土工离心机研制概述

简要介绍了土工离心机发展状况,结合TLJ-500型土工离心机设计情况,重点就土工离心机研制及设计需关注的问题进行讨论。比较了土工离心机的总体布局和三种不同主机结构方式的优缺点,就离心机最大加速度、有效半径、容量等土工离心机设备研制的相关指标确定进行了讨论。详细描述了土工离心机主传动系统,转动系统,油、水、气旋转接头系统,控制系统,测试系统等系统设计情况。针对离心机消耗功率、主机室内温升、实验室噪音控制等问题,对实验室建设提出几点建议。     

土工离心机多轴机器人系统设计综述

详细地介绍了土工离心机不停机状态下进行试验模拟的重要设备——离心机机器人系统。在总结国内外同类设备的基础上,重点针对近年来中国工程物理研究院总体工程所研制的土工离心机多轴机器人系统进行分析。对该类设备结构设计、电气控制系统设计的关键技术问题和难点进行了介绍。目前中国工程物理研究院总体工程研究所研制的土工离心机多轴机器人最大加载能力可以达到l扭矩±10 N·m,x,y,z方向加载力分别为±2 500,±2 500,±18 000 N,且具备循环加载能力。随着技术的发展,土工离心机机器人系统将在土工离心模型试验过程中发挥更加重要的作用。     

土工离心机风阻计算方法的对比研究

目的评估不同土工离心机风阻功率估算方法的效果和优缺点,为工程应用及未来研究发展方向提出建议。方法重点以土工离心机为例,总结几种有代表性的计算方法,系统分析不同方法之间的共性和差异。通过一个算例,同时结合以往离心机的设计经验,对各种方法的效果进行对比。结果法国方法、美国方法、中国工程物理研究院方法和CFD仿真方法在精度上依次增大,但复杂性依次升高,后两种方法不需借助试验来确定参数。结论对于中低速土工离心机,中国工程物理研究院方法具有较大的优势。随着土工离心机向着高速、大规模方向发展,经典解析方法的适用性尚未得到充分验证,基于CFD的高置信度仿真是一种较好的解决方案。     

基于CFD方法的土工离心机数值建模

目的 研究湍流模型和旋转域划分对土工离心机数值计算的影响,以建立适用于土工离心机计算的数值模型。方法 针对一款有实测风阻功率的土工离心机模型,分别采用SRF和MRF方法进行建模,选用标准k-ε、RNG k-ε和SST k-Omega湍流模型,对不同转速下土工离心机室内流场进行数值模拟,对比计算所得风阻功率、流场及温度场分布。结果 标准k-ε模型和SST k-Omega模型对湍流黏度的过度预测会导致计算所得土工离心机风阻功率偏大。中低转速下,旋转域的划分对计算结果的影响较小,但采用SRF方法计算所得的风阻功率与实验值更接近。结论 通过对比实验结果,为土工离心机计算建立了较为可靠的数值模型,并通过对比流场分布分析了因湍流模型选择引起计算误差的原因,为土工离心机数值模拟提供了思路。     

基于CFD的土工离心机风阻及流场特性分析

目的估计土工离心机的风阻功率。方法针对一稳态运行的中低速土工离心机,利用多参考坐标系(MRF)模拟转臂与墙壁之间的相对运动,对离心机稳态运行时机室内的空气流场进行CFD仿真,对计算流体力学仿真、解析公式方法和试验的风阻功率进行对比。结果三种方法得到的风阻功率较为接近,验证了数值仿真方法的正确性。同时,研究了机室内空气流速和压力的空间分布特征,验证了经典解析公式的假设合理性。结论 CFD仿真方法避免了传统解析方法对试验数据的依赖和参数选取主观性,能够得到较高精度的分析结果,该研究为基于计算流体力学的土工离心机的高置信度风阻计算打下了基础。     

基于ZJU400土工离心机的CFD模拟方法

目的给出可靠的CFD模拟方法,用于土工离心机风阻功率估算,得到流场及温度场模拟结果。方法针对ZJU400中高速大型土工离心机,利用结构化网格划分使转臂及内壁面处的y+值<30,使其满足湍流模型边界层厚度要求。利用k-omega SST湍流模型和MRF多参考系方法对ZJU400土工离心机进行数值模拟,对模拟所得风阻功率、流场和温度场进行对比验证。结果模拟所得风阻功率与ZJU400实测数据偏差<10%,模拟所得流场与文献[8]中的结果吻合,温度场与实测数据吻合。结论针对ZJU400中高速大型土工离心机的CFD模拟方法取得了精度较高的模拟结果,通过仿真模拟弥补了大型土工离心机实验数据缺乏问题,减少了对实验数据的依赖,为制造设计和研究大型土工离心机提供了CFD模拟方法。     

地球自转及天体作用力对精密离心机的影响

目的研究地球自转产生的科里奥利力及天体作用力对高精度精密离心机的影响规律。方法考虑精密离心机实际存在的各种失准角,采用齐次变换方法推导由地球自转在加速度计输入轴上产生的科里奥利加速度数学表达式;建立天体作用力对精密离心机上加速度计影响的数学关系式。结果科氏加速度对精密离心机的影响量级为10-5m/s2;月球和太阳作用力的最大影响量级之和为10-6m/s2。结论对于10-6量级精度的精密离心机,必须补偿科氏加速度的影响;月球和太阳作用力的影响可以忽略不计。     

