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新型工业微反应器的开发研究

流体机械 2024年第2期52卷 40-47页

作者：张秋双陈永东韩冰川于改革合肥通用机械研究院有限公司合肥230031

针对目前工业领域的微反应器存在处理能力小、设备耐压耐温能力有限、紧凑度低和流速低等缺陷,开发了一种应用于特定领域的新型工业微反应器,“蚀刻+扩散焊”工艺使其具有极好的耐压耐温性能,制造工艺使设备高度紧凑且内部通道灵活多变... 详细信息

针对目前工业领域的微反应器存在处理能力小、设备耐压耐温能力有限、紧凑度低和流速低等缺陷,开发了一种应用于特定领域的新型工业微反应器,“蚀刻+扩散焊”工艺使其具有极好的耐压耐温性能,制造工艺使设备高度紧凑且内部通道灵活多变,在特定的化工工艺中具有巨大的优越性。针对新型工业微反应器的开发提出了拱形混合结构(AFMS),矩形混合结构(RFMS)和碰撞流混合结构(CFMS)3种混合结构,采用数值模拟方法研究其混合性能。结果表明,混合效果随着雷诺数的增加而增加,在湍流条件下可以获得理想的混合效果;与AFMS相比,RFMS和CFMS在一定程度上可以促进混合过程,但会带来较大的压力损失,混合指数与压降比进一步验证了AFMS是最佳结构;当100研究结果为新型微反应器原型的结构设计提供重要参考。

关键词：新型微反应器混合指数压降数值模拟

危化品工况离心机意外断电安全停车系统的研究

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流体机械 2024年第4期52卷 81-86,94页

作者：陈道林陈崔龙张德友周进朱碧肖吕彤合肥通用机械研究院有限公司合肥230031

针对离心机意外断电时自动化程序不能工作、危化品生产安全隐患系数急剧上升的问题,设计了一种安全停车系统,利用EDLC超级电容储能装置储备离心机惯性能,同时增设双直流DC-DC变换器和UPS电源。离心机正常运转时,通过变换器控制,预先给... 详细信息

针对离心机意外断电时自动化程序不能工作、危化品生产安全隐患系数急剧上升的问题,设计了一种安全停车系统,利用EDLC超级电容储能装置储备离心机惯性能,同时增设双直流DC-DC变换器和UPS电源。离心机正常运转时,通过变换器控制,预先给超级电容装置储存部分电能;意外断电时,首先由超级电容装置通过变换器控制给变频器的直流母线供电,维持其瞬间正常工作电压,然后高速旋转离心机的动能由电机通过变频器的逆变单元转换成电能传输到变频器直流母线上,待其电压升高后再通过变换器控制将直流母线上的多余电能充放给超级电容装置,使得离心机能安全快速停车。该系统已应用于GLZ1600大转动惯量离心机,离心机从最高速 800 r/min降至“零”速耗时约105 s,实现意外断电时的安全快速停车,较好地保障了设备和物料的安全。本研究可为同类型离心机安全运行保障提供参考。

关键词：危化品离心机意外断电超级电容双直流DC-DC变换器

地域与建筑类型对低环温空气源热泵减碳量定量评估的影响分析

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流体机械 2024年第2期52卷 67-74页

作者：郭扬刘骏亚包继虎牛晓文陆磊周坤合肥通用机械研究院有限公司合肥230031

针对低温空气源热泵减碳量定量评估方法缺失的问题,基于DeST与GB 55015—2021的规定得出该类机组的标准化年使用条件,并采用哈尔滨实测气象数据进行了验证。依据T/CECA-G 0164—2022的规定,提出了低温空气源热泵减碳量的评估方法。通过... 详细信息

针对低温空气源热泵减碳量定量评估方法缺失的问题,基于DeST与GB 55015—2021的规定得出该类机组的标准化年使用条件,并采用哈尔滨实测气象数据进行了验证。依据T/CECA-G 0164—2022的规定,提出了低温空气源热泵减碳量的评估方法。通过实验室的测试数据及自行编制的计算软件对2台样机进行了减碳量评估,结果表明:在不同建筑类型应用时,低环温空气源热泵减碳量差距最大为74%;不同城市的减碳量差距最大为28%;寒假的设置对学校建筑减碳量的影响为24%。研究结果对低温空气源热泵的应用具有参考价值。

关键词：低温空气源热泵减碳量气象参数建筑类型标准化年使用条件

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气悬浮离心压缩机IPLV测试与研究

低温与超导 2024年第2期52卷 81-85,96页

作者：郑明宇胡永胜陆磊丁辉宁锐周坤朱方能合肥通用机械研究院有限公司合肥230031 浙江福腾流体科技有限公司湖州313000

本文通过对气悬浮离心压缩机综合部分负荷性能系数IPLV的测试与分析,旨在评估其在不同负荷条件下的能效表现。研究采用JB/T 12843-2016标准的测试方法,通过各测试工况测得的实验数据,得出压缩机在不同负荷下的性能系数,其综合部分负荷... 详细信息

