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间隙阻尼结构对轮缘密封封严效率和气动性能影响的数值研究

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西安交通大学学报 2025年

作者：雷隆屈杰高庆李志刚李军西安热工研究院有限公司西安西热节能技术有限公司西安交通大学叶轮机械研究所高效灵活煤电及碳捕集利用封存全国重点实验室

为提高燃气轮机透平轮缘密封封严效率，以某型燃气透平第一级动静叶栅和动叶前盘腔轮缘密封为研究对象，设计了4种间隙阻尼轮缘密封结构，建立了单级透平静转盘腔间隙阻尼轮缘密封数值分析模型，在5种封严冷气量工况下对比了原始结构和... 详细信息

为提高燃气轮机透平轮缘密封封严效率，以某型燃气透平第一级动静叶栅和动叶前盘腔轮缘密封为研究对象，设计了4种间隙阻尼轮缘密封结构，建立了单级透平静转盘腔间隙阻尼轮缘密封数值分析模型，在5种封严冷气量工况下对比了原始结构和4种间隙阻尼结构的封严效率、非定常流动特征和盘腔下游动叶通道出口的总压损失系数。结果表明：在5种工况下，4种间隙阻尼结构的封严效率均要优于原始结构，间隙内动盘凸肩结构具有最好的封严效率，其次为静盘凸肩动盘凹槽结构；与原始结构相比，5种工况下动盘凸肩结构在外腔静盘面测点处封严效率分别提高了47.1%、51.6%、32.4%、25.4%和26.2%，外腔动盘面面平均封严效率分别提高了12.6%、7.3%、3.2%、0.9%和0.1%；从流动机理角度分析，凸肩结构缩短了轮缘间隙长度，限制了燃气入侵通流面积，同时凸肩结构内的微小通道内形成了许多涡系，增大了燃气向内入侵的流动阻力，进而使封严效率大幅提高；在5种工况下，动盘凸肩结构在动叶栅出口端部的总压损失系数与原始结构相比分别增大了2.2%、1.6%、1.6%、2.5%和3.0%，相较于该结构大幅提高盘腔封严效率的表现而言，增加的气动损失相对较小，可认为间隙动盘凸肩结构在优化轮缘封严性能方面的总体效益显著大于其带来的气动损失。

关键词：燃气透平轮缘密封阻尼结构封严性能总压损失

基于北斗测速的电驱式小麦播种机监控系统设计与试验

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农机化研究 2025年第4期47卷 116-121页

作者：李涛刘江涛桑永英胡敏英周训河北农业大学机电工程学院河北保定071001 河北三头牛机械科技有限公司河北衡水053100

针对当前小麦播种机智能化程度低、播种作业时种子漏播肥料堵塞导致缺苗断垄现象产生的问题,设计了一款基于北斗测速的电驱式小麦播种机监控系统。通过电容检测可以实时监测小麦种子漏播情况,通过光电检测可以实时监控排肥管内肥料堵塞... 详细信息

针对当前小麦播种机智能化程度低、播种作业时种子漏播肥料堵塞导致缺苗断垄现象产生的问题,设计了一款基于北斗测速的电驱式小麦播种机监控系统。通过电容检测可以实时监测小麦种子漏播情况,通过光电检测可以实时监控排肥管内肥料堵塞情况;北斗卫星实时定位并计算出播种机的前进速度,控制器根据播种机前进速度实时调节播种施肥电机转速,实现种子漏播、肥料堵塞报警和精量播种施肥的目的。在田间试验中,装载监控系统的播种机各项性能表现良好,漏播检测准确率91%以上,肥料堵塞检测准确率95%以上,播种合格率平均值大于94.6%,漏播指数小于2.8%,重播指数小于3%,均匀度变异系数小于3.5%,能够满足小麦精量播种的要求。

关键词：小麦播种机监控系统北斗测速电驱式

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基于前置数据处理框架的新能源一体化监控方案

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热力发电 2025年

作者：张亦乐胡波张津宋美艳皇晓军李家港薛建中西安热工研究院有限公司华能陕西新能源分公司

当前新能源场站在各个生产环节所使用的硬件及监控系统由不同厂家提供，导致各业务系统间的数据格式和通信规约无法统一。这种数据的不统一性使各业务系统只能相互独立运行，为现场运维人员的操作维护和协调控制带来了诸多不便，部分系... 详细信息

