- 李帅领;柴水华;田晨晔;姜怡欣;陆琪;李跃飞;吴彦东;刘小民;
为进一步提升空调器用轴流风机气动效率并有效降低其噪声，结合具有优异飞行特性的海鸥翼型和具有静音飞行特性的蝴蝶翅膀表面非光滑功能结构，对轴流风机叶片进行跨物种多元复合仿生设计。首先采用CFD方法对轴流风机内流特性及其气动性能进行数值仿真，通过与试验测量结果进行比较，验证了数值模型有效性；随后采用大涡模拟（LES）和FW-H声类比方法对带有复合仿生叶片的轴流风机的噪声进行预测。结果表明，跨物种复合仿生叶片有效减小了风机叶顶间隙的流动分离损失，并降低了叶片表面的压力脉动；与原型风机相比，在相同工况（转速为730 r/min）条件下，带有跨物种复合仿生叶片的轴流风机的气动效率提升了9.07%，风机风量提升了126.4 m~3/h，功率下降了70.2 W，噪声降低了2.6 dB。研究可为轴流风机叶片设计及性能优化提供方案参考。
2025年06期 v.53;No.636 21-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 3289K] [下载次数：18 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 梁彦兵;丁思云;杨博峰;刘杰;彭骞;谢星;王永乐;
针对高温高速等极端工况下某航空发动机燃油泵由于热力变形导致密封失效的问题，基于某加力燃油泵机械密封结构建立上游泵送机械密封的热流固耦合模型，采用专业流场计算软件及热流固耦合计算平台对极端工况下密封环的应力应变情况进行计算，并分析了转速20 000～40 000 r/min、压差0.5～9 MPa机械密封环应力应变的影响规律。结果表明：取密封端面液膜的厚度为2μm、螺旋槽槽深为6μm、槽数12个及螺旋角18°作为基础参数时，随着动环转速的升高，密封动静环均产生了一定的应力和应变，且动环的最大应力及最大变形量均大于静环，动静环变形量的最大差值达到了2.5μm；随着密封压差的增大，密封环的应力和应变值也线性增大，但密封环对压差的敏感程度较低，压差增大1 MPa，密封环的应变增大约0.02μm，最大应力增大约0.3 MPa；在不同工况参数下，密封环均会产生相应的应力和应变；在设计计算过程中不可忽略密封环应力应变对整体密封性能的影响。研究结果可为上游泵送机械密封在极端工况下的多物理场耦合计算提供一定的参考。
2025年06期 v.53;No.636 31-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 2406K] [下载次数：6 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 徐迅;苑昭阔;
为提高冷库制冷系统蒸发器的传热性能，设计了一种板式蒸发器，采用模拟结合试验的方法分析了制冷剂质量流量以及空气侧迎面风速对板式蒸发器传热特性的影响，并提出一种带中间通道的优化结构。在制冷剂R22入口干度0.27，温度-5℃，压力0.421 8 MPa，质量流量0.017 kg/s，空气入口温度6℃，相对湿度80%，流速3 m/s的工况下，对板式蒸发器传热特性进行了研究。结果表明：设计工况下板式蒸发器制冷量为2.86 kW，制冷剂侧压降为1 150 Pa，空气侧压降为412 Pa；制冷剂质量流量增加，制冷量增大，但当制冷剂质量流量增大到0.017 kg/s时增速明显减缓，制冷剂侧压降也增大，且增幅逐渐增大；空气侧进口流速增加，制冷量增大，但增大到3 m/s时增速明显减缓，空气侧压降也增大，且增幅逐渐增大；制冷剂质量流量取值与空气入口条件应相互匹配；带中间连通结构的板式蒸发器与原结构相比，制冷量提升9.4%以上，制冷剂侧压降增加18.3%，空气侧压降增加20.2%；中间连通结构能够提升蒸发器的传热性能。研究结果可为冷库制冷系统蒸发器的研究和设计提供参考。
2025年06期 v.53;No.636 39-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 1651K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 余江洪;吴振宇;于世奇;王丽娜;张爽;
针对目前油田中普遍存在的高含水、伴生气含量高及小粒径气泡难以分离的问题，基于惯性预分离和离心分离原理，设计了一种可实现气泡粒径重构及预分离的气液-惯性旋流分离器结构。通过在入口处使不同粒径的气泡分布于不同位置，使小气泡更易向旋流器中心迁移，从而提高其分离效率。通过数值模拟，全面分析了气液惯性-旋流分离器在不同工况条件下的预分离效果、流场特性和分离性能。研究结果表明，在入口气泡粒径小于50μm、分流比为13%、处理量为2.0 m~3/h、含气浓度为10%的工况条件下，分离效率最高可达99.98%。气液惯性-旋流分离器能够显著提高对微小气泡的分离效率，实现对不同尺寸气泡的高效分离，可适用于复杂的工业应用场景。
2025年06期 v.53;No.636 48-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 2423K] [下载次数：169 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 祖海英;付灵芝;叶卫东;刘永鹏;张维良;
