关键词:
土工离心机
风阻功率
关键部件和参数
CHIEF
固有功率
摘要:
目 的:风阻功率引起的温升是土工离心机大型化过程中的一个主要限制因素.本文旨在探究土工离心机内不同区域风阻功率的分布规律,并得到一种可以更为准确地计算风阻功率的方法,以期为大型土工离心机的温控设计提供理论支撑.
创新点:1.通过误差传递分析和排除设备的固有功率,获得了高可靠性的风阻功率实验数据;2.提出了新的风阻功率计算公式,明确了速度系数α和阻力系数Ci的影响因素.
方 法:1.通过建造离心式超重力及跨学科实验设施(CHIEF)的缩比模型实验装置,准确测量设备的风阻功率,并用实验数据标定对应的数值模型;2.通过对仿真结果的分析,量化土工离心机内不同区域风阻功率的占比(表 3和 4,图 7),从而确定影响风阻功率的关键区域;3.通过对关键区域关键参数(α、Ci)变化规律的探究(图9),确定关键参数的影响因素;4.根据关键参数的变化规律,推导出风阻功率的计算公式;5.通过对固有功率的分析,提出总功率的函数形式,并通过对已有土工离心机总功率的拟合,验证函数形式的正确性.
结 论:1.采用间接测量方法获得风阻功率时,需要评估其传递误差;2.吊篮和转臂上风阻功率的占比分别为 72%和28%,表明吊篮是关键部件;3.速度系数和风阻系数与设备的几何尺寸有关,几乎与角速度无关;4.消除固有功率的影响后,风阻功率与角速度的三次方成正比.