当前新能源场站在各个生产环节所使用的硬件及监控系统由不同厂家提供，导致各业务系统间的数据格式和通信规约无法统一。这种数据的不统一性使各业务系统只能相互独立运行，为现场运维人员的操作维护和协调控制带来了诸多不便，部分系统甚至因此陷入了无人维护的局面。针对新能源场站的数据特点，提出了一种基于前置数据处理框架的一体化监控方案，在介绍其架构设计和工作流程的基础上，提出新能源场站一体化监控适用的综合数据处理驱动和基于混合架构的场站数据存储技术，详述了数据的采集、标准化和存储的实现思路，并结合应用案例验证了此方案带来的系统性能提升。该方案可以适应不同规模的新能源监控需求，在高并发的处理场景下确保海量数据处理的实时性和安全性，并显著提升了新能源场站的数据分析能力，为相关系统的开发和改进提供了重要参考。

关键词：数据采集规约解析数据存储

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靶机用红外指示器的性能提升研究

火工品 2025年第1期 13-17页

作者：李积珍冯帅贾博李钊杨军李晓平高艳侠西安北方庆华机电有限公司陕西西安710025

针对传统靶机用红外指示器在辐射强度、稳定性和持续时间方面存在的不足,对指示器的药剂配方、装药结构和装药密度进行了优化,设计了一种新型红外指示器。通过环境试验和发火试验,验证了新型红外指示器在经受振动、发射冲击和温度冲击... 详细信息

针对传统靶机用红外指示器在辐射强度、稳定性和持续时间方面存在的不足,对指示器的药剂配方、装药结构和装药密度进行了优化,设计了一种新型红外指示器。通过环境试验和发火试验,验证了新型红外指示器在经受振动、发射冲击和温度冲击后的可靠性,并测试了其红外辐射性能。结果表明:新型红外指示器在中波段(3.6~4.9μm)的辐射强度达到1200 W/sr,稳定辐射时间达到120 s,离散度控制在90 W/sr以内,且无团聚物现象,有效模拟了轻型战斗机的红外辐射特征。本研究的优化设计显著提升了靶机用红外指示器的性能,为提高空军部队实弹打靶训练的模拟真实性和安全性提供了技术支持。

关键词：靶机红外指示器红外辐射离散度

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螺杆钻具十字万向轴瓣齿裂纹扩展规律

特种油气藏 2025年

作者：刘书杰马传华叶道辉肖平关勤勤张锐尧中海油海南能源有限公司中国石化江钻石油机械有限公司

为了解决螺杆钻具十字万向轴在井下复杂载荷条件下瓣齿易断裂、使用寿命短的问题，提出了梯形、矩形或扇形的瓣齿截面结构优化方案，基于断裂理论和裂纹扩展数值模拟方法，建立了虚拟裂纹扩展仿真物理模型，研究了裂纹分别位于瓣齿根部... 详细信息

为了解决螺杆钻具十字万向轴在井下复杂载荷条件下瓣齿易断裂、使用寿命短的问题，提出了梯形、矩形或扇形的瓣齿截面结构优化方案，基于断裂理论和裂纹扩展数值模拟方法，建立了虚拟裂纹扩展仿真物理模型，研究了裂纹分别位于瓣齿根部左侧（I区）、中间（II区）、右侧（III区）时，原结构与优化结构在裂纹区域的等效应力与裂纹应力强度因子分布规律，进一步地开展现场测试对优化结构的使用效果进行了验证。研究表明：当裂纹分布在I、II或III区时，优化结构均可以减小裂纹尖端等效应力与应力强度因子，裂纹扩展能力平均降低18.6%、16.2%、12.1%，其中，矩形截面强化结构为最优方案。裂纹位于瓣齿根部中间区域时，裂纹尖端应力最大，扩展能力也最强；当裂纹位于瓣齿根部左侧区域时，裂纹尖端应力最小，裂纹扩展能力最弱，当裂纹位于瓣齿根部右侧区域时，扩展能力居于两者之间。现场测试结果验证了优化结构的可靠性，平均使用寿命可提升18.77%。该研究可为十字万向轴瓣齿的寿命预测与结构优化提供借鉴。

