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机械密封环端面微织构精密加工技术研究
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作者 李香 彭骞 +3 位作者 郑国运 刘杰 丁思云 王选平 《液压气动与密封》 2025年第4期10-15,共6页
密封环端面微织构的加工质量对机械密封的性能起着举足轻重的作用,激光雕刻是目前常用端面织构加工方式之一,为探索激光加工参数对织构槽深、槽底粗糙度的参数影响规律,采用光纤激光标刻机对碳化硅密封环进行激光加工工艺研究。通过控... 密封环端面微织构的加工质量对机械密封的性能起着举足轻重的作用,激光雕刻是目前常用端面织构加工方式之一,为探索激光加工参数对织构槽深、槽底粗糙度的参数影响规律,采用光纤激光标刻机对碳化硅密封环进行激光加工工艺研究。通过控制变量法,依次对激光Q频、激光功率、打标速度、填充间距、打标次数、填充角度、填充类型等参数进行调节,分析不同工艺参数对织构加工质量的影响。结果表明:各参数对微织构的加工均有不同程度的影响,其中关键参数是激光Q频、激光功率、打标次数,其次为打标速度、填充间距、填充角度,而填充类型相较之下影响微弱。 展开更多
关键词 机械密封 织构 激光加工 研究
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印染污泥-煤粉混烧流化床锅炉内颗粒流化行为数值模拟研究
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作者 郑小腾 陈星晨 +3 位作者 余焕伟 竺哲明 杜锡勇 许磊 《高技术通讯》 北大核心 2025年第2期214-226,共13页
基于计算流体力学-离散单元法(computation fluid dynamics-discrete element method,CFD-DEM)对含有印染污泥和煤粉颗粒的埋管流化床内气固两相流动力学特性进行了模拟研究。对流化过程中颗粒的混合指数、速度分布、数量比、固含率分... 基于计算流体力学-离散单元法(computation fluid dynamics-discrete element method,CFD-DEM)对含有印染污泥和煤粉颗粒的埋管流化床内气固两相流动力学特性进行了模拟研究。对流化过程中颗粒的混合指数、速度分布、数量比、固含率分布、平均动能分布进行了统计和讨论。实验结果表明,初始上污泥下煤粉填充时,随着气流速度的增大,加剧了煤粉污泥颗粒的分离,过大的气流速度会出现局部完全分离现象。当气流速度达到3.0 m·s^(-1)时,床内煤粉污泥混合填充相较于分层填充时不易发生分离现象。改变流化床内2种颗粒数量的比例时,发现增加煤粉数量可以使污泥分布更加均匀,埋管上方颗粒的平均动能与下方相差较大。 展开更多
关键词 气固两相流 计算流体力学-离散单元法 流化床 印染污泥 混合
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压电陶瓷可控机械密封多场耦合模型与调控性能分析
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作者 尹佳乐 孟祥铠 +2 位作者 赵文静 江锦波 彭旭东 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期58-65,共8页
提出一种基于压电陶瓷的可控机械密封结构,基于有限元软件分析施加电压和压电陶瓷数量对密封静环端面的变形规律;考虑密封动静环与润滑液膜间的热力耦合作用,建立可控机械密封的流固热耦合模型,研究施加电压和压电陶瓷数量对密封调控性... 提出一种基于压电陶瓷的可控机械密封结构,基于有限元软件分析施加电压和压电陶瓷数量对密封静环端面的变形规律;考虑密封动静环与润滑液膜间的热力耦合作用,建立可控机械密封的流固热耦合模型,研究施加电压和压电陶瓷数量对密封调控性能的影响。结果表明:施加电压的压电陶瓷使静环端面产生了径向锥度和周向波度变形,变形量随电压的增大而增加;静环端面变形在增大液膜承载力的同时减小了端面接触力;压电陶瓷数量的增多减小了周向波度变形,增大了径向锥度变形,使静环端面变形趋于周向均匀化;增大压电陶瓷电压可实现密封端面润滑状态的转变,使密封端面摩擦温升降低,使泄漏率控制在允许范围之内。 展开更多