针对小排量潜油螺杆泵因泄漏量大导致容积效率低的问题，以GLB-20型螺杆泵为研究对象，借助Ansys Fluent软件，基于用户自定义函数（UDF）和动网格技术构建流体仿真模型，对小排量潜油螺杆泵的瞬态与稳态流场进行模拟；探究偏心距、定子导程、间隙等结构参数对流场流速及泄漏量的影响规律，并通过试验验证优化结果，获得螺杆泵结构的最优设计方案。结果表明，螺杆泵运行时呈现显著的谐波变化特性，流量在单个周期内出现2次脉动，与定转子导程比值一致；瞬态流场较稳态流场更贴合实际工况；间隙是影响泄漏量和流场流速的最关键因素，其中定子导程对流场流速的影响程度大于偏心距，而偏心距对泄漏量的影响程度大于定子导程。采用Box-Behnken设计法（BBD）优化后的螺杆泵结构参数：偏心距1.8 mm、定子导程78 mm、间隙0.3 mm，泄漏量较优化前减少12.7%，容积效率显著提升且流动稳定性增强。该研究成果可为小排量潜油螺杆泵的开发与应用提供设计依据和参考。
2025年06期 v.53;No.636 58-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 1842K] [下载次数：17 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 张天娇;王渭清;张华;刘业凤;豆斌林;赵博寒;
针对食品冷藏柜中普遍存在的温度分布不均问题，采用孔板对搁架进行结构改造，以优化冷藏柜内部的气流组织。采用CFD方法建立了闭式食品冷藏柜的数学及物理模型，并对冷藏柜的温度分布展开了模拟研究，通过与试验数据进行对比，验证了模型的可靠性。在此基础上，进一步分析孔板的不同孔径（10,20,30 mm）和开孔率（6%,9%,12%）对冷藏柜内部温度场的影响。结果表明，当搁架孔径为30 mm、开孔率为9%时，冷藏柜内部温度场的均匀性最佳，食品冷藏效果最为理想；与未开孔的原始模型相比，开孔后的搁架能够促进层间的空气流动和热量交换，显著提高了冷藏柜内部温度场的均匀性。研究结果为冷藏设备的设计和优化提供了重要的理论依据和参考。
2025年06期 v.53;No.636 67-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 1510K] [下载次数：58 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 习毅;姚朝阳;邹俊辉;刘宇超;郑洪涛;戴巨川;令狐钊;
为解决不同工况下电液比例泵容积效率理论公式计算结果和试验结果误差较大问题，开展基于机器学习电液比例泵容积效率模型研究。首先，构建了非线性回归模型，并对回归模型进行了显著性检验；然后，基于随机森林模型构建了电液比例泵容积效率的预测模型，并利用试验数据对预测模型进行了训练和验证；最后，对上述2种模型的预测精度进行了分析和评价。结果表明：在不同工况下，相较于电液比例泵容积效率理论计算公式，根据非线性回归模型和随机森林预测模型得到的电液比例泵容积效率的计算精度均有显著提高，2种方法获得的容积效率平均相对误差分别从6.68%提高到1.25%和1.24%。研究结果对高精度泵容积效率预测模型的深入研究具有一定的指导意义。
2025年06期 v.53;No.636 74-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 2325K] [下载次数：21 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 杨自文;焦娜;李虎生;
针对四偏心蝶阀在启闭过程中阀板与阀座的动态干涉问题，通过建立精确数学模型，实现了运动轨迹预测与参数优化；基于四偏心蝶阀的偏心结构，构建了密封副三维曲面模型，并推导出阀板任意点的运动轨迹方程。同时，提出基于坐标对比与启闭角检测的双重干涉检测方法。通过对DN300四偏心蝶阀密封副的200个截面采样分析发现：在初始参数下（第一偏心31 mm），阀门在启闭过程中存在干涉风险；经参数优化后（第一偏心优化为43 mm），在选定的截面上启闭角偏差δ从初始负值得到改善，干涉风险降为零。研究为四偏心蝶阀的设计和制造提供了精确的理论指导，能够有效提高设计效率和可靠性。
2025年06期 v.53;No.636 82-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 1232K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 杨俊兰;张凯钰;
为研究CO_2/R1270混合工质电动汽车热泵系统的可行性，对混合工质进行热物性分析，建立了单级带回热器跨临界热泵系统模型，分析质量配比和不同运行参数对系统性能的影响。结果表明：CO_2/R1270混合工质最佳质量配比为0.96∶0.04，系统COP相较于单工质CO_2提升了13%，最优高压压力为8 MPa，降低了20%；系统制冷性能随着蒸发器入口温度的升高而提高，随环境温度的升高而降低；改变蒸发器入口温度对COP_c的影响大于环境温度的影响，环境温度为30℃时，COP_c随蒸发温度的变化最为明显，从1.18上升至2.81。对系统制热性能的影响最明显的是气冷器出口温度，系统COP_h随气冷器出口温度的升高而降低，使气冷器出口温度维持在混合工质临界温度42℃附近，可得到最佳制热性能，且环境温度越高，通过改变气冷器出口温度对COP_h的影响越明显。研究可为电动汽车混合工质热泵的优化设计提供参考。
2025年06期 v.53;No.636 89-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1443K] [下载次数：10 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]