多微通道式气体静压节流器流场参数测试技术的研究

发布时间：2017-06-29 23:08

  本文关键词：多微通道式气体静压节流器流场参数测试技术的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：多微通道式气体静压节流器是一种大载荷高刚度的止推式气体静压节流器。为探索气微流场内部热工参数的分布情况，为节流器的参数改进及优化提供理论基础，本文研制了一台应用于多微通道式气体静压节流器的气膜流场参数测量装置，并对气膜流场内部的参数分布情况进行了仿真和实验。主要研究工作如下： （一）研制了一台微流场热工参数测试实验装置，该装置可实现对气膜内部的温度、压力情况的扫描式连续测量，，主要应用于多微通道式气体静压节流器，同时也适用于市场上的其他止推型节流器。另外，设计了相应的信号调理转换电路，编写了专用的测量软件，使得测量数据可储存，图像实时可视化。 （二）对不同气膜厚度和不同供气压力下的气膜内部压力和温度场分布情况进行了Fluent仿真。仿真结果表明，节流器气膜内压力分布由中间向四周呈放射式逐渐减小。节流器工作面上温度呈对称分布，中心区域温度较高，边缘温度较低，供气压力和气膜厚度的增大都会导致温度大幅下降。 （三）在不同的供气压力和不同气膜厚度下下，对气膜流场内部压力分布温度分布和气源温度进行了测量实验。实验表明，气膜内的压力由中心孔至楔形槽尾端逐渐降低，并且会随供气压力的增大而增大，特定区域随气膜厚度的增加而逐渐减小，与仿真趋势相符合。气膜内的温度呈现由中心孔向边缘处逐渐下降趋势，随着供气压力增加和气膜厚度的增加，整体温度逐渐下降。气源温度也随供气压力和气膜厚度的增加而增加。 本文的研究可以为多微通道式气体静压节流器压力阻抗模型的建立和节流过程中热效应的研究提供一定的理论支持；并对节流过程中产生的焦耳-汤姆逊效应进行了实验验证。
【关键词】：气体静压节流器 流场参数测试 压力分布测试 温度分布测试
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH138;TP274
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目次9-11
• 图和附表清单11-16
• 1 绪论16-25
• 1.1 课题研究背景、目的及意义16-17
• 1.2 气体静压节流器的国内外研究现状17-23
• 1.2.1 气体静压节流器17-18
• 1.2.2 气体静压节流器的国内外研究现状分析18-19
• 1.2.3 气体静压节流器微流场参数测试技术的国内外研究现状19-23
• 1.3 本文主要研究内容23-25
• 2 研究方案分析25-31
• 2.1 气膜流场参数测试装置的分析25-27
• 2.2 气膜流场参数的FLUENT仿真27-28
• 2.3 实验内容设计28-31
• 3 多微通道式气体静压节流器流场参数测试装置的研究31-46
• 3.1 机械结构设计31-36
• 3.1.1 测量机构的工作原理31-33
• 3.1.2 各零部件的设计和安装33-36
• 3.2 硬件电路及软件程序36-40
• 3.2.1 信号转换电路设计36-38
• 3.2.2 信号采集界面设计38-40
• 3.3 实验仪器与实验对象40-44
• 3.4 本章小结44-46
• 4 多微通道式气体静压节流器流场参数的仿真46-61
• 4.1 多微通道式气体静压节流器PRO/E建模46-49
• 4.1.1 多微通道式气体静压节流器塞体建模47
• 4.1.2 多微通道式气体静压节流器主体建模47-49
• 4.2 多微通道式气体静压节流器气膜流场的FLUENT仿真49-54
• 4.2.1 内部气体模型的建立和网格划分49-51
• 4.2.2 边界条件的设定和求解计算51-54
• 4.3 仿真结果的分析54-60
• 4.3.1 压力分布结果及分析54-58
• 4.3.2 温度分布结果及分析58-60
• 4.4 本章小结60-61
• 5 多微通道式节流器气膜流场参数测试实验及分析61-85
• 5.1 节流器气膜流场压力分布测量实验62-69
• 5.1.1 多微通道式气体静压节流器流场内部压力分布与供气压力的关系实验62-66
• 5.1.2 多微通道式气体静压节流器流场内部压力分布与气膜厚度的关系实验66-69
• 5.2 节流器气膜流场温度分布测量实验69-75
• 5.2.1 多微通道式气体静压节流器流场内部温度分布与供气压力的关系实验69-72
• 5.2.2 多微通道式气体静压节流器流场内部温度分布与气膜厚度的关系实验72-75
• 5.3 双U型止推节流器流场参数测试实验75-79
• 5.3.1 双U型止推节流器流场内部压力分布测试实验75-77
• 5.3.2 双U型止推节流器流场内部温度分布测试实验77-79
• 5.4 供气压力和气膜厚度变化对气源温度的影响实验79-81
• 5.5 误差来源81-83
• 5.6 本章小结83-85
• 6 总结与展望85-88
• 6.1 全文总结85-87
• 6.2 本论文创新点87
• 6.3 需要进一步解决的问题87-88
• 参考文献88-92
• 附录A：多微通道式气体静压节流器压力分布图92-95
• 附录B：多微通道式气体静压节流器温度分布图95-97
• 附录C：多微通道式气体静压节流器压强温度仿真值97-99
• 附录D 多微通道式气体静压节流器压力测量实验数据99-101
• 附录E 多微通道式气体静压节流器温度测量实验数据101-103
• 附录F 针对多微通道式气体静压节流器的气源温度测量实验数据103-104
• 作者简介104-105

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张从鹏;刘强;;直线电机气浮精密定位平台设计与控制[J];北京航空航天大学学报;2008年02期

2 唐小林;荣卓;;微小位移测量装置设计[J];大地测量与地球动力学;2010年S1期

3 张鸿凌,宋耀祖;应用于微细尺度流体温度测量的激光云纹技术[J];工程热物理学报;2002年03期

4 刘强;张从鹏;;直线电机驱动的H型气浮导轨运动平台[J];光学精密工程;2007年10期

5 周云，刘季;管道振动及其减振技术[J];哈尔滨建筑工程学院学报;1994年05期

6 王贵林,李圣怡,粟时平;基于超精密应用的高刚度高阻尼空气静压导轨研究[J];航空精密制造技术;2001年06期

7 李圣怡;;超精密加工技术与机床的新进展[J];航空精密制造技术;2009年02期

8 孙雅洲;卢泽生;饶河清;;基于FLUENT软件的多孔质静压轴承静态特性的仿真与实验研究[J];机床与液压;2007年03期

9 于贺春;马文琦;王祖温;;基于FLUENT的环面节流静压气体圆盘止推轴承二维流场仿真分析[J];机床与液压;2008年10期

10 孙西芝,陈时锦,程凯;空气静压导轨静态性能的解析计算及分析[J];机械设计与制造;2005年01期

  本文关键词：多微通道式气体静压节流器流场参数测试技术的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：499657