本文通过对气悬浮离心压缩机综合部分负荷性能系数IPLV的测试与分析,旨在评估其在不同负荷条件下的能效表现。研究采用JB/T 12843-2016标准的测试方法,通过各测试工况测得的实验数据,得出压缩机在不同负荷下的性能系数,其综合部分负荷性能系数IPLV可达到8.60 kW/kW。结果表明,气悬浮离心压缩机是一款优秀的节能产品,尤其在高负荷率下性能表现优异。但因低负荷率情况下性能系数略低于磁悬浮离心压缩机,其综合部分负荷性能系数IPLV仍有较大的提升空间。

关键词：气悬浮离心压缩机 IPLV 能效

基于修正Archard模型非连续接触的浮动球密封结构磨损行为研究

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流体机械 2024年第4期52卷 20-27页

作者：高俊峰赵嘉逸冯玉林杨玲玲李伟明友合肥通用机械研究院有限公司合肥230031 合肥通用机电产品检测院有限公司合肥230031

针对不连续接触磨损问题,以硬密封浮动球阀中浮动球密封结构为研究对象,将欧拉-拉格朗日耦合法(CEL)、全局网络重构法(ALE)、修正Archard模型与硬密封条件下的数值计算模型相结合,利用Abaqus子程序UMESHMOTION,实现对非连续接触密封结... 详细信息

针对不连续接触磨损问题,以硬密封浮动球阀中浮动球密封结构为研究对象,将欧拉-拉格朗日耦合法(CEL)、全局网络重构法(ALE)、修正Archard模型与硬密封条件下的数值计算模型相结合,利用Abaqus子程序UMESHMOTION,实现对非连续接触密封结构的磨损仿真分析,探究流体介质压力、启闭速度及密封面宽度等对密封面磨损特性的影响规律,揭示不连续接触条件下的磨损机制;提出密封结构接触面全局磨损量均值(GWA)的评价方法。结果表明:非连续接触形式下,磨损较大位置出现应力集中;启闭速度和密封面宽度对密封面磨损影响较小;当V_(oc)为2 mm/s时GWA最小;当b_(m)为3.0 mm时GWA最小;流体介质压力对密封面磨损影响较大;非连续接触的磨损机理主要是磨粒磨损和疲劳磨损。研究结果可为不连续接触结构的优化设计提供理论基础和技术支撑。

关键词： Archard磨损模型非连续接触浮动球密封结构磨损特性欧拉-拉格朗日耦合全局网络重构

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具有隐含概率条件的磁力泵机组健康状况评估

机电工程 2024年

作者：操瑞嘉廖生温操松林邱宁凤金泉巢湖学院机械工程学院合肥通用机械研究院有限公司流体事业部江苏大学国家水泵研究中心安徽金泉泵阀制造有限公司

为了解决磁力泵在智能诊断过程中因缺乏概率条件不能评估磁力泵机组的健康状况，以及调控过程不可知的问题，以磁力泵为研究对象，对它的振动信号进行了研究，提出了一种基于Baum-Welch的磁力泵机组健康诊断机制。首先，利用小波包技术... 详细信息

为了解决磁力泵在智能诊断过程中因缺乏概率条件不能评估磁力泵机组的健康状况，以及调控过程不可知的问题，以磁力泵为研究对象，对它的振动信号进行了研究，提出了一种基于Baum-Welch的磁力泵机组健康诊断机制。首先，利用小波包技术与K均值聚类分析，对采集的振动信号进行了滤波和分类，实现了磁力泵机组在某一时刻运行状态的分类目的；其次，根据识别得到的状态序列，使用Baum-Welch算法得到了磁力泵在一段运行时间内可能存在的隐含概率组合；最终，根据概率序列的计算结果，达到了评估磁力泵机组健康状况的目的，应用某磁力泵机组在不同健康条件下的空化和非空化状态数据，对其健康诊断机制进行了验证。研究结果表明：使用小波包分解算法提取的第9层第12组子频带信号对空化和非空化状态最大的识别率为100%，因而，该组信号可用于特征状态的识别；提取的均方根、方差、标准差、绝对均值特征在对空化状态分类时，最小的重复率为0，因而，这四个特征可用于工作状态的自动分类；经Baum-Welch算法估测得到的健康机组和衰退机组的非空化状态收敛概率分别为95.43%和90.2%，与历史统计值95.40%和91.11%基本一致，完全可用于磁力泵机组运行健康状况的评估。该研究结果可为具有隐含概率条件的磁力泵机组运行健康状态评估提供技术支撑。