关键词 可控机械密封 压电陶瓷 密封性能 多场耦合 可调控技术
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基于计算流体力学-离散单元法的U形管冲蚀磨损数值模拟研究
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作者 梁景银 许磊 +1 位作者 陈文飞 包士毅 《高技术通讯》 CAS 北大核心 2024年第5期545-554,共10页
采用计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)和切向撞击能模型(SIEM)来研究气固两相流中高速煤粉颗粒冲击导致的U形弯管冲蚀磨损问题。分析了颗粒粒径、气体流速、固体颗粒形状对其冲蚀磨损特性的影响,并验证粗粒化模型应用于此磨损过程的准... 采用计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)和切向撞击能模型(SIEM)来研究气固两相流中高速煤粉颗粒冲击导致的U形弯管冲蚀磨损问题。分析了颗粒粒径、气体流速、固体颗粒形状对其冲蚀磨损特性的影响,并验证粗粒化模型应用于此磨损过程的准确性。结果表明,U形弯头的冲蚀磨损位置主要有3处;磨损率随粒径的增大呈现整体减小的趋势;U形管拱背磨损率随气速的增加而增大,且前2处磨损率峰值位置随气速的增加向入口方向偏移;长椭球对U形管造成的磨损最严重,扁椭球次之,球形最轻;粗粒化CFD-DEM能够基本准确预测U形管冲蚀磨损,且显著降低计算时间。 展开更多
关键词 气固两相流 计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM) U形管 冲蚀磨损 颗粒形状 粗粒化模型
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引流-泵送槽液体润滑端面密封性能研究 被引量:1
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作者 彭骞 丛国辉 +3 位作者 李鲲 张翊勋 郑国运 沈宗沼 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第9期57-65,共9页
为进一步探究机械密封端面组合槽型对密封综合性能的影响规律,建立了基于质量守恒和能量守恒的引流-泵送槽液体端面润滑密封的准三维热流体动力润滑模型,并验证了其准确性,采用SUPG有限单元法对液膜压力、温度以及密封环端面温度进行迭... 为进一步探究机械密封端面组合槽型对密封综合性能的影响规律,建立了基于质量守恒和能量守恒的引流-泵送槽液体端面润滑密封的准三维热流体动力润滑模型,并验证了其准确性,采用SUPG有限单元法对液膜压力、温度以及密封环端面温度进行迭代耦合求解,由此对密封端面状态与密封性能参数影响规律开展分析。通过端面场分析,揭示了引流槽“动力润滑散热”与泵送槽“空化泵送减漏”的作用机理。在p_(s)=1 MPa,n=3000 r/min,h_(0)=1.5μm工况条件下,增加引流槽周向长度,增大泵送径向位置比,调节引流径深比至0.52~0.60,泵送槽周向长度与径向宽度比至(13.5~14.5)/(1~2),引流槽深至4~6μm,泵送槽深至2~3μm,可有效提高密封端面的动压承载、润滑散热能力并减小端面泄漏量。研究结果可为该类密封的设计提供参考。 展开更多
关键词 引流槽 泵送槽 端面密封 动力润滑 泄漏量
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基于交叉谱方法的三维波束形成声源定位性能研究
6
作者 黄信圣 丁浩 +1 位作者 黄琦 高增梁 《高技术通讯》 北大核心 2024年第12期1286-1296,共11页
