燃料电池用双爪氢气循环泵工作特性与瞬态模拟 被引量：1

1

作者 王君 辛远杰 +5 位作者 潘诗洋 赵鑫 任纯吉 谈庆朋 王增丽 崔冬 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期267-275,共9页

为了解决传统双爪循环泵啮合性差和工作过程复杂的问题,本文提出一种新型偏心圆弧型双爪转子,建立其几何模型,并推导其型线方程。采用偏心圆弧及其共轭曲线构建出光滑的双爪转子,进而得到一种用于氢气循环的爪式压缩机,分析其工作过程... 为了解决传统双爪循环泵啮合性差和工作过程复杂的问题,本文提出一种新型偏心圆弧型双爪转子,建立其几何模型,并推导其型线方程。采用偏心圆弧及其共轭曲线构建出光滑的双爪转子,进而得到一种用于氢气循环的爪式压缩机,分析其工作过程。通过数值模拟,研究了新型爪式压缩机的流场变化规律,并与现有爪式压缩机进行了对比。研究结果表明:所提出的新型双爪转子能够实现全光滑啮合,解决了传统双爪转子的尖点问题,增强了转子与壳体之间的密封效果。同时,通过合理的排气口设计,消除了余隙容积,提高了爪式压缩机的综合性能,对于爪式压缩机的发展和氢燃料电池系统性能的提高具有重要意义。 展开更多

关键词 燃料电池 氢气循环泵 爪式压缩机 双爪转子 型线设计 全光滑啮合 工作过程 流场模拟 瞬态仿真

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单缸轴向内燃泵工作过程与性能模拟研究 被引量：12

2

作者 张洪信 张铁柱 +2 位作者 赵红 霍炜 张翼 《流体机械》 CSCD 北大核心 2007年第3期1-5,共5页

论述了单缸轴向内燃泵的结构原理,建立了考虑系统液、固、气耦合的工作过程的动力学微分方程,给出了求解的初始条件。内燃泵曲轴角速度在一个工作循环内有明显波动,泵腔内的流质压力在阀门开闭时出现阶跃。同传统的活塞式内燃机驱动柱... 论述了单缸轴向内燃泵的结构原理,建立了考虑系统液、固、气耦合的工作过程的动力学微分方程,给出了求解的初始条件。内燃泵曲轴角速度在一个工作循环内有明显波动,泵腔内的流质压力在阀门开闭时出现阶跃。同传统的活塞式内燃机驱动柱塞泵系统相比,内燃泵全工况燃油消耗率降低12%-42.78%,有效热效率提高13.63%-74.75%,运转不均匀度降低4.66%-15.57%,输出流质压力提高15.21%-76.61%。 展开更多

关键词 泵 内燃机 液压 工作过程 模拟 内燃泵

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双螺杆油气多相流混输泵内部工作机理研究 被引量：7

3

作者 曹锋 邢子文 束鹏程 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期73-77,共5页

从变质量多相系统的热力学特性角度，从能量守恒、质量守恒定律出发，建立了一套描述双螺杆多相泵内部工作机理的控制方程。通过对多相泵内部工作过程的模拟，分析了气体体积分数、回流损失、流量、压力分布及功率消耗间的相互关系。为... 从变质量多相系统的热力学特性角度，从能量守恒、质量守恒定律出发，建立了一套描述双螺杆多相泵内部工作机理的控制方程。通过对多相泵内部工作过程的模拟，分析了气体体积分数、回流损失、流量、压力分布及功率消耗间的相互关系。为验证数学模型的正确性，利用动态信号分析仪对试验样机进行了宏观性能测试和内部压力建立过程曲线（Ｐ—Ｖ图）测试。试验和数值模拟结果的比较表明，建立的数学模型能够正确反映双螺杆油气多相流混输泵内部压力建立过程及其宏观性能特征。 展开更多

关键词 多相混输 双螺杆泵 工作过程模拟 试验研究

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双螺杆多相流混输泵的设计计算 被引量：5

4

作者 曹锋 彭学院 +1 位作者 邢子文 束鹏程 《流体机械》 CSCD 2001年第1期14-17,共4页

在转子几何特性及回流研究的基础上 ,从变质量多相系统的热力学特性角度 ,建立了一套描述双螺杆多相流混输泵内部工作机理的控制方程。通过对多相流混输泵内部工作过程的模拟 ,分析了含气率、回流损失、流量。

