前缘缝翼是通过延缓流动分离和失速,提高飞机机翼升力,将前缘缝翼引入高负荷离心风机动叶的气动设计,以抑制叶片吸力面的边界层分离、改善风机气动性能,并基于数值模拟方法研究前缘缝翼起始位置和偏转角两个几何参数对风机流场与气动性能的影响。研究结果表明,30%弦长处为最佳开缝位置,其总压升和效率最大增幅分别达到13.1%和1.2%。动叶前缘缝翼的存在加速了后叶片吸力面流体的流动,抑制了后叶片尾部边界层的分离,且具有动叶前缘缝翼的离心叶轮速度分布更加均匀,压升更大。动叶前缘缝翼的开缝位置对提高离心风机总压升和效率具有重要的影响。

基于CFD模拟和试验的方法,研究汽车发动机冷却风扇结构参数对风扇气动性能的影响,优化确定了一款高效率的新风扇。对风扇进行了试验,建立了与试验风扇结构相同的模型并进行仿真计算,通过对比模拟和实验,验证了模型的正确性;在此基础上,分析调整结构参数对气动性能的影响,结果表明风扇叶片弦长和安装角较轮毂比对气动性能影响较大,优化后的风扇静压效率能达26. 48%,较原模型静压效率提高了5. 75%。

通过控制双圆弧叶型两段圆弧相切点半径、切点处叶片角两个参数,设计多种双圆弧离心风机模型,采用计算流体力学获得风机性能和流场数值解,研究中间圆系数、叶片角系数对性能的影响。结果表明,双圆弧离心叶轮设计中中间圆系数取0.7时,整机性能平稳,效率和压升较高;在叶轮进口段叶片角缓慢增长而在出口段叶片角的快速增大有利于减小流动损失,改善流场品质,提高风机效率。

针对采用空气作工质的逆向布莱顿循环在空调温区效率较低的缺点,文章提出了将非共沸混合工质应用于逆向布莱顿循环这一新的解决思路.基于循环的热力学分析和从热力学角度选择的工质,采用RKS方程对多元非共沸混合工质进行了模拟计算,详细讨论了工质成分对系统性能的影响,并在自己搭建的实验台上进行了验证.结果表明,由R290、R152a、R600a组成的混合物具有较大的单位质量制冷量、单位质量输出功和COP值,是逆向布莱顿循环较理想的工质.

对化学吸附制冷系统吸附床的强化传热传质方法进行了实验研究,针对化学吸附在脱附和吸附方面与物理吸附的不同特点,提出了几种强化传热的方案,通过实验加以比较,得出优化的发生器吸附床结构.

以NREL 5 MW大型风力机为研究对象,采用数值模拟的方法研究了风切变和塔影效应对风力机工作的影响。对均匀来流风轮模型、均匀来流整机模型、切变来流风轮模型、切变来流整机模型四种情况进行了研究。发现风切变会降低风力机平均推力和功率,降低值分别为3.2%和2.8%,塔影效应会使风力机在一个旋转周期出现3次明显压力脉冲。风切变与塔影效应共同作用使风力机平均功率降低更多。数值模拟能给出速度、压力分布等详细流场信息,为风力机的设计和安全运行提供参考。

当风速大于额定风速时,风电机组通过控制变桨机构调整桨距角来减小风能捕获,从而使机组的输出功率保持在额定功率附近。变桨系统一般采用PI(比例积分)控制算法,但由于风轮气动转矩与风速、风轮转速、桨距角呈高次复杂非线性关系,单一控制参数的变桨控制器难以满足风电机组在额定风速以上的运行性能要求。为了解决单一变桨控制性能不足的问题,提出一种基于风轮气动特性的风力机变桨优化控制策略,该策略通过测量桨距角当前值来动态调整变桨控制器参数,可有效提升变桨系统随风动作连续性,减小由变桨控制引起的转速与功率波动,削减机组由变桨动作引起的动态载荷。

针对AMESim软件平台下的液压混合动力系统展开仿真研究,介绍了系统结构及其原理,建立了液压泵、液压马达以及蓄能器储能释能过程的数学模型,提出了系统总体控制策略以及变频器、比例方向阀、比例节流阀的控制算法,通过与泵控马达闭式回路比较认为,液压混合动力系统具备更快的响应速度以及更低的能源消耗。

为了研究翼型对轴流风机气动性能的影响,采用数值模拟的方法首先研究了翼型的升阻比对风机性能的影响,然后选用较优的翼型来研究最大相对厚度和最大相对厚度位置对风机气动性能的影响。结果分析表明:当风机工作在设计流量及以上时,选用较大升阻比系数翼型的风机表现出较好的气动性能;轴流风机选用较薄翼型作为其叶片翼型时,其气动特性表现较优;当叶片翼型最大相对厚度位于距叶片前缘30%时,轴流风机的气动特性最优。研究结果可为轴流风机设计者设计高效的轴流风机提供参考。

由于湿污泥流动性差且不稳定,无法建立稳定流场,国内外目前没有成熟可用的流量测量技术。通过基于湿污泥仓料位模型建立了污泥柱塞泵自校正体积流量软测量方法,测量湿污泥仓的料位变化量推算出对应时间段柱塞泵泵出的污泥体积量,通过两者的数学关系建模和实时自校准,根据柱塞泵的运行周期,计算得到可用的污泥柱塞泵瞬时流量。实际应用的案例分析表明,基于料位模型的污泥柱塞泵自校正体积流量软测量方法有效,可供同类工艺系统借鉴。