用于气体轴承实验的暂冲气源流动特性研究

发布时间：2017-05-07 07:12

  本文关键词：用于气体轴承实验的暂冲气源流动特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：气体轴承具有具有精度高、转速快、无污染、耐辐射等优点，使其广泛应用。气体轴承依靠几微米的气模间隙来支撑机器的运动部件，传统结构的气体轴承供气供气压力小，耗气量较小，承载力较小。随着技术的发展与实际生产的需要，需要开发气体消耗量大、供气压力高的重载气体轴承。为了实验研究稀疏波与超音速边界层相互作用下的圆盘气体轴承特性，需要设计满足实验要求的实验台,并且需要研究实验台气源的流动特性，包括其稳定供气时间、容器内压力变化、管道流场特性等。用于大流量气体轴承实验的实验台，由于气体消耗量大，采用暂冲气源供气的方式。 本文主要研究内容如下。 1.建立了管道一维非定常流的数学模型，并采用特征线法对管路的非齐次偏微分方程进行求解。 2.建立了暂冲气源容器的数学模型，求解出容器内的状态变化。 3.球阀由开启到全开，其通流面积不同，，对管道流动的影响。管道末端球阀简化为节流口，为了使计算与实际的物理情景更加吻合，计算中考虑球阀开启的动态过程。 4.采用FORTRAN95编写计算程序，该程序可以计算出容器内压力变化、管道内压力波动以及放气时间。 该模型能够计算出暂冲气源容器内气体的状态变化及放气时间。得到管道内气体流动达到拟稳定流状态所需的时间和管道内气体速度、压强的变化情况。
【关键词】：暂冲气源 管道非定常流 通流面积 动态变化 特征线法
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH133.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 本课题研究意义和背景9-11
• 1.1.1 本课题研究意义9
• 1.1.2 气体轴承的优缺点9-11
• 1.2 气体轴承的研究进展11-13
• 1.3 暂冲气源非定常流动研究现状13-15
• 1.4 课题来源、研究内容及创新点15-16
• 1.4.1 课题来源15
• 1.4.2 本课题研究内容15
• 1.4.3 本课题创新点15-16
• 第2章 一维非定常管道数学模型16-25
• 2.1 管道一维流动16-17
• 2.1.1 一维定常流16
• 2.1.2 一维非定常流16-17
• 2.2 管道一维无摩擦和传热的非定常流数学模型17-19
• 2.3 特征方程19-22
• 2.3.1 特征线的一般理论19-20
• 2.3.2 一维等熵流的特征线与特征关系20-22
• 2.4 无量纲特征方程和黎曼不变量22-24
• 2.4.1 无量纲的特征方程形式为：22-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 暂冲气源管道系统的数学模型25-44
• 3.1 暂冲气源25-26
• 3.2 暂冲气源容器的边界条件26-29
• 3.2.1 容器内气体状态计算26-28
• 3.2.2 容器边界网格点计算28-29
• 3.3 管道出口端边界29-39
• 3.3.1 球阀通流面积计算29-35
• 3.3.2 截面突缩35-39
• 3.4 特征方程的数值解39-43
• 3.4.1 稳定性准则39-40
• 3.4.2 网格点上数值计算40-42
• 3.4.3 数值分析迭代方法42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第4章 数值计算结果及分析44-54
• 4.1 FORTRAN 语言简介44
• 4.2 计算流程图44
• 4.3 数值算例44-53
• 4.3.1 固定节流口45-49
• 4.3.2 球阀动态变化49-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第5章 结论与展望54-56
• 5.1 结论54
• 5.2 展望54-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-61
• 附录 1 攻读硕士学位期间发表的论文61-62
• 附录 2 攻读硕士学位期间参加的科研项目62-63
• 详细摘要63-67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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1 孙昂;高压重载平面止推气体轴承的流场特性研究[D];大连海事大学;2010年

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本文编号：349434