精密离心机结构误差对其运动精度的影响研究

目的研究精密离心机结构误差对其运动精度的影响。方法基于LMS Virtual.Lab Motion平台,开展精密离心机主轴回转系统静不平衡量、静压气体轴承铅垂度、转盘与静压气体轴承垂直度等结构误差对主轴半径误差和倾角误差的影响规律研究。结果获得了精密离心机结构误差对其运动精度的影响规律。结论随着主轴回转系统静不平衡量、铅垂度误差和垂直度误差的增大,主轴回转系统的半径误差和倾角误差均线性增加。     

低真空度下土工离心机产热机理试验研究

目的为1000 g以上的大型高速土工离心机提供散热方案,保证土工离心机的正常工作。方法通过试验研究和理论分析相结合的方法,研究低真空度下高速转子的产热机理,分析散热模式。结果绝对压力越高,离心室内的升温速度越快。不同真空度下(绝对压力10000、5000、3000、2000、1000 Pa),离心机驱动电机的输入功耗分别为2.17、3.79、5.17、7.66、11.56 kW。超重力高速土工离心机的产热主要由空气与高速转子的摩擦引起的第一热源,由高速旋转空气与离心舱壁面摩擦产生的第二热源,还有其他机构摩擦、空气与底部顶部摩擦产生的少量热源。结论第一热源产生的壁面热量可以通过设置冷却夹套快速带走,离心舱中心产生的第二热源的热量可以通过通入适量的冷风加以冷却,还可以通过注入冷却剂快速蒸发,利用汽化潜热进行快速冷却。     

振动离心复合试验系统发展概述

以电动振动台和压电激振器与离心机复合发展为主线,系统总结了以离心机为主体的振动离心复合环境试验系统发展历程以及国内外发展现状,重点介绍了电动振动台与离心机复合的关键技术及难点。最后介绍了振动离心复合环境试验系统发展趋势及展望。     

动态飞行模拟器及其发展概述

在分析载人离心机对航空生理医学研究以及飞行员高过载训练作用的基础上,详细介绍了载人离心机向动态飞行模拟器的发展历程,并对国内外发展历史、发展现状进行总结,重点介绍当代国际上主要厂家以及国内载人离心机发展历程中的代表性产品。随着我军先进战机的大量服役,国内仅有的一台引进的动态飞行模拟器已不能满足使用需求,中国工程物理研究院总体工程研究所在多年大型科学实验用离心机研制经验的基础上,开展动态飞行模拟器研制工作,目前已完成部分主要性能指标的调试工作,并根据工程研制经验对动态飞行模拟器研制过程中的关键技术以及国内未来发展趋势展开分析讨论。     

基于离心机平台的复合环境试验系统综述

为了能够更好地模拟以加速度为基础的复合试验环境,系统总结了离心-冲击、离心-振动、离心-温度、离心-气动等四种以离心机为平台的复合环境试验技术在国内外的研究进展,并重点介绍了其中具有代表性的试验设备的技术特点、复合原理及试验能力,并对以离心机为平台的复合环境试验的未来发展趋势进行了总结和展望。     

超重力模拟试验离心机振动特性的回归分析

目的 研究试验离心机轴承座以及主轴振动随运行工况的变化规律,实现不同工况下离心机振动的预测。方法 通过试验方法分别获取不同工况下超重力模拟试验离心机的轴承座以及轴振数据。建立试验离心机的单自由度动力学模型,基于该模型,对不同工况下离心机基座振动加速度以及主轴振动位移进行回归分析。结果 离心机轴承座以及主轴振动基频均随着转速以及不平衡量的增大而增大。回归模型对轴承座以及机室基频振动数据的回决定系数均在0.9以上,对中导以及上导主轴振动位移的回归决定系数在0.7左右,对下导主轴振动位移决定系数小于0.1。结论 回归模型可以很好地解释和预测轴承座以及机室振动基频随着转速和不平衡量的变化规律,可以部分预测中导以及上导处主轴振动位移随运行工况的变化。该分析结果为大型试验离心机振动监测系统的设计以及振动特性的预测提供了参考。     

400g-t复合环境试验离心机研制

目的研制一种容量达到400g-t的复合环境试验模拟离心机,能够实现离心-振动、离心-温度等复合环境模拟试验的开展。方法分解离心机的技术指标,进行总体部件设计、主驱动控制设计以及关键部件设计。系统配置静、动平衡检测装置,同时设计静态平衡调节装置。结果设计的静态平衡调节装置最大能调节6 t负载。系统预留多种复合模拟试验接口,可以实现离心-振动、离心-温度等复合环境模拟试验的开展。结论设计的400g-t综合环境试验离心机达到设计指标,满足工程应用与科学研究需求。     

污水处理的高速离心机

介绍了离心分离技术的原理，对用于污水处理的高速离心机的结构和特点及其影响因素行了分析     

油田污水中污泥处理试验研究

介绍了污水中污泥处理及离心分离技术的现状,针对油田污水处理现状开展现场试验研究工作。研究包括两个部分,即旋流浓缩试验和离心机稠化试验。研究发现,旋流浓缩一级旋流器的脱水率始终保持在80％左右,两级旋流器的脱水率可以达到94％以上,离心机稠化污泥中含水量均在80％以下。达到了预定的技术指标要求。     

美国水质标准体系及其对我国水环境保护的启示

美国拥有世界上体系最完善、科学性最强的水质标准体系,对其进行了解和研究将对推进我国水质标准体系的发展起到积极作用.美国水质标准由指定用途、水质基准和反降级政策三部分组成,文章重点对美国水质基准的发展历程及现状、指定用途的规定、反降级政策的内在涵义与实施办法等进行了系统介绍和分析.在概述我国水质标准和水环境功能区划的研究...