近年来声学麦克风阵列及相关的信号处理技术被广泛用于声源定位。其中,基于波束形成的声学成像方法(BBAI)在二维平面阵列上实现了对噪声源的三维成像,并可识别噪声源深度。然而,基于平面麦克风阵列,客观地发现了在阵列深度方向上出现了... 近年来声学麦克风阵列及相关的信号处理技术被广泛用于声源定位。其中,基于波束形成的声学成像方法(BBAI)在二维平面阵列上实现了对噪声源的三维成像,并可识别噪声源深度。然而,基于平面麦克风阵列,客观地发现了在阵列深度方向上出现了完全相似的伪声源。此外,基于传统波束形成算法的三维声源成像图中有明显的主瓣宽度大、空间分辨率较低(特别是深度方向上)的问题。本文在基于波束形成的声学成像方法上,分别在BBAI基础上提出了2种结合交叉谱方法(CSM)的波束形成声学成像算法——CSM-B和CSM-EF,并通过三维锥型阵列(CSA)和二维轮辐阵列(SWA)比较了CSMB和CSM-EF在主瓣宽度和总运行时间上的性能。通过对单极子声源的测试,对3种算法进行了理论评估,并在全消音室中进行了实验评估。结果表明,从阵列角度上看,相较于二维轮辐阵列,三维锥型阵列能有效地减小主瓣宽度,尤其是在特定的声源深度范围内,效果较为明显。此外,从3种算法的角度上看,CSM-EF以牺牲较大的计算时间为代价,有效解决了主瓣宽度大、旁瓣数量多的声源定位问题,提供了最好的三维声源成像图,效果最佳。 展开更多
关键词 声学 阵列信号处理 声源定位 麦克风阵列 CSM-B CSM-EF
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多孔质机械密封耦合润滑模型与密封性能分析 被引量:3
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作者 孟祥铠 孟令超 +2 位作者 马艺 江锦波 彭旭东 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期4576-4584,共9页
考虑多孔质材料内密封介质渗流与密封端面润滑液膜间的传质耦合关系,建立了一种多孔质机械密封的流体润滑模型,采用有限单元法求解液膜润滑方程和多孔质内部渗流控制方程,研究了膜厚、渗透率、多孔质环几何参数对密封性能的影响规律,揭... 考虑多孔质材料内密封介质渗流与密封端面润滑液膜间的传质耦合关系,建立了一种多孔质机械密封的流体润滑模型,采用有限单元法求解液膜润滑方程和多孔质内部渗流控制方程,研究了膜厚、渗透率、多孔质环几何参数对密封性能的影响规律,揭示了多孔质机械密封的工作机理。结果表明:多孔质机械密封依靠流体静压效应在密封端面成膜,相较于普通平行端面密封,其液膜承载力和轴向刚度更大;随多孔质渗透率的增大,多孔质机械密封泄漏率和开启力逐渐增大,而液膜刚度逐渐减小;液膜厚度的增大会导致泄漏率的增大和开启力的减小,而液膜刚度先增大后减小,且不同渗透率下的最大刚度分别对应不同的膜厚值。研究结果可为多孔质机械密封的工程设计提供新的思路和理论指导。 展开更多
关键词 多孔质机械密封 静压效应 有限元法 流体润滑 密封性能
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外压斜锥壳设计方法的研究
8
作者 徐超 陈劼 +1 位作者 金伟娅 蔡刚毅 《轻工机械》 CAS 2013年第2期19-23,共5页
GB150中规定,当外压锥壳为偏心锥壳时,参照正锥壳的设计计算方法。在对此方法研究分析后发现,等效后的正锥壳承压能力要比实际的斜锥壳降低很多,从而造成斜锥的设计壁厚偏大。文中运用ANSYS软件,首先对圆筒和正锥壳进行屈曲分析,与理论... GB150中规定,当外压锥壳为偏心锥壳时,参照正锥壳的设计计算方法。在对此方法研究分析后发现,等效后的正锥壳承压能力要比实际的斜锥壳降低很多,从而造成斜锥的设计壁厚偏大。文中运用ANSYS软件,首先对圆筒和正锥壳进行屈曲分析,与理论计算方法得出的临界压力值对比,证明有限元方法得出的临界压力值与理论计算相符;然后对外压斜锥壳进行分析,找到一种与外压斜锥承压能力相接近的正锥,即斜锥等同不同锥角的正锥。等效后的正锥与原来斜锥的承压能力相近,从而对原有的斜锥壳设计方法加以改进。 展开更多
关键词 外压容器 斜锥壳 临界压力 ANSYS软件 设计方法 等效正锥
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高压工况上游泵送机械密封热力变形与密封性能分析 被引量:2