关键词 双螺杆泵 多相混输 过程模拟 几何特性 回流

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新型涡旋式多相泵气液增压过程研究与设计理论 被引量：8

5

作者 王君 张晓慧 +1 位作者 刘凯 章大海 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期172-178,共7页

提出一种新型涡旋式气液多相混输泵,通过构建变啮合间隙涡旋齿型线,使其所形成的压缩腔存在一条通向排出口方向的内泄漏卸压通道,其增压过程如下:气液介质随着压缩腔容积的减小而压力升高,同时部分介质通过卸压通道被推入到排出口,防止... 提出一种新型涡旋式气液多相混输泵,通过构建变啮合间隙涡旋齿型线,使其所形成的压缩腔存在一条通向排出口方向的内泄漏卸压通道,其增压过程如下:气液介质随着压缩腔容积的减小而压力升高,同时部分介质通过卸压通道被推入到排出口,防止因液相不可压缩而易出现的压缩腔内压力骤增问题。建立涡旋式多相泵的几何理论和工作中带有内泄漏的气液增压过程数学模型,求解得到增压过程中气液状态参数的变化规律。对其工作过程中带有移动边界和气液混合增压的粘性非定常流动进行数值模拟,得到各个工作腔内的速度场和压力场分布,分析含气率、压缩腔容积变化率和啮合间隙等因素对增压过程的影响,形成了新型涡旋式多相泵的设计理论。 展开更多

关键词 涡旋式多相泵 几何理论 气液增压模型 数值模拟 设计理论

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新型涡旋多相泵原理及其工作过程研究 被引量：3

6

作者 王君 王增丽 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期240-243,共4页

提出了一种新型涡旋式气液多相混输泵,通过构建变啮合间隙涡旋齿型线,使得所形成的压缩腔存在一条通向排出口的内泄漏卸压通道。构建了一种液相压缩卸荷的新方法,解决了容积式多相泵在混输较高含液率介质时易出现的压缩腔液击问题。介... 提出了一种新型涡旋式气液多相混输泵,通过构建变啮合间隙涡旋齿型线,使得所形成的压缩腔存在一条通向排出口的内泄漏卸压通道。构建了一种液相压缩卸荷的新方法,解决了容积式多相泵在混输较高含液率介质时易出现的压缩腔液击问题。介绍了新型涡旋多相泵的工作原理,得到了变啮合间隙涡旋齿型线的生成方法和型线方程,分析了工作腔容积和啮合间隙的变化规律。建立了涡旋多相泵工作过程中气液介质在伴有内泄漏时的增压过程热力模型,求解得到了工作过程中压力的变化规律。 展开更多

关键词 涡旋多相泵 工作原理 气液混输 工作过程模型

原文传递

爪式真空泵正弦线型三爪转子设计及数值模拟 被引量：2

7

作者 王君 赵峰 +2 位作者 杨舒然 魏蜀红 冯浩志 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2538-2544,共7页

爪式真空泵的转子型线决定其工作性能,现有的直线-圆弧型三爪转子存在组成曲线多、转子设计过程复杂的缺点。本文采用正弦线代替现有的直线-圆弧的组合曲线光滑地连接爪顶圆弧和爪底圆弧,进而提出了一种新型正弦线型三爪转子,并推导了... 爪式真空泵的转子型线决定其工作性能,现有的直线-圆弧型三爪转子存在组成曲线多、转子设计过程复杂的缺点。本文采用正弦线代替现有的直线-圆弧的组合曲线光滑地连接爪顶圆弧和爪底圆弧,进而提出了一种新型正弦线型三爪转子,并推导了其组成曲线的方程。对新型三爪转子真空泵的工作过程进行三维数值模拟,分析了内部流场的变化规律,并与现有三爪转子真空泵进行对比。研究结果表明:所提出的三爪转子具有型线简单、面积利用率高、压比大及气体阻力矩小的优点。 展开更多

