能的影响。结果表明：随着蒸汽温度升高，蒸汽换热量占比最高可达总换热量的40%；随着冷却液温度升高，冷却液换热量占比最高可达总换热量的82%。试验中，蒸汽侧与冷却液侧的换热系数最高分别达到156.9,783.44 W/（m<...

核主泵流体动压波度端面机械密封动力润滑研究进展

摘要：流体动压波度端面机械密封因其可控泄漏、性能稳定与高可靠性，已成为保障核主泵长期稳定运行的关键部件。本文系统综述了国内外核主泵流体动压波度端面机械密封的研究进展。我国相关研究虽然起步相对较晚，但在国家核电发展战略的推动下，国内研究实现了从追赶至并跑的转变，同时计算技术的进步也深化了密封摩擦润滑理论的研究。目前，波度端面密封的理论模型主要集中于三大对象：液膜流体特性、密封端面与液膜的流固耦合作用，以及...

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