9
作者 谢玉汉 孟祥铠 +3 位作者 赵文静 王禹衡 洪先志 彭旭东 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期4241-4251,共11页
为研究高压工况下上游泵送机械密封的性能,考虑密封环与润滑液膜间的流固热力耦合作用,建立了其热弹流润滑模型,基于有限单元方法求解液膜润滑方程、密封环热传导方程和热力变形方程,采用三重迭代算法实现膜压、膜厚、温度和变形之间的... 为研究高压工况下上游泵送机械密封的性能,考虑密封环与润滑液膜间的流固热力耦合作用,建立了其热弹流润滑模型,基于有限单元方法求解液膜润滑方程、密封环热传导方程和热力变形方程,采用三重迭代算法实现膜压、膜厚、温度和变形之间的耦合求解,研究了转速、密封压力和介质温度对上游泵送机械密封端面变形的影响规律,分析了热力变形作用下密封的上游泵送能力。研究结果表明,高压工况下密封端面产生了沿上游泵送方向收敛的液膜间隙,高密封压力下的力变形是主要原因,热变形部分抵消了压力变形带来的影响;随转速的增大,液膜沿上游泵送方向的收敛程度减小,上游泵送率增大,摩擦因数增大;随着密封介质压力的增大,液膜收敛程度增大,摩擦因数减小,上游泵送率大幅减小;随密封介质温度的升高,液膜收敛程度减小,摩擦因数减小,上游泵送率有所增加。研究结果可为高压上游泵送机械密封环的结构优化和设计提供理论参考。 展开更多
关键词 上游泵送机械密封 热力变形 热弹流润滑模型 密封性能 有限单元法
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基于MATLAB的管壳式换热器优化设计 被引量:10
10
作者 王雷 蒋宁 《轻工机械》 CAS 2012年第2期9-12,共4页
基于MATLAB 7.6开发了管壳式换热器,充分利用压降优化设计软件。通过改变换热器结构,充分利用管壳程压降,提高传热系数,减少换热面积。通过案例分析表明,充分利用压降后,换热器的传热系数提高了21%,换热面积减小了20%,大大减少了换热器... 基于MATLAB 7.6开发了管壳式换热器,充分利用压降优化设计软件。通过改变换热器结构,充分利用管壳程压降,提高传热系数,减少换热面积。通过案例分析表明,充分利用压降后,换热器的传热系数提高了21%,换热面积减小了20%,大大减少了换热器的投资费用。 展开更多
关键词 传热学 管壳式换热器 MATLAB软件 压降 传热系数 换热面积
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弯矩和双轴拉压载荷下含半椭圆表面裂纹平板的极限载荷分析 被引量:3
11
作者 陈琼 吕原君 高增梁 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1175-1183,共9页
极限载荷作为含缺陷结构完整性评定的主要参量之一直接影响着评定结果,一直是许多学者关注的重点。多轴载荷条件下含半椭圆表面裂纹平板的极限载荷是当前研究的重要方向。针对含半椭圆表面裂纹平板,基于von Mises屈服准则,推导出了在平... 极限载荷作为含缺陷结构完整性评定的主要参量之一直接影响着评定结果,一直是许多学者关注的重点。多轴载荷条件下含半椭圆表面裂纹平板的极限载荷是当前研究的重要方向。针对含半椭圆表面裂纹平板,基于von Mises屈服准则,推导出了在平板端面施加拉弯组合载荷和在平板两侧施加轴向力的作用下的极限载荷表达式,并通过n1坐标得到了屈服线,研究了平板两侧轴向力的影响。本文解与现有的单轴拉弯组合载荷下的解一致,同时与在相同载荷条件下含矩形表面裂纹平板的极限载荷解做了对比。结果表明:当沿厚度方向裂纹深度较大或沿宽度方向裂纹宽度较大时,矩形裂纹代替半椭圆裂纹会存在过度保守的结果。 展开更多
关键词 多轴载荷 半椭圆表面裂纹 平板 极限载荷
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高温高压容器封头安装中螺柱应力试验 被引量:3
12
作者 谢林君 任欣 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期122-126,共5页
