用于氣體軸承實驗的暫沖氣源流動特性研究
本文關(guān)鍵詞:用于氣體軸承實驗的暫沖氣源流動特性研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:氣體軸承具有具有精度高、轉(zhuǎn)速快、無污染、耐輻射等優(yōu)點(diǎn),使其廣泛應(yīng)用。氣體軸承依靠幾微米的氣模間隙來支撐機(jī)器的運(yùn)動部件,傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的氣體軸承供氣供氣壓力小,耗氣量較小,承載力較小。隨著技術(shù)的發(fā)展與實際生產(chǎn)的需要,需要開發(fā)氣體消耗量大、供氣壓力高的重載氣體軸承。為了實驗研究稀疏波與超音速邊界層相互作用下的圓盤氣體軸承特性,需要設(shè)計滿足實驗要求的實驗臺,并且需要研究實驗臺氣源的流動特性,包括其穩(wěn)定供氣時間、容器內(nèi)壓力變化、管道流場特性等。用于大流量氣體軸承實驗的實驗臺,由于氣體消耗量大,采用暫沖氣源供氣的方式。 本文主要研究內(nèi)容如下。 1.建立了管道一維非定常流的數(shù)學(xué)模型,并采用特征線法對管路的非齊次偏微分方程進(jìn)行求解。 2.建立了暫沖氣源容器的數(shù)學(xué)模型,求解出容器內(nèi)的狀態(tài)變化。 3.球閥由開啟到全開,其通流面積不同,,對管道流動的影響。管道末端球閥簡化為節(jié)流口,為了使計算與實際的物理情景更加吻合,計算中考慮球閥開啟的動態(tài)過程。 4.采用FORTRAN95編寫計算程序,該程序可以計算出容器內(nèi)壓力變化、管道內(nèi)壓力波動以及放氣時間。 該模型能夠計算出暫沖氣源容器內(nèi)氣體的狀態(tài)變化及放氣時間。得到管道內(nèi)氣體流動達(dá)到擬穩(wěn)定流狀態(tài)所需的時間和管道內(nèi)氣體速度、壓強(qiáng)的變化情況。
【關(guān)鍵詞】:暫沖氣源 管道非定常流 通流面積 動態(tài)變化 特征線法
【學(xué)位授予單位】:武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TH133.3
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 第1章 緒論9-16
- 1.1 本課題研究意義和背景9-11
- 1.1.1 本課題研究意義9
- 1.1.2 氣體軸承的優(yōu)缺點(diǎn)9-11
- 1.2 氣體軸承的研究進(jìn)展11-13
- 1.3 暫沖氣源非定常流動研究現(xiàn)狀13-15
- 1.4 課題來源、研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)15-16
- 1.4.1 課題來源15
- 1.4.2 本課題研究內(nèi)容15
- 1.4.3 本課題創(chuàng)新點(diǎn)15-16
- 第2章 一維非定常管道數(shù)學(xué)模型16-25
- 2.1 管道一維流動16-17
- 2.1.1 一維定常流16
- 2.1.2 一維非定常流16-17
- 2.2 管道一維無摩擦和傳熱的非定常流數(shù)學(xué)模型17-19
- 2.3 特征方程19-22
- 2.3.1 特征線的一般理論19-20
- 2.3.2 一維等熵流的特征線與特征關(guān)系20-22
- 2.4 無量綱特征方程和黎曼不變量22-24
- 2.4.1 無量綱的特征方程形式為:22-24
- 2.5 本章小結(jié)24-25
- 第3章 暫沖氣源管道系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型25-44
- 3.1 暫沖氣源25-26
- 3.2 暫沖氣源容器的邊界條件26-29
- 3.2.1 容器內(nèi)氣體狀態(tài)計算26-28
- 3.2.2 容器邊界網(wǎng)格點(diǎn)計算28-29
- 3.3 管道出口端邊界29-39
- 3.3.1 球閥通流面積計算29-35
- 3.3.2 截面突縮35-39
- 3.4 特征方程的數(shù)值解39-43
- 3.4.1 穩(wěn)定性準(zhǔn)則39-40
- 3.4.2 網(wǎng)格點(diǎn)上數(shù)值計算40-42
- 3.4.3 數(shù)值分析迭代方法42-43
- 3.5 本章小結(jié)43-44
- 第4章 數(shù)值計算結(jié)果及分析44-54
- 4.1 FORTRAN 語言簡介44
- 4.2 計算流程圖44
- 4.3 數(shù)值算例44-53
- 4.3.1 固定節(jié)流口45-49
- 4.3.2 球閥動態(tài)變化49-53
- 4.4 本章小結(jié)53-54
- 第5章 結(jié)論與展望54-56
- 5.1 結(jié)論54
- 5.2 展望54-56
- 致謝56-57
- 參考文獻(xiàn)57-61
- 附錄 1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文61-62
- 附錄 2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目62-63
- 詳細(xì)摘要63-67
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號:349434
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