高志鹰
,
汪建文
,
韩晓亮
,
东雪青
,
刘冬冬
,
新吉勒图
,
仇连君
工程热物理学报
采用轴编码器锁相周期采样技术,在风洞开口实验段对旋转风力机叶片动态绕流结构进行了PIV实验,通过Insight 3G平均背景消噪和相关分析获得速度矢量信息,应用Tecplot处理得到相应的流线和速度云图.初步揭示了叶片动态绕流的特征变化及其绕流结构随风轮转速的变化规律,并探索了流动特征与风轮功率系数的对应关系.由于附着涡的诱导效应,翼型下游存在速度亏损区.随着转速的增加,附着涡影响区域增大,翼型下游速度亏损区域增大,亏损幅度也增大.在绕流结构中,切向速度分量占主导地位,轴向速度分量较小.叶片动态绕流特征的研究为分析风轮流场涡系的干涉及叶片动态失速等复杂流动问题提供了实验基础.
关键词:
风力机
,
叶片绕流
,
流动测量
,
PIV
东雪青
,
汪建文
,
韩晓亮
,
高志鹰
,
刘冬冬
,
新吉勒图
,
仇连君
工程热物理学报
叶尖加小翼可以提高风力机的功率系数.本文在风洞开口试验段利用PIV技术,对旋转风力机叶尖加装V型小翼时叶片和小翼周围的流场进行了实验研究.比较加小翼和不加小翼时的流场图,发现加上小翼后,叶尖部分的流场得到了改善,小翼对风力机的主要影响范围是从截面r/R=0.86到1.04之间,约占主叶片长度的14%左右.
关键词:
风力机
,
小翼
,
PIV试验
陈永艳
,
田瑞
,
高志鹰
,
东雪青
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2012.04.013
应用粒子图像测速技术(PIV)对膜蒸馏系统热容腔结构参数影响近膜面处的流动情况进行正交试验,考察喷管前端距膜面的距离δ和喷管中心线与热容腔径向夹角β对流场的影响.试验结果表明,合理布置热容腔的结构参数组合可以使膜面冲刷速度增大,对膜面的有效冲刷面积也增大,更好的破坏温度极化和浓度极化,使系统的膜通量增加.对于试验中采用的膜蒸馏系统,最优的结构参数组合是第32组试验,δ1、δ2、δ3,β1、β2、β3的取值分别为4 mm、3mm、4 mm,50°、35°、25°.流量也是试验中一个重要的影响因素,随着流量的增加,膜面处切向速度增大,对膜面的作用力增大,但是在增大系统流量提高切向冲刷速度的同时,应该考虑膜的机械强度.试验为膜蒸馏系统内部流动的深入研究提供了试验数据和测试经验,可为膜蒸馏系统结构设计的改进和膜蒸馏系统效率的提高提供了参考.
关键词:
膜蒸馏系统
,
结构参数
,
切向速度分布
高志鹰
,
汪建文
,
东雪青
,
韩晓亮
,
白杨
,
由志刚
工程热物理学报
在风洞开口实验段,针对不同尖速比应用PIV技术对风轮附近1/3圆周内的瞬时速度场进行测试.随着尖速比的增加,叶尖涡运动的径向位移增大,涡流诱导效应区域半径扩大,使整体尾迹半径增大;同时,尖速比增加使尾迹轴向速度亏损增大,叶尖涡运动的轴向位移减小.叶尖涡诱导效应与风轮旋转的相互作用使风轮附近形成强速度梯度区域,诱导效应延伸到风轮上游,激励叶片产生不同的振动形态,使叶片上脱落的叶尖涡结构在尾迹中出现波动,越向下游运动波动越强烈.通过叶尖涡核位置平均发现,在10°～120°方位角尾迹区域内,涡核运动轨迹与方位面交点的连线近似为直线,且该线的斜率随着尖速比的增加而增大.
关键词:
水平轴风力机
,
尾迹
,
叶尖涡
,
涡量
杨振涛
,
汪建文
,
东雪青
,
高志鹰
,
罗坤
,
张立茹
工程热物理学报
本文利用三维PIV测速技术,在B1/K2直流式低速风洞开口段,对小翼对风力机叶尖涡三维运动轨迹的影响展开研究.实验发现,S型小翼对叶尖涡的打散程度大于V型小翼.加装小翼后,使得叶尖涡运动轨迹螺距减小,同时叶尖涡的径向运动距离增加,向外迁移的程度增加.在额定工况下,小翼影响的因素包括风力机功率系数、叶尖涡运动轨迹形态、叶尖涡的强弱,其中小翼对叶尖涡运动轨迹向外迁移的程度和螺距的减小程度占主导因素,小翼对叶尖涡打散程度占次要因素.
