极低温常使气动绞车阀门出现卡死、漏气等故障,本文通过优化设计与经验公式计算,对气动绞车阀门零部件之间的装配间隙进行了改进设计,以保障配气系统阀门在极低温下的良好性能。经验证,重新设计后的各阀门性能优异,具有良好的气密性与耐低温性。

以采用NACA0021翼型的三叶片直线翼垂直轴风力机为研究对象,利用CFD数值模拟技术研究不同尖速比对直线翼垂直轴风力气动特性的影响。数值模拟采用滑移网格技术,选择k-ωSST湍流模型和SAMPLE迭代算法进行数值计算。数值模拟结果表明,叶片表面上下压差在叶片前缘处最大,并沿着弦线方向逐渐减小,在尾缘处趋于0;叶片表面所受气动力在上流域达到最大,且随着尖速比的增加,叶片上下表面压差变小;增加尖速比可以抑制叶片表面的气流分离;实验对象风力机最佳尖速比λ=1.8。

为了定性地评价叶片支架对直线翼垂直轴风力机气动性能影响,并得出更准确的计算结果,通过雷诺时均湍流模型(SST k-ω)对垂直轴风力机进行(computational fluid dynamics,CFD)仿真,研究叶片支架对风力机周围流场分布的影响规律,分析风力机在不同方位角下的功率输出性能。研究结果表明支架使垂直轴风力机的气动性能下降,最大功率系数下降47.5%,主要原因是于大攻角下复杂流动分离现象受叶片支架的影响较大,支架的回转扰动使风轮内部气流的湍流强度增大;在叶片支架安装界面位置,支架使得叶片前缘压力差下降,尾缘的压力差升高;而在风力机叶片中间截面位置,无支架模型与有支架模型压差区别较小且变化趋势相同;随风力机下流域尾流延长,低风速区的面积逐渐扩散,其值先减小后增大;风速在下流域的2倍风轮直径位置处达到最小值,有支架模型比无支架模型产...

微型摆式内燃机结构缩小后,泄漏明显增加,热效率显著下降。为改善其径向泄漏问题,提出了一种新型蜂窝密封结构,实现蜂窝与中心摆一体化设计,避免了传统蜂窝密封结构与基体分离安装的复杂性。利用数值方法比较蜂窝密封和光滑间隙密封对质量泄漏的影响规律,从而验证蜂窝密封设计的有效性。应用FLUENT软件分析微型摆式内燃机蜂窝参数变化对密封流场特性的影响,研究结果表明,当蜂窝壁厚小于0.2 mm或对边距小于1.2 mm时,随着结构参数增加,有利于蜂窝密封的封严特性实施;相反,蜂窝结构参数变化对密封流场压力的影响较小。

活塞式气动马达的振动和噪声是影响马达工作性能的重要因素。文章针对现有气动马达存在的噪声问题,以理论分析为主要研究方法,研究了活塞式气动马达噪声的产生机理及其振动特性。理论分析表明气体流动噪声、结构表面振动噪声和机械噪声是气动马达产生噪声的主要来源,此为气动马达的噪声控制提供了思路和方法。

对于湍流的计算一直是流体力学领域的难点,而垂直轴风力发电机周围流场的湍流非常复杂,对其CFD仿真模拟选取湍流模型一直各抒己见。选取目前使用最为广泛的SST k-ω、Realize k-ε、RNG k-ε和标准k-ε湍流模型进行CFD仿真,模拟双叶片直线翼垂直轴风力发电机的叶片表面压力分布和单叶片转矩系数,并与采用高速多点压力测量仪和力矩传感器测量的实验数据进行对比分析。其结论为,在叶片失速区,采用标准k-ε和Realize k-ε湍流模型CFD仿真模拟的结果与实验值拟合度很低;当叶片处于深度失速区时,采用RNG k-ε湍流模型CFD仿真模拟的结果与实验结果拟合度最高,而在轻失速区时,采用SST k-ω湍流模型模拟得到的值与实验测量值拟合度最好。从单叶片转矩系数角度分析可得,采用SST k-ω湍流模型模拟得到的值与实验测量值拟合度最好。

气动马达控制阀是气动马达的关键控制元件，其控制结构直接影响气动马达的动力输出及工作效率。针对气动马达控制阀内部气体流动特性，根据计算流体力学理论，建立了气动马达控制阀的仿真模型，利用动网格和滑移网格技术分析了配气阀在不同工况下进气管流场特性，并计算了安全阀在不同升程的速度场及瞬态流动特性。研究结果表明：安全阀在小升程时，流体局部湍流较强，压力损失严重；随着升程的增大，压力损失减小；配气阀在正转工况下进气管出口处流量及压力均大于反转工况。对控制阀的结构及配气相位进行优化，可以有效提高气动马达的工作效率和输出功率。

研究以高压气体为动力的摆式气动马达实现方法期望成为小型移动用电设备一种新的供能方式具有重要的理论意义和应用前景.设计一种摆式气动装置从理论上探讨摆式气动马达实现方法.研究摆式气动马达工作过程、做功方式与参数耦合匹配及系统集成带来的结构性问题进一步揭示微型摆式气动马达与配气阀的匹配规律及工作特性、建立系统性能及参数耦合的数学模型.基于在NX 9.0运动仿真模块得出中心摆的运动规律为后续试验研究奠定理论基础.