带有锥形气腔的平面气浮轴承的流场计算分析

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气浮轴承工作原理

气浮轴承工作原理
气浮轴承是一种利用高压气体在轴与轴承之间形成气膜，从而实现轴与轴承间接触面的分离和支撑的一种轴承方式。

其工作原理如下：
1. 气体供给：在气浮轴承中，通过一个供气系统将高压气体（通常为压缩空气）引入轴承的气腔中。

2. 气膜形成：高压气体在进入轴承气腔时，通过气流的作用，在轴的表面形成一个气膜。

气膜厚度可以通过调节气体供给压力或轴承结构来实现。

3. 轴支撑：气膜的形成使得气体与轴之间形成一层气垫，轴在气膜的作用下悬浮起来。

气膜的支撑力能够负载轴上的重量和受力，实现轴与轴承之间的分离。

4. 降温和润滑：气浮轴承中的气膜不仅可以支撑轴，还可以起到冷却和润滑的作用。

通过气膜的流动，轴承表面的热量可以被带走，轴承得以降温。

同时，气膜也可以带来一定的摩擦阻力，形成气动润滑，减少轴与轴承之间的接触摩擦。

5. 轴的平稳运转：气浮轴承的工作可以使轴在高速旋转时实现平稳运行，减少振动和噪音，并提供一定的轴向刚度。

这样可以有效地延长轴和轴承的使用寿命。

总之，气浮轴承工作原理基于利用高压气体的支撑和润滑作用，实现轴和轴承之间的分离和平稳运转。

平面螺旋槽气体止推轴承压力场数值模拟研究

平面螺旋槽气体止推轴承压力场数值模拟研究[摘要] 为了进一步了解平面螺旋槽气体止推轴承压力场的形成机理，对该种轴承的压力场进行了数值模拟研究。

在对其压力场理论研究的基础上，建立了气膜压力场的数学模型。

利用流体计算软件，对气膜压力场的分布进行了数值模拟研究。

通过实验验证，表明气膜压力场的数值计算结果与实验值基本吻合，可以将该种数值模拟方法进一步引入到平面螺旋槽气体止推轴承的设计中。

[关键词] 螺旋槽止推轴承气体轴承压力场数值模拟平面螺旋槽止推气体轴承是气体轴承的一种基本形式，因其具有较高的承载能力和良好的稳定性，在如气浮陀螺等高速机械中获得了广泛的应用[1]。

由于其结构曲线复杂以及膜厚的不连续性，因此其计算必须要经过复杂的数学处理。

现有可查的国外资料一般都是采用惠普尔简化模型基础上发展取得的[2]。

本文根据流体动压润滑原理，采用数值模拟方法对该种轴承的气膜压力场分布进行分析，得到了压力场的分布规律，通过实验对比，证明了这种数值计算方法的准确性。

1.理论模型1.1 工作原理图1螺旋槽推力轴承结构平面螺旋槽气体止推轴承端面上开有数个几微米至十几微米深的沟槽，由至的部分称为密封坝区，由至的部分称为槽台区。

目前由对数螺旋线构成的螺旋槽轴承应用的最为广泛，其数学方程为:（1）或者（2）式中:为极径（mm）；为极角；为螺旋线的基圆半径（mm）；为螺旋角(压力角)，其基本性质为：曲线上任意点的切线与通过该点的连心线之间的夹角为常数，因此对数螺旋线也称为恒压力角螺旋线。

工作时，转子相对止推轴承作高速转动，在槽台区，气体沿周向周期性地流过槽区与台区，从而产生对止推承载力至关重要的阶梯动压效应，形成润滑气膜使转子与轴承端面分开。

1.2基本方程基于流体力学的基本理论，为了方便计算，做了如下假设[3]：(1) 流体在界面上没有滑动，即贴于轴承界面上的气流速度与轴承界面速度相同；(2) 由于气体很快流过轴承端面，换热量很小，可近似认为流动是定温的；(3) 忽略气体的惯性项和体力项；(4) 假设推力轴承的工作状态为准稳态，即轴承上的载荷、膜厚等参数不随时间而改变。

圆锥形螺旋槽气体动压轴承的数值分析

发展，各种数值计算方法如有限差分、限元、有边
界元等方法应运而生［气体动压润滑的圆锥形。
压轴承以其极小的摩擦系数，够获得较高的运能
螺旋槽轴承既可承受径向载荷又能承受轴向载荷，在同类轴承中具有结构紧凑和回转精度高等优点，在超精密机床的主轴支承中已被采用。
维普资讯
堡Ｑ＝２丝轴承
２０年８０８期
Ｃ１—１４／ＨＢａｉｇ２０Ｎｏ８Ｎ４１８Ｔｅｒｎ０８，．
圆锥形螺旋槽气体动压轴承的数值分析
卢志伟，波，刘张君安
（西安工业大学机电工程学院，西安７０３）１０２
中图分类号：Ｈ３．７Ｔ２Ｔ１３３；Ｈ１３文献标志码：Ａ文章编号：００—３６（０８０１０７２２０）８—０２０８—０５
ＮｕｅｉａａｙｉｎＣｏｉａｐｒｌＧｒｏｅＡｅｏｙａｉａｉｇｍｒｃｌＡｎｌｓｓｏｎｃｌＳｉａｏｖｒｄｎｍｃＢｅｒｎｓ
１数学模型
１１控制方程的建立．
气体润滑的基本内容是以求解Ｒｙｏｓｅｎｌ方程ｄ
来揭示气体润滑膜中压力的分布规律。承间隙轴
旋槽动压轴承进行了近似地求解。但是从工艺上考虑，往往不希望槽数过多，而且实际中动压润滑轴承通常偏心较大，这就使得运用该模型求得计算结果误差往往较大。随着计算机技术的迅速
收稿日期：０８—０２０４—２；回日期：０８—０５修２０５—１５

气浮轴承内部流道设计

气浮轴承内部流道设计
气浮轴承是一种常见的机械轴承类型，其内部流道设计是关键之一。

合理设计的内部流道可以提高轴承的性能和寿命，保证机器的正常运转。

内部流道设计需要考虑轴承内的润滑剂流动。

气浮轴承通常使用气体作为润滑剂，通过内部流道将气体引导到摩擦面，形成气膜，减小摩擦和磨损。

因此，内部流道的设计应该保证润滑剂能够均匀地流动到摩擦面，避免出现润滑不良或局部润滑过剩的情况。

内部流道设计还需要考虑轴承的承载能力。

气浮轴承在工作时承受着机械设备的重量和载荷，因此内部流道的设计应该能够有效地分散载荷，避免局部载荷过大导致轴承失效。

内部流道设计还需要考虑轴承的冷却效果。

在机械设备运转过程中，摩擦会产生热量，如果不能及时散热，会导致轴承温度升高，甚至引发故障。

因此，内部流道的设计应该能够有效地冷却轴承，提高其工作效率和寿命。

内部流道设计还需要考虑轴承的密封性。

气浮轴承通常工作在有尘土和湿气的环境下，如果内部流道设计不合理，会导致灰尘和湿气进入轴承内部，影响其正常工作。

因此，内部流道的设计应该能够有效地阻止外界杂质和湿气的进入，保证轴承的正常运行。

气浮轴承内部流道设计是保证轴承性能和寿命的重要