关键词 三爪真空泵 正弦线 转子设计 工作过程 数值模拟

原文传递

椭圆形爪式转子泵型线设计及工作过程模拟 被引量：2

8

作者 权辉 冯冰 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2023年第6期827-835,共9页

氢气循环泵是燃料电池系统的关键设备,现有多种不同类型的氢气循环泵,其中爪式和罗茨式应用较为普遍。针对罗茨式泵间隙通道较短且泄露速度较大的问题,该文采取椭圆线、圆弧和摆线的组合方式提出了一种新型椭圆形二爪转子,并计算推导了... 氢气循环泵是燃料电池系统的关键设备,现有多种不同类型的氢气循环泵,其中爪式和罗茨式应用较为普遍。针对罗茨式泵间隙通道较短且泄露速度较大的问题,该文采取椭圆线、圆弧和摆线的组合方式提出了一种新型椭圆形二爪转子,并计算推导了其型线方程,基于数值模拟获得了工作腔内流场分布规律,分析了其内部流动特性以及工作过程、压力、速度和阻力矩的变化规律。结果表明:与传统摆线型泵相比,椭圆形爪式泵降低了气体的泄露速度,所受气体阻力矩更小,对氢气循环泵的选型具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 二爪转子泵 椭圆线 转子设计 工作过程 数值模拟

原文传递

旋涡泵工作过程特性研究与数值模拟 被引量：4

9

作者 龙创平 曹红伟 李天敏 《装备制造技术》 2018年第4期64-66,共3页

旋涡泵内部流动十分复杂,要从理论上来分析旋涡泵的工作过程十分困难,而用数值模拟的方法对其工作过程和工作特性的研究是直观而有效的方法。利用数值模拟的方法,运用Fluent软件对径向间隙为0.25 mm的三维模型的工作过程进行数值模拟,... 旋涡泵内部流动十分复杂,要从理论上来分析旋涡泵的工作过程十分困难,而用数值模拟的方法对其工作过程和工作特性的研究是直观而有效的方法。利用数值模拟的方法,运用Fluent软件对径向间隙为0.25 mm的三维模型的工作过程进行数值模拟,对其内部流场进行了揭示,对其工作原理做了进一步阐明,探讨了旋涡泵出口回流的形成及改进方法,希望对后续的研究有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 旋涡泵 工作特性 数值模拟 流场分析

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具有内压缩过程的潜油螺杆泵设计与数值模拟 被引量：7

10

作者 丛军 董丽宁 +4 位作者 王君 刘译阳 潘诗洋 王增丽 耿茂飞 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期152-159,共8页

传统的全金属单螺杆泵的螺杆转子与定子在结构上没有内压缩过程,在用于井下潜油时需要较长的螺杆。为减小潜油螺杆泵的长度,提高其在油井中的通过性,提出一种具有内压缩过程且具有卸压通道的变啮合间隙全金属单螺杆泵。推导变啮合间隙... 传统的全金属单螺杆泵的螺杆转子与定子在结构上没有内压缩过程,在用于井下潜油时需要较长的螺杆。为减小潜油螺杆泵的长度,提高其在油井中的通过性,提出一种具有内压缩过程且具有卸压通道的变啮合间隙全金属单螺杆泵。推导变啮合间隙全金属单螺杆泵截面的型线方程,研究啮合间隙的变化规律,得到新型变啮合间隙全金属单螺杆泵的设计方法。采用数值模拟研究新型变啮合间隙全金属单螺杆泵的工作性能,得到其内部压力场和速度场的分布情况,并将其与传统的等啮合间隙结构进行对比。结果表明在其他参数均相同的前提下,所提出的新型变啮合间隙单螺杆泵的长度较小,轴向泄漏速度较小,其综合性能得到了提高。 展开更多

关键词 单螺杆泵 变啮合间隙 工作过程 螺杆长度 数值模拟

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爪式氢气循环泵高密封型转子及瞬态流动特性 被引量：4

11

作者 潘诗洋 任纯吉 +4 位作者 王君 赵鑫 辛远杰 王增丽 崔冬 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期76-85,共10页

