在50—120℃和50—150℃范围内，采用非稳态热重法分别测定了甲醇和乙醇在活性碳中的有效扩散系数。实验结果表明，在测定的范围内，这两个工质对的有效扩散系数均近似遵从Arrhenius关系。在相同的温度下，活性碳／甲醇和活性碳／乙醇的脱附有效扩散系数均大于各自的吸附有效扩散系数。在相同的温度下，活性碳／甲醇的吸附有效扩散系数和脱附有效扩散系数均比活性碳／乙醇的大。

针对G—M型脉管制冷机传统配气方式中压缩机配气量耗功和不可逆损失较大等缺点，本文提出一种带有中间气库的主动式配气系统。理论分析表明，和传统配气方式相比，主动式配气系统可显著降低压缩机配气量耗功和配气系统熵产。基于自行研制的G—M型脉管制冷机开展实验。当中间气库开启时间比例为30％时，制冷机可获得较低的制冷温度且对制冷性能影响较小。主动式配气系统提高了阀门寿命并且改善了配气系统运行工况。

本文在含尘流透平叶片流道内气固两相流动数值模拟的基础上，发展了叶片冲蚀的数值分析方法，提出了便于工程应用的有限区域内质量加权、面积平均的冲蚀率统计分布计算方法，对建造中的江苏徐州贾旺增压流化床联合循环中试电站燃气轮机叶片冲蚀问题进行了数值模拟，给出了计算结果的数据图象资料，就叶片冲蚀状况进行了分析。

本文求解Reynolds时均N-S方程和k-ε湍流模式,使用任意曲线坐标下张量形式的非交错网格Simple算法和TM网格生成技术,数值分析风机矩形蜗壳内的二次流及其沿周向不同横截面上旋涡的生成演化细节,讨论了蜗壳宽度与粘性效果的作用机制和影响.

采用叶排间掺混面模型,研究了多级跨音速风扇及压气机三维粘性流动数值模拟问题,利用LU-SGS隐式算法使计算过程快速收敛,通过高分辨率格式改善跨音速流场中激波的分辨率.对某双级跨音速风扇及五级压气机流场进行了计算,双级风扇各状态的计算结果与实验数据吻合较好.

采用FEA和CFD相结合的方法对直通型迷宫密封齿尖磨损引起的封严性能退化规律进行了研究,利用已有的实验数据对数值方法的有效性和精度进行了验证,获得了迷宫密封磨损后的几何形状,分析了齿尖磨损对迷宫密封泄漏量和流场结构的影响机制。结果表明在动静碰磨过程中,密封齿尖会出现显著蘑菇化变形。接触换热系数hrot和对流换热系数hair对磨损形状影响显著。当转子向齿尖侵入0.4 mm,泄漏量增大了82.4%。磨损导致齿尖下游腔室静压降低、总压升高、动能耗散作用降低,携流效应增加。

本文通过求解SST湍流模型以及三维Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes(URANS)方程,研究了单级轴流透平轮缘密封整周模型的流动与封严特性。分析了不同冷气流量下的封严效率与压力波动的变化,并通过与仅保留静叶和仅保留动叶的简化模型比较,分析了动静叶对主流与盘腔内压力波动的影响。结果表明盘腔内部封严效率存在周向波动但无明显周期性规律,主流与盘腔内的压力周向波动受动静叶的影响,存在明显的周期性规律,静叶下游压力波动周期数等于静叶数,动叶上游与盘腔内部压力波动周期数等于动叶数。

基于表面粗糙和波度假设,考虑接触摩擦热,建立了高温螺旋槽气体端面密封润滑分析模型,采用有限差分方法对气膜压力、温度分布和表面接触力进行了数值迭代求解,重点分析表面波度对气膜承载力和泄漏率的影响规律。结果表明表面波度对螺旋槽密封气膜压力分布、承载能力和泄漏率影响明显,全膜润滑状态下表面波度使得气膜承载能力下降、泄漏率增加,在3~5μm膜厚设计区间内,表面波度波幅增加到0.8~1.5μm可使得气膜开启力下降5%,泄漏率增加50%以上;混合润滑或小膜厚状态下,接触摩擦热可导致明显的气膜温升,并且表面波度可使气膜承载能力和泄漏率增加;螺旋槽密封气膜承载能力和泄漏率随环境温度的增加均呈现单调增加的变化趋势,温升200 K条件下开启力、泄漏率的增幅均可达到10%。

本文基于单控制体等熵过程Bulk-Flow模型发展了直通式迷宫密封泄漏特性快速预测方法,并开发了相应的计算程序。通过与不同几何参数和运行工况条件下的实验结果对比,对72种泄漏模型开展了泄漏特性预测适用性研究,结果表明采用Neumann泄漏方程、Chaplygin流量系数、Hodkinson-Modified(压比低于4.5)或Hodkinson(压比高于4.5)动能输运系数、Swamee&Jain切应力系数的泄漏模型具有最佳预测精度,对泄漏量的平均预测误差约为5%。论文工作为Bulk-Flow模型在迷宫密封设计和泄漏特性分析中的应用提供理论参考。

采用功率键合图法对叶片泵启动过程进行动态特性仿真，结合叶片泵系统内部的能量供给、传递、转化、消耗等要素建立描述叶片泵启动过程的键合图，并基于键合图建立状态方程组进而求解。介绍了叶片泵启动试验装置和试验方法，给出了试验结果，并将数值仿真的结果与试验结果进行比较。仿真结果和试验结果在启动过程整体趋势上以及各参数变化过程上都能够较好的吻合，说明基于键合图法的数值仿真能较好预测叶片泵启动过程的动态特性。