微小流量离心压缩机叶轮流场性能模拟计算

设计了一种空气工质低压比的微小流量、高转速离心压缩机三元叶轮,并对其流场特性进行数值模拟.研究表明:该类叶轮出口与进口区域面积比小于1;采用高转速可以改善该类叶轮的效率;叶轮的最佳叶片数较源于大流量低转速离心压缩机理论的叶片数经验公式计算值要小;叶轮出口角一般在60°以上;叶尖顶部间隙增大时,叶轮总压比及效率显著下降.研究方法和结果为飞机高性能空气循环制冷系统和蒸汽压缩制冷系统中微小流量高转速离心压缩机的工程化设计提供了有益的参考.      

化学热泵系统研究

介绍了化学热泵系统的工作原理, 对不同工作方式下的性能进行了热力学分析。着重研究了化学热泵系统代替蒸汽压缩式循环系统的可能性, 指出了系统的COP和单位反应器体积或单位质量吸收剂的功率是两个决定性的因素。讨论了为改善化学热泵系统性能可供采取的技术途径。分析结果表明, 化学热泵系统作为蒸汽压缩循环系统的替代物是很有可能的。      

航天领域蒸汽压缩热泵技术研究进展

蒸汽压缩热泵是未来大型航天器热控系统和制冷设备的新方案。介绍了国际上的研究情况,阐明了此技术的优越性和可行性。分析了航天用蒸汽压缩热泵的关键技术,包括微重力相变换热器及其研究方法、无润滑高转速压缩机等。在此基础上给出了中国开展航天领域蒸汽压缩热泵的研究方案。     

带经济器的飞机蒸发循环制冷系统方案研究

针对飞机蒸发循环制冷系统提高性能、可靠性和经济性的需求,本文对带经济器的蒸发循环制冷系统进行了研究,包括工作原理分析以及热力循环分析,并对不同形式带经济器的蒸发循环制冷系统以及传统单级蒸气压缩制冷系统进行了模拟计算,从系统性能和系统代偿损失两方面对几种系统方案进行了对比分析。结果表明,闪发器前节流系统性能和代偿损失均为最优,可有效提高系统在低蒸发温度下运行时的性能,提高系统的工作可靠性和经济性。     

简单式空调制冷系统流阻匹配探讨

对于不同的简单式空调制冷系统,内阻高低对系统特性的影响并不一致。经过建模初步分析,给出不同的简单式空调系统在流阻匹配上的倾向性选择。     

新组合压缩方式压气机的可行性探索

结合容积式压缩和叶片式压缩的特点,提出一种流体压缩新概念,并以此为研究背景,开展理论分析、数值模拟和实验验证方面的工作.研究结果表明:叶片式串联容积式的组合压缩方式可以兼顾叶片式和容积式的优点,一方面具有和容积式一样可靠的稳定性,而尺寸体积远小于同流量的容积式压缩机;另一方面,在同流量条件下比叶片式压气机压比更高,稳定性更好.     

飞机环境控制系统的现状与未来

综述了飞机环境控制系统研究的发展与前景。通过对现有各种环控系统的优点与不足的讨论 ,提出了蒸汽循环制冷系统由于其高可靠性和使用了无污染制冷剂 ,有可能成为飞机环控系统的一个发展方向 ,而基于模糊理论和神经网络的微处理器控制方式的导入 ,将提高飞机环控系统的控制技术水平。     

紧凑式换热器全高度传热特性研究

发展了可工程应用的紧凑式换热器传热模型,从三个层次对换热器进行讨论。针对空气循环制冷系统中的换热器,分析了二轮低压除水和二轮高压除水空气循环制冷系统中换热器的传热特性,计算结果与试验数据符合良好。该方法利用较少的实验数据即可得到全高度特性,不仅满足工程计算的要求,而且为评估换热器性能提供了理论依据。     

两级对置式离心压气机湿压缩研究

本文以两级对置式离心压气机为对象,采用数值模拟方法研究了湿压缩对压气机特性和内部流场的影响。数值计算借助ANSYS CFX软件,采用欧拉-拉格朗日法耦合计算连续流场和离散粒子项,基于k-ε湍流模型、变比热拟合公式计算焓熵值,利用安托万方程求解饱和蒸汽压力并加入液滴破碎CAB模型和撞壁模型。在压气机进口采用干空气和不同喷水量与粒径组合共计7个工况条件下,对比分析了压气机总体性能变化、部件性能变化及水滴的运动轨迹。结果表明,湿压缩使得整机压比和效率均有所提高,但效果越好裕度越小。低压级内湿压缩效果明显,水滴蒸发使得出口温度降低;高压级湿压缩降温增益不明显,但受上一级冷却效果影响,压比和温比都增加。水滴在叶轮中主要积聚在叶片压力面根部。扩压器和回流器中产生了较大的尾迹损失,扩压器前缘受水滴破碎和掺混作用,产生较大熵增。     

弯曲后掠压缩拐角激波/湍流边界层干扰特性研究

为研究内转式进气道前体压缩激波与机体边界层之间的弯曲后掠压缩拐角激波/湍流边界层干扰现象,对矩形捕获型线、直母线圆锥基准流场生成的内转式进气道压缩型面进行简化,并利用数值仿真方法对简化模型进行计算,分析并对比了非耦合和耦合情况下弯曲后掠压缩拐角激波/湍流边界层干扰特性.结果表明:非耦合模型所形成的分离区呈弯刀形,分离区...     