关键词：螺杆钻具十字万向轴瓣齿优化断裂裂纹扩展应力强度因子

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硝基锂钠钾二元及三元盐的相图分析

储能科学与技术 2025年

作者：张金柱孟令然吴玉庭石天庆商永强智瑞平魏雯珍华电郑州机械设计研究院有限公司

熔融盐的共晶性能是评估其在储热领域应用潜力的关键指标之一。在高效储热技术中具有广泛的应用前景。为了快速、准确地预测混合硝酸盐不同组分之间是否能够形成共晶，并进一步确定其共晶组成和最低熔点，本文采用Factsage热力学模拟软... 详细信息

熔融盐的共晶性能是评估其在储热领域应用潜力的关键指标之一。在高效储热技术中具有广泛的应用前景。为了快速、准确地预测混合硝酸盐不同组分之间是否能够形成共晶，并进一步确定其共晶组成和最低熔点，本文采用Factsage热力学模拟软件对五种常见的硝基盐—硝酸锂(LiNO3)、硝酸钾(KNO3)、硝酸钠(NaNO3)、亚硝酸钾(KNO2)和亚硝酸钠(NaNO2)进行了热力学模拟，预测了其二元系和三元系的相图。通过相图预测结果，进一步分析了硝基二元盐和三元体系中阴阳离子对共晶性能的影响。研究发现，不同阴阳离子的组合会显著影响共晶的形成温度和共晶组成。为了验证相图预测的准确性，本文还对具有良好共晶效果的二元盐硝酸Li-K和三元盐硝酸Li-Na-K进行了实验验证，测定了它们的熔点和共晶组成。实验结果表明，二元盐硝酸Li-K和三元盐硝酸Li-Na-K的熔点和共晶组成与相图预测结果一致，进一步证明了Factsage软件在熔盐体系相图预测中的有效性和准确性。与此同时，本文对几种常见的硝基盐进行了二元和三元系的相图预测，以分析阳离子和阴离子对混合熔盐储能介质的影响机理。通过这一系列研究，本文不仅为混合硝酸盐的共晶性能评估提供了新的思路和方法，还为未来储热技术中熔盐的优化与应用提供了重要的理论支持。

关键词：熔融盐相图计算共晶熔点

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城市砂层隧道注浆参数优化室内试验研究

北京交通大学学报 2025年

作者：魏进王锦涛卞海丁张巍王朋路冯畅长安大学公路学院西安市市政建设(集团)有限公司

为优化城市砂层隧道注浆参数，改善注浆效果，依托实际工程砂层隧道注浆问题，自主研制了室内砂层注浆试验系统，试验设计自变量为注浆压力、土体孔隙率和浆液水灰比，因变量为结石体强度、浆液扩散半径和注浆量，通过试验结果回归拟合... 详细信息

为优化城市砂层隧道注浆参数，改善注浆效果，依托实际工程砂层隧道注浆问题，自主研制了室内砂层注浆试验系统，试验设计自变量为注浆压力、土体孔隙率和浆液水灰比，因变量为结石体强度、浆液扩散半径和注浆量，通过试验结果回归拟合了自变量与因变量之间的相对关系式，进而采用试验所得的线性回归方程优化了现场注浆设计参数，并结合优化后的掌子面开挖与浆脉情况、取芯结石体强度、地表沉降进行了效果评价。研究结果表明：经复相关系数、方差分析与回归系数检验，所得自变量与因变量之间的关系方程线性回归性强、回归系数显著；注浆压力对注浆量影响最大、浆液扩散半径次之、结石体强度影响最小，土体孔隙率对注浆量影响最大、结石体强度次之、浆液扩散半径影响最小，浆液水灰比对结石体强度影响最大、注浆量次之、浆液扩散半径影响最小；采用优化后的注浆参数进行现场施工，观察到掌子面开挖过程揭露浆脉较多、浆液扩散均匀，掌子面保持直立且无地下水渗出，取样结石体强度满足要求，地表沉降稳定，表明优化后的注浆效果较好，可有效保证依托工程隧道施工的质量与安全。