爪式压缩机具有结构紧凑、干式无油和可靠性高等显著优点,是最具潜力的氢气循环泵泵型。传统爪式氢气循环泵转子间采用点与点的啮合方式,导致氢气在此处产生严重的泄漏,降低泵的容积效率,制约爪式氢气循环泵的发展。为减小爪式转子间的... 爪式压缩机具有结构紧凑、干式无油和可靠性高等显著优点,是最具潜力的氢气循环泵泵型。传统爪式氢气循环泵转子间采用点与点的啮合方式,导致氢气在此处产生严重的泄漏,降低泵的容积效率,制约爪式氢气循环泵的发展。为减小爪式转子间的气体泄漏、提高泵的容积效率,本研究采用圆弧、高次曲线及其共轭曲线代替传统爪式转子的节圆型线,提出一种爪式转子间的新型曲折型啮合结构,进而构建一种新型高密封型齿轮爪式转子,有效解决了爪式转子间的气体泄漏问题。同时,建立新型齿轮爪式转子的几何模型,推导其截面型线方程。在工作过程中,对具有复杂几何边界的爪式氢气循环泵的内部气体的非定常流动进行数值模拟,对比分析了传统泵和新型泵工作腔内部的压力分布和瞬态流动特征;搭建了爪式氢气循环泵性能实验平台,验证了数值模拟结果的准确性。结果表明,相比于传统爪式转子,在压缩和排气过程中新型齿轮爪式转子间气体泄漏速度减小了31.42%和33.09%,容积效率提高了10.92%。 展开更多

关键词 氢气循环泵 齿轮爪式转子 几何性能 工作过程 间隙泄漏 数值模拟

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爪式真空泵椭圆弧型转子型线及性能研究 被引量：3

12

作者 冯浩志 崔淑洁 +1 位作者 夏明川 王君 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期267-272,共6页

爪式真空泵的性能主要取决于转子型线的性质。现有转子型线存在尖点及余隙容积过大的问题,本文基于啮合原理,建立了椭圆弧及其包络线的啮合模型,构建出新型椭圆弧型转子的型线并推导其参数方程,分析了独立几何参数对真空泵工作性能的影... 爪式真空泵的性能主要取决于转子型线的性质。现有转子型线存在尖点及余隙容积过大的问题,本文基于啮合原理,建立了椭圆弧及其包络线的啮合模型,构建出新型椭圆弧型转子的型线并推导其参数方程,分析了独立几何参数对真空泵工作性能的影响。通过对工作过程进行数值模拟研究了新型爪式真空泵的流场,利用受力分析比较了不同类型型线对转子力学性能和工作性能的影响。结果表明:椭圆弧型爪式转子的工作性能更佳,应力和变形更小。 展开更多

关键词 爪式真空泵 椭圆弧型转子 工作过程 流场模拟 受力分析

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螺旋轴流式多相混输泵叶轮域的能量特性 被引量：11

13

作者 史广泰 罗琨 +1 位作者 刘宗库 王志文 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期670-676,共7页

为了定量分析螺旋轴流式多相混输泵叶轮各区域的能量转换特性,在清水介质和气液两相介质下分别对螺旋轴流式多相混输泵进行数值模拟计算,通过分析叶轮域的能量变化规律来揭示流量和混输泵进口气体体积分数对多相混输泵叶轮各区域做功的... 为了定量分析螺旋轴流式多相混输泵叶轮各区域的能量转换特性,在清水介质和气液两相介质下分别对螺旋轴流式多相混输泵进行数值模拟计算,通过分析叶轮域的能量变化规律来揭示流量和混输泵进口气体体积分数对多相混输泵叶轮各区域做功的影响规律.研究结果表明:叶轮所携带的机械能主要在叶轮中部传递给流体介质,大部分转换成了流体介质的静压能,且从叶轮进口到出口做功能力先增强后减弱;在清水介质下,随着流量的增大,叶轮前半部分做功能力逐渐增强,后半部分做功能力逐渐减弱;在气液两相介质下,随着进口含气率的增大,叶轮做功能力逐渐减弱,且进口含气率主要影响叶轮前半部分做功能力,而对后半部分影响较小.研究结果可为螺旋轴流式多相混输泵过流部件的优化设计提供一定的参考依据. 展开更多

关键词 多相混输泵 能量特性 做功能力 功率 数值模拟

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