针对高温高压容器封头法兰连接中,加载后螺柱预紧力分布不均匀问题,提出在螺柱表面粘贴电阻应变片测量螺柱应变变化的测试过程与基本操作方法。采用正弦模型和指数衰减模型预测螺柱应力的变化,以探索适合的预紧方式和制定合理预紧程序... 针对高温高压容器封头法兰连接中,加载后螺柱预紧力分布不均匀问题,提出在螺柱表面粘贴电阻应变片测量螺柱应变变化的测试过程与基本操作方法。采用正弦模型和指数衰减模型预测螺柱应力的变化,以探索适合的预紧方式和制定合理预紧程序。对试验数据的分析结果表明,螺柱的应力沿法兰周向成正弦规律变化;单根螺柱应力在预紧过程中满足指数衰减规律。 展开更多
关键词 预紧方法 螺柱 应力 试验分析 数据拟合
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涡轮泵用动静压型机械密封性能数值分析 被引量:1
13
作者 孟祥铠 肖远航 +2 位作者 赵文静 江锦波 彭旭东 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期421-432,共12页
针对密封端面液氧的低动力黏度难以成膜的特性,提出一种动静压结合型机械端面密封。考虑节流孔的静压效应和液膜空化效应,建立了液膜的有限元分析模型,研究了动静压型机械密封的工作原理,分析了端面动静压结构几何参数对密封性能的影响... 针对密封端面液氧的低动力黏度难以成膜的特性,提出一种动静压结合型机械端面密封。考虑节流孔的静压效应和液膜空化效应,建立了液膜的有限元分析模型,研究了动静压型机械密封的工作原理,分析了端面动静压结构几何参数对密封性能的影响规律。研究结果表明:动静压型机械密封的节流孔将静压效应引入密封端面,螺旋槽在提高液膜动压效应基础上将经节流孔流入的介质泵送回密封腔,提高了上游泵送量。在研究范围内,推荐的动静压结构几何参数的优选范围如下:螺旋槽槽台宽比为0.6~0.7、槽坝比为0.6~0.7、槽深为12~15μm、螺旋角为15°~18°,静压节流孔孔径为0.4~0.5 mm、节流孔个数为6~12个。 展开更多
关键词 动静压型机械密封 液氧 有限单元法 节流孔 涡轮泵
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结构灵敏度分析进展 被引量:2
14
作者 郑佳欢 金伟娅 宋亚玲 《轻工机械》 CAS 2016年第1期93-96,102,共5页
介绍了结构灵敏度分析的研究背景,分析了基于有限元法的几种常用结构灵敏度分析方法的原理和进展,包括解析法、完全有限差分法、半解析法、复变函数法和伴随变量法。根据最近几年的灵敏度研究,提出多种方法相结合的复合灵敏度分析是未... 介绍了结构灵敏度分析的研究背景,分析了基于有限元法的几种常用结构灵敏度分析方法的原理和进展,包括解析法、完全有限差分法、半解析法、复变函数法和伴随变量法。根据最近几年的灵敏度研究,提出多种方法相结合的复合灵敏度分析是未来结构灵敏度分析的发展趋势。 展开更多
关键词 计算力学 灵敏度分析 结构分析 半解析法
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基于非线性温焓关系的换热网络夹点法
15
作者 李韩伟 华丽云 蒋宁 《轻工机械》 CAS 2015年第3期38-41,共4页
针对换热网络流股存在非线性温焓关系的情况,提出了基于非线性温焓关系的换热网络夹点法,运用MATLAB数据拟合工具箱拟合流股的温焓关系式,提出了基于非线性温焓关系的换热网络夹点法的能量目标以及夹点温度的计算方法。最后,通过运用文... 针对换热网络流股存在非线性温焓关系的情况,提出了基于非线性温焓关系的换热网络夹点法,运用MATLAB数据拟合工具箱拟合流股的温焓关系式,提出了基于非线性温焓关系的换热网络夹点法的能量目标以及夹点温度的计算方法。最后,通过运用文中提出的方法对一个案例进行了换热网络综合,通过比较流股线性温焓关系和非线性温焓关系对换热网络的影响,说明了换热网络优化中考虑流股非线性温焓关系的必要性。 展开更多
关键词 换热网络 夹点方法 非线性 温焓关系
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