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上海啟策動力測試設備有限公司
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(cegongji就是測功機的拼音)
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水力測功機工作中的應用 |
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測功機是用來測量內燃機、渦輪機等動力機的功率的設備，功率是評定動力 機性能的重要參數，通過測量功率從而評價動力機的工作能力、經濟性和可靠性 等參數。常見的有水力測功機、電渦流測功機、電力測功機等，因水力測功機具 有結構簡單，操作容易，調節性能好，工作平穩等特點，用途較廣。然而目前針 對水力測功機的研究主要集中在控制系統的智能化和精確化以及實驗平臺的搭 建上，而對于水力測功機的結構及其內部流場的狀況的研究還較少。因此了解其 內部流場變化及各參數之間的 測功機是用來測量內燃機、渦輪機等動力機的功率的設備，功率是評定動力 機性能的重要參數，通過測量功率從而評價動力機的工作能力、經濟性和可靠性 等參數。
常見的有水力測功機、電渦流測功機、電力測功機等，因水力測功機具 有結構簡單，操作容易，調節性能好，工作平穩等特點，用途較廣。然而目前針 對水力測功機的研究主要集中在控制系統的智能化和精確化以及實驗平臺的搭 建上，而對于水力測功機的結構及其內部流場的狀況的研究還較少。因此了解其 內部流場變化及各參數之間的關系是一個值得關注的問題。
近年來，計算機技術的大規模應用解決了很多工程上的問題，也使得流體機 械的數值模擬成為可能，大大提高了設計效率，而且還可以很直觀的了解測功機 內部的流動情況。 本文考慮水力測功機實物搭建的不可行性，采用仿真模擬的方法對水力測功 機內部流場情況進行模擬，首先對水力測功機內部水流的湍流狀態和內部流體的 理論模型進行分析，然后用 UG 建模軟件建立水力測功機的定子與轉子模型，導 入 Fluent 軟件進行流場分析，提取參數，用回歸分析方法找出各個參數之間的關 系，為水力測功機的設計提供依據。
（1）根據所要研究的水力測功機結構建立三維模型，并導入 Fluent 軟件進 行數值模擬，根據湍流模型的特性選擇合適的參數和計算方法完成仿真計算。
（2）改變所要研究的水力測功機轉子與定子的葉片角度，選擇角度值的變 化范圍為 30°—90°，再分別建模模擬其內部轉子與定子之間的水流場的變化， 根據變化的結果改變葉片角選取的疏密，從而得到九組不同葉片角的流場模擬結 果和吸功值。保證每一個葉片角度不變時，改變流入水力測功機的水流溫度，溫 度為 298K、310K、320K，再次對其流道模型進行網格劃分和模擬仿真，得到 27 組數據。
（3）數值模擬結果的回歸分析 根據水力測功機在各種情況下的內部流場模擬結果，可以得出其速度梯度云圖、靜壓力云圖，關鍵結構的靜壓力云圖、速度矢量圖和扭矩吸收值。通過回歸分析法中的線性回歸分析和曲線回歸分析兩種情況得出水力測功機吸收扭矩與 葉片角度和水流溫度之間的關系，優先選擇葉片角度 55°和水流溫度 310K。最后用仿真模擬方法驗證回歸分析結果是否合理。 關系是一個值得關注的問題。 近年來，計算機技術的大規模應用解決了很多工程上的問題，也使得流體機 械的數值模擬成為可能，大大提高了設計效率，而且還可以很直觀的了解測功機內部的流動情況。 本文考慮水力測功機實物搭建的不可行性，采用仿真模擬的方法對水力測功 機內部流場情況進行模擬，首先對水力測功機內部水流的湍流狀態和內部流體的 理論模型進行分析，然后用 UG 建模軟件建立水力測功機的定子與轉子模型，導入 Fluent 軟件進行流場分析，提取參數，用回歸分析方法找出各個參數之間的關系，為水力測功機的設計提供依據。
（1）根據所要研究的水力測功機結構建立三維模型，并導入 Fluent 軟件進 行數值模擬，根據湍流模型的特性選擇合適的參數和計算方法完成仿真計算。
（2）改變所要研究的水力測功機轉子與定子的葉片角度，選擇角度值的變 化范圍為 30°—90°，再分別建模模擬其內部轉子與定子之間的水流場的變化， 根據變化的結果改變葉片角選取的疏密，從而得到九組不同葉片角的流場模擬結 果和吸功值。保證每一個葉片角度不變時，改變流入水力測功機的水流溫度，溫度為 298K、310K、320K，再次對其流道模型進行網格劃分和模擬仿真，得到 27 組數據。
（3）數值模擬結果的回歸分析 根據水力測功機在各種情況下的內部流場模擬結果，可以得出其速度梯度云 圖、靜壓力云圖，關鍵結構的靜壓力云圖、速度矢量圖和扭矩吸收值。通過回歸分析法中的線性回歸分析和曲線回歸分析兩種情況得出水力測功機吸收扭矩與 葉片角度和水流溫度之間的關系，優先選擇葉片角度 55°和水流溫度 310K。最后用仿真模擬方法驗證回歸分析結果是否合理。 |
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