便携式蒸汽压缩制冷系统的熵产分析

介绍了基于微电子机械系统(MEMS)所研制的便携式制冷系统, 并分析了随着制冷系统尺寸的减小系统各个部件熵产率的变化情况.尽管没有对熵产做定量评价, 但是可以得出压缩机是便携式制冷系统中最难微型化的部件, 便携式制冷系统成功运转的关键就是微型压缩机的研制, 而且必须尽量减少蒸发器的冷量损失.      

蒸发制冷技术在直升机上的应用

本文简要介绍了典型的蒸发制冷循环系统工作原理及国外的技术现状,对国外现役直升机采用的蒸发循环制冷系统与空气循环制冷系统进行性能对比,并对蒸发制冷循环系统在直升机上的应用前景进行初步的讨论。     

民用飞机座舱制冷系统性能计算方法研究

对民用飞机座舱制冷系统性能计算方法进行了阐述,并对座舱制冷系统性能计算方法进行了对比分析。     

Optimization on conventional and electric air-cycle refrigeration systems of aircraft: A short-cut method and analysis

The air-cycle refrigeration system is widely used in commercial and military aircraft, and its efficiency greatly affects aircraft performance. Nowadays, this system requires a more efficient design and optimization method. In this paper, a short-cut optimization method with high efficiency and effectiveness is introduced for both conventional and electric air-cycle refrigeration systems. Based on the system characteristics, a four-layer parameter matching algorithm is designed which avoids computational difficulty caused by simultaneous equations. Fuel penalty is chosen as the objective function of optimization; design variables are reduced based on sensitivity analysis to improve optimization efficiency. The results show that the 3-variable optimization of the conventional air-cycle refrigeration system can obtain almost the same results as the traditional 6-variable optimization in that these two optimizations can both significantly reduce the fuel penalty. However, the computer running time of the 3-variable optimization is much shorter than that of the 6-variable optimization. The optimal fuel penalty of the electric air-cycle refrigeration system is lower than that of the conventional one. This study can provide reference for optimizing the air-cycle refrigeration system of aircraft.     

蒸汽腔平板微热管仿真及传热性能测试

平板微热管是一种新型的气液两相流传热器件,在空间有限的紧凑器件热控系统中应用更有优势,但是目前性能仍有很大提升空间。首先分析了具有蒸汽腔的平板微热管的工质输运特性,设计并制作了体积为45mm×16mm×1.75mm的蒸汽腔微热管,其中蒸汽腔的深度为200μm。制作了同样尺寸的无蒸汽腔微热管进行传热性能对比。试验结果表明,仿真分析与试验的温度差异在10%左右,高速图像采集系统采集图像与仿真图像可以较好地吻合。当输入功率为6W时,蒸汽腔热管的平衡温度为70.4℃,而相同功率下没有蒸汽腔热管的平衡温度为118℃。在1~6W输入功率下,蒸汽腔热管的平衡温度要明显低于没有蒸汽腔热管的平衡温度,因此蒸汽腔对于减小气态工质循环阻力,提高微热管传热能力有较大影响。本研究可为平板微热管的优化设计提供借鉴。     

蒸发循环系统制冷剂量对系统性能影响的试验分析

制冷系统性能与制冷工质充注量的多少密切相关,随时间的推移,制冷剂多少总会泄漏,系统制冷剂总量会减少,性能会降低。制冷剂的减少会导致压缩机转速加快,制冷剂冷凝压力降低、蒸发温度升高、过热量加大。     

Real-time modular dynamic modeling for compression system of altitude ground test facilities

Modeling of a centrifugal compressor is of great significance to surge characteristics and fluid dynamics in the Altitude Ground Test Facilities (AGTF). Real-time Modular Dynamic System Greitzer (MDSG) modeling for dynamic response and simulation of the compression system is introduced. The centrifugal compressor, pipeline network, and valve are divided into pressure output type and mass flow output type for module modeling, and the two types of components alternate when the system is established. The pressure loss and thermodynamics of the system are considered. An air supply compression system of AGTF is modeled and simulated by the MDSG model. The simulation results of mass flow, pressure, and temperature are compared with the experimental results, and the error is less than 5%, which demonstrates the reliability, practicability, and universality of the MDSG model.     

基于热动力学的摆动活塞式空气压缩机数学模型的建立

为了能够使仿真技术更好地应用于制冷空调系统的优化设计,以热动力学为基础,研究了摆动活塞式空气压缩机的动态特性,将压缩机进、排气流道作为制冷系统的一个环节,建立数学模型。针对数学模型进行计算方法的探讨,并编制程序,实施动态仿真,得出动态过程表示在p-V图上,其研究思路为改进压缩机性能提供良好的参考依据。     

空气循环制冷设备状态监测与故障诊断系统设计

该空气循环制冷设备用于飞机机上环境控制系统不工作状态时,向飞机提供给定温度和湿度的空气,达到降温或除湿的目的。在对该设备工作原理进行深入研究的基础上,针对其热力性能故障,选取了30个监测参数,并采用故障树分析方法,设计了该设备的状态监测与故障诊断系统。这里主要介绍了该系统的状态监测与故障诊断原理、主要功能、及其硬件设计和软件设计。该系统能够快速、准确地确定故障部位,提高维修效率。     

改进的流线曲率通流计算方法及在双涵道压缩系统设计中的应用

基于轴对称的S2流面理论,发展了一套流线曲率通流计算方法.为了提高计算的收敛性、稳定性和计算精度,对求解过程中的流线曲率计算、松弛因子的选取等方面进行了改进;提出了一种简单易行的叶片力的处理方法,使得该方法可以计算叶片排以内的区域;为了计算风扇和轴流、离心以及组合压气机构成的双涵道压缩系统,发展了一种计算速度快、稳定性好的双涵道计算方法.最后将改进的通流计算方法用于一双涵道压缩系统的反设计,验证了其可行性.