关键词：隧道工程砂层注浆室内试验优化设计

基于载荷等效合成与Wigner-Ville变换的汽车耐久性多轴载荷谱加速编辑

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中国公路学报 2025年

作者：杨永乐张金保张志飞张佑源林伟雄重庆大学机械与运载工程学院东风柳州汽车有限公司

汽车耐久性载荷谱加速编辑目的在于提高零部件的疲劳分析效率。针对多轴载荷谱编辑中效率偏低、参照信号损伤特性表征不足等问题，提出一种结合载荷等效合成与Wigner-Ville变换的多参数指标约束编辑方法。基于多轴雨流投影技术对多轴载... 详细信息

汽车耐久性载荷谱加速编辑目的在于提高零部件的疲劳分析效率。针对多轴载荷谱编辑中效率偏低、参照信号损伤特性表征不足等问题，提出一种结合载荷等效合成与Wigner-Ville变换的多参数指标约束编辑方法。基于多轴雨流投影技术对多轴载荷开展以损伤参量最大为基础的等效合成，并作为参照信号进行Wigner-Ville变换获取瞬时能量谱，再结合遗传算法优化双阈值模型确定加速阈值，从而定位无/小损伤时间片段，编辑得到多轴加速谱。以实测轮心六分力载荷谱为示例开展编辑，并就预处理过程提出一种修正向下重采样法以消除传统重采样中因峰/谷值漏采造成的损伤加载差异。将所提多轴载荷谱编辑法与基于应变参照信号编辑法进行损伤表征和编辑效果对比；同时，亦将其与时域编辑法、短时傅里叶变换编辑法的编辑效果从多方面进行对比分析。结果表明：相比应变信号，所提方法合成的等效载荷更能有效表征多轴载荷的损伤特性，用作参照信号的编辑效果更优。此外，基于Wigner-Ville变换方法所得瞬时能量谱可用于准确识别原始载荷中无/小损伤数据。压缩效果显示，基于相同伪损伤保留比，所提方法将原始载荷谱压缩至76.50%，且对应均方根和峰度系数等统计参数的相对误差在15%以内。功率谱密度和穿级计数分布显示，所提方法仅在小幅值循环频次上实现有效缩减，未明显改变载荷的幅/频域能量特性，即各项特征指标均优于时域编辑和短时傅里叶变换编辑法。疲劳仿真结果显示，所提方法在保证较高分析精度的同时，计算效率较原始加载提升约26%，加速效果更显著。该方法可有效提高汽车零部件的疲劳耐久性分析效率。

关键词：汽车工程多轴载荷谱编辑等效合成理论 Wigner-Ville变换瞬时能量谱双阈值模型

燃气涡轮转静盘腔轮缘密封非定常流动特性和封严效率研究

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推进技术 2025年

作者：郭粲白波雷隆李志刚李军西安交通大学叶轮机械研究所

燃气涡轮动叶和静叶间转静盘腔轮缘密封性能直接影响燃气入侵和冷气出流，进而影响涡轮的气热性能。论文采用基于多组分示踪变量方法的三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)和SST k-ω湍流模型研究了1.5级燃气涡轮动叶和静叶间转... 详细信息

燃气涡轮动叶和静叶间转静盘腔轮缘密封性能直接影响燃气入侵和冷气出流，进而影响涡轮的气热性能。论文采用基于多组分示踪变量方法的三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)和SST k-ω湍流模型研究了1.5级燃气涡轮动叶和静叶间转静盘腔径向轮缘密封的非定常流动特性，分析了4种封严冷气量下的轮缘密封非定常燃气入侵和冷气出流特性，对比了径向轮缘密封的封严效率。研究表明：4种封严冷气量下的1.5级燃气涡轮动叶和静叶间径向轮缘密封的外腔封严效率随着冷气量的增加而增加，内盘腔的时均封严效率大于0.9。受动盘旋转泵吸效应影响，动盘侧封严效率相对大于静盘侧。转静盘腔受密封间隙处两个较小尺度和外腔中两个较大尺度Kelvin–Helmholtz不稳定旋涡影响，导致轮缘密封间隙内流场非定常特性明显，不同周向位置出现不同的燃气入侵和冷气出流现象。转静盘腔内旋涡强度和涡核位置随时间和冷气流量的变化而发生改变，引起轮缘密封间隙处燃气入侵和冷气出流状态的相互转换。封严冷气出流与端壁二次流掺混导致对下游静叶的影响主要集中在前缘位置。

关键词：燃气涡轮轮缘密封非定常流动封严效率数值模拟