关键词：磁力泵离心泵智能诊断隐含概率振动信号 Baum-Welch算法健康诊断机制

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旋流通道内超临界氮的换热性能研究

流体机械 2024年第8期52卷 31-38页

作者：夏春杰陈永东吴晓红宋嘉梁邓靜程沛合肥通用机械研究院有限公司传热技术与装备研究所合肥230031

为了研究超临界氮在旋流通道内的换热性能,通过试验和数值模拟的方法,分析了超临界氮物性变化在螺旋管沿程及周向引起的流动传热变化,以及流动参数、结构参数对换热系数h、流体温度Tf、壁面温度Tw、压力P1的影响,并对各结构参数的灵敏... 详细信息

为了研究超临界氮在旋流通道内的换热性能,通过试验和数值模拟的方法,分析了超临界氮物性变化在螺旋管沿程及周向引起的流动传热变化,以及流动参数、结构参数对换热系数h、流体温度Tf、壁面温度Tw、压力P1的影响,并对各结构参数的灵敏度做了量化分析。结果表明,流体温度位于临界温度127.15 K附近时,换热系数达到峰值;管径d对h,Tout,P1的灵敏度值最大分别约为2.47,0.42,2.15,说明d值变化对流动传热影响最大;对数据进行处理,拟合出基于螺旋管结构特性的超临界氮传热关联式,模拟值和公式值最大误差为12%。研究结果可为螺旋管换热器的应用推广提供参考。

关键词： LNG气化器螺旋管超临界氮数值模拟换热性能

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基于射流机理的泥浆罐清洗工艺参数研究

流体机械 2024年第1期52卷 62-68页

作者：韦志超李欣曲玉栋庞雷巴胜富童岭王永强鲁飞合肥通用机械研究院有限公司合肥230031 合肥通用机械研究院有限公司通用机械复合材料技术安徽省重点实验室合肥230031 铜陵有色金属集团股份有限公司安徽铜陵244000

针对传统钻井泥浆罐清洗采用人工进罐作业,存在安全隐患及效率低等问题,结合泥浆罐结构和罐内油泥沉积特点,从泥浆罐清洗工艺出发,分析“以油洗油”射流方式对罐内油泥冲击、破碎和溶解的清洗机理,开展射流轨迹模型、喷枪清洗模式、射... 详细信息

针对传统钻井泥浆罐清洗采用人工进罐作业,存在安全隐患及效率低等问题,结合泥浆罐结构和罐内油泥沉积特点,从泥浆罐清洗工艺出发,分析“以油洗油”射流方式对罐内油泥冲击、破碎和溶解的清洗机理,开展射流轨迹模型、喷枪清洗模式、射流打击力等研究。结果表明,当射流压力为0.7 MPa、流量为500 L/min、喷嘴出口直径为18 mm时,以白油为射流清洗介质,当靶距为8 m时,射流打击力为213 N,所研制的三维旋转喷枪完全满足典型钻井泥浆罐清洗作业要求。同时,三维旋转喷枪设置有罐底和罐壁2种分区清洗模式,通过清洗模式的切换,实现泥浆罐全方位清洗。研究结果可为泥浆站钻井泥浆罐安全、高效、自动化清洗提供参考。

关键词：钻井泥浆罐射流清洗射流轨迹射流打击力靶距

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大直径双浮动端面密封结构多目标优化设计

流体机械 2024年第5期52卷 25-31,39页

作者：谢星王永乐李凤成丁思云沈宗沼合肥通用机械研究院有限公司合肥230031 通用机械关键核心基础件创新中心(安徽)有限公司合肥230031 合肥通用环境控制技术有限责任公司合肥230031

针对缺乏直径大于600 mm浮动端面密封环结构参数选取标准的问题,建立了密封橡胶O形圈二维轴对称非线性接触模型;结合试验设计、有限元计算、响应面模型、多目标优化算法与优劣解距离决策方法,以密封环最大变形量和端面比压为目标,开展... 详细信息

针对缺乏直径大于600 mm浮动端面密封环结构参数选取标准的问题,建立了密封橡胶O形圈二维轴对称非线性接触模型;结合试验设计、有限元计算、响应面模型、多目标优化算法与优劣解距离决策方法,以密封环最大变形量和端面比压为目标,开展了不同结构双浮动端面密封优化设计研究;分析了密封环结构参数对其端面比压与变形量的影响规律。结果表明:密封环锥面最小半径R_(min)与锥面角 β 越大,密封端面比压越大;R_(min)与 β 越大,安装间隙A越小,密封环变形量越大。影响端面比压的主因素为R_(min)与 β,影响变形量的主因素为R_(min)。浮动环最优结构参数为:R_(min)=381 mm,β=23°,A=18 mm,相应的密封环端面比压为0.49 MPa,最大变形量为12.11 μm。经过静压和运转密封性能测试试验,设计的双浮动端面密封无泄漏,表明优化设计方法有效可行。

关键词：双浮动端面密封结构设计多目标优化变形量端面比压