关键词:
三维PIV
,
叶尖涡
,
叶尖小翼
,
三维涡量
,
运动轨迹螺距
陈永艳
,
田瑞
,
林丽华
,
高志鹰
,
王亚辉
工程热物理学报
空气隙膜蒸馏系统热容腔内料液的流动状态直接影响到温度和浓度边界层效应,决定系统的膜通量。本文采用三根沿圆周平均分布的入流管,喷管是鸭嘴形,应用PIV系统测试膜面附近流动状态。在5种喷管中心线与热容腔径向夹角β和3种喷管前端和膜面间距离δ下,测试得到膜面附近的速度场数据,并计算得到涡量场信息。结果表明,所研究的膜组件结构参数β和δ对热容腔内料液的流动状态影响很大,适当的热容腔结构参数可以有效地改善温度极化边界层和浓度极化边界层的影响,增大膜通量。研究结果为空气隙膜蒸馏系统热容腔入流装置的优化设计提供了实验数据和研究经验。
关键词:
空气隙膜蒸馏
,
流场
,
PIV
李运志
,
高志鹰
,
汪建文
,
刘云涛
,
陈天阁
工程热物理学报
将统计最优近场声全息(SONAH)技术运用于小型水平轴风力机风轮噪声源识别中,采用近场声全息技术以弥补远场波束形成技术对低频段声源识别精度低的缺点.利用B&K公司的60通道圆形声阵列对运行中的水平轴风力机在不同工况下进行声场信息采集分析,分析了噪声总声功率级的分布特征以及噪声源位置的分布规律.分析结果表明;风轮旋转时,以200 Hz以下的旋转噪声为主导,噪声源能量最大区域主要集中在叶片中部(r/R=0.5附近),并随着频率的增大,声源沿旋转面径向方向由叶片中部逐渐向叶尖分散.
关键词:
近场声全息技术
,
噪声源
,
水平轴风力机
,
声压级
高志鹰
,
汪建文
,
东雪青
,
由志刚
,
李运志
工程热物理学报
采用5因素5水平的正交实验方法,找到在不同尖速比下均具有较好功率放大效果的S型叶尖小翼结构,对其影响近尾迹流动与声辐射的特征进行了测试.发现该小翼可以打散从风轮叶尖脱落的叶尖涡结构,在测试方位面内形成多个涡量集中区域,而且使叶尖涡内高涡量区域减小,降低叶尖涡的强度.同时,该小翼还可以使叶尖附近的压力脉动衰减,高压力脉动区域缩小,降低声辐射的强度,有效降低近尾迹中的声压级,靠近风轮附近测点的最大声压级降幅超过10dB,在1倍风轮直径下游位置的声压级降幅为2～7 dB.对S型叶尖小翼影响近尾迹流动和声辐射的研究,为提高风力机性能和降噪途径的探索积累了经验.
关键词:
水平轴风力机
,
噪声
,
压力脉动
高志鹰
,
汪建文
,
东雪青
,
白杨
,
由志刚
工程热物理学报
在风洞开口实验段,针对不同尖速比应用BSWA VS302USB振动噪声采集分析系统对水平轴风力机叶尖下游4个角度的测试线进行噪声测试.叶尖辐射声中的主要成分是叶片的旋转谐波声,其向风轮下游传播的过程中迅速衰减.在各测试线上,随着测点向风轮下游移动,叶轮辐射声迅速衰减,并在一定距离之后低于背景声,尖速比越高,风轮下游辐射声衰减到背景声级的位置距离风轮越远.风轮旋转过程中,在叶尖后方形成高压力脉动的区域,随着尖速比增加,该区域增大,在向下游扩展的同时影响范围扩大.叶尖区域压力脉动向下游传播的过程中先迅速降低,在一定距离后低于风洞来流的压力脉动,并在更远的下游又高于风洞来流的压力脉动.
关键词:
水平轴风力机
,
噪声
,
压力脉动
东雪青
,
汪建文
,
高志鹰
,
杨振涛
,
张立茹
,
刘云涛
工程热物理学报
在直流式低速风洞中,应用PIV系统对水平轴风力机的中心尾迹区进行测试,揭示了在不同风速及不同尖速比下,气流通过风轮时叶片中央尾迹区流场的运动规律.通过实验发现,风经过风轮后,由于动量损失和涡流诱导效应,风轮中心尾迹区内部流场速度减小,外部流场轴向速度增加,在风轮机舱处形成强速度梯度区域.随着方位角的增大,中心涡的轴向传播距离逐渐减小.随着中心尾迹的延伸,中心涡的运动轨迹逐渐扩散,即径向位移是逐渐增加的,且涡量逐渐减小.中心涡在中心尾迹区的径向影响范围大约为风轮直径的0.42倍,轴向影响范围大约为风轮直径的0.58倍.
关键词:
水平轴风力机
,
子午面
,
中央尾迹
,
PIV实验
