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[硕士论文] 王坤
动力工程及工程热物理 安徽理工大学 2018(学位年度)
摘要:T型槽干气密封在非接触运转过程中,气膜流动和密封环变形之间是相互耦合作用的。单纯的分析气膜流场或密封副固体场,都会影响对干气密封性能研究的准确性。为了减少干气密封研究时限定假设的个数,提高计算精度,以期得到更符合干气密封实际工况的性能参数,从而为干气密封的优化设计提供理论依据。本文分别在第三章、第四章对T型槽单一的气膜流场和固体变形场进行数值模拟分析,为第五章的流固耦合分析打下坚实的基础,同时将流场和固体场耦合后的T型槽与单一场模拟下所得到的气膜压力场,静环变形量进行对比。更加直观的看出在流固耦合情况下对T型槽的密封性能的影响。
  主要的研究工作如下:
  (1)本文详细研究了T型槽干气密封气膜流场在进行数值模拟分析时的网格划分方法,运用网格无关性险验的方法,在Gambit中以端面开启力和气体质量泄漏率的相对变化率为标准,得出了划分T型槽气膜流场最佳的面网格密度、槽区气膜和非槽区气膜网格的层数。为第三章的后续的流场分析、第五章的流固耦合分析中的网格划分提供了精准的数值。
  (2)在网格无关性检验的基础上,将基于单螺杆压缩机的T型槽和经典的T型槽的流场分别在Fluent中进行数值模拟,比较在三种不同气膜厚度下的密封性能参数,同时还模拟出T型槽的结构参数周向比在单螺杆压缩机不同转速下对密封性能的影响。通过两种T型槽对比的研究方法更加具体全面的分析了干气密封中T型槽单一的气膜流场的情况,以及气膜厚度对密封性能的影响。为第五章的流固耦合分析中的流场分析打下坚实的基础。
  (3)采用数学计算的方法对经典的T型槽干气密封的静环变形量进行求解,结合皮采诺环形轴对称变形理论和压力控制雷诺方程带入静环的具体结构尺寸,在MATLAB中计算出在四中密封间隙下的偏转角度。说明在T型槽干气密封分析中,静环的变形是必须要进行研究的内容,同时也为第五章的流固耦合分析后的变形量提供对比数据。
  (4)采用Ansys Workbench的流固耦合模型对T型槽干气密封的气膜流场和静环固体场的相互影响进行分析,将流固耦合后的气膜流场的压力分布和静环变形量同单一流场下数值模拟的流场压力分布和数学计算的静环偏转量进行对比。同时分析了气膜流场等温与不等温流动对流场的影响。
摘要:1 基本假设流固耦合(Fluid Structure Interaction)分析是一种关于多物理场(固体变形场、流场)之间不断交互影响的问题[1].在进行研究气膜流场的压力分布和静环的端面变形时,应在分析之前进行了一系列的假设,尽可能使模拟条件达到理想状态.(1)假设气膜流场不存在体积力,包括重力、电磁力、惯性力、质量力.(2)假设密封端面动环与静环的表面相对光滑.(3)假设动环与静环在运转过程中始终保持相对轴向平行,忽略外界的干扰造成的振动与偏转.(4)假设气膜流场流动状态为连续流动.
摘要:在中国计量科学研究院(NIM)60Co γ基准实验室,将60Co γ辐射的空气比释动能及水吸收剂量基准值传递到国际原子能机构(IAEA)的FC65-G-2869电离室,给出了此电离室的60Co γ辐射的空气比释动能和水吸收剂量的校准因子,并且比较了这2个物理量的校准因子与IAEA提供的相关结果的差异.实验结果表明,NIM给出的FC65-G-2869电离室的60Co γ辐射的空气比释动能和水吸收剂量的校准因子相对IAEA提供的结果分别偏差0.5%和0.1%,比对结果达到了相关要求.为NIM参与国际计量局(BIPM)组织的正在进行中的一轮60Co γ辐射的空气比释动能及水吸收剂量的关键比对作了前期准备.
[期刊论文] 王坤
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摘要:通过参加结构设计竞赛,可以有效地提高同学们的动手能力和创新能力,文章主要从完成竞赛所必须的结构选型、计算分析、模型制作三个环节出发,系统的阐述了结构设计竞赛所需注意的事项以及在设计与实验的过程中获得对结构优化的探索及对创新的理解与实现.
摘要:介绍了双螺杆空气压缩机转子型线设计的研究现状及主要方法.重点研究基于啮合线反求转子型线的新方法,根据阴阳螺杆转子坐标系建立了啮合线坐标系,研究了啮合线为点、直线和曲线时反求转子型线的方法,最后得出不同啮合线下的转子型线的通用计算公式,为双螺杆空气压缩机转子型线的设计提供了参考.
摘要:本文用T型槽干气密封作为例子,分析面网格密度和网格层数在数值模拟时,对fluent模拟结果造成的影响.在确保网格质量良好以及计算机可运算的前提下,以端面开启力F0和气体质量泄漏率St的相对变化率作为网格独立性检验的参考量,通过分别改变T型槽槽区膜厚和槽坝区膜厚网格的层数,探究网格层数对模拟结果的作用影响.
[期刊论文] 余岩 刘泽功 王坤 彭伟
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北大核心 CSTPCD
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摘要:为了从细观上认识大孔径顺层长钻孔卸压与预抽煤层瓦斯的消突作用,采用RFPA2D-Flow软件对潘三矿17171(1)工作面进行数值模拟。模拟结果表明:钻孔直径增大2倍,钻孔上方煤体位移量增大8.4倍,钻孔周围瓦斯流量增大1.37倍;钻孔间距为2 m时,可有效抽采钻孔之间煤体瓦斯,煤体最大渗透系数增大250倍。现场考察结果表明:轨道顺槽、运输顺槽区域消突措施效果均达到规范要求,同时对掘进工作面进行了55次突出危险性预测,均无指标超限。验证了在无保护层开采条件下,大孔径顺层长钻孔对消除煤层突出危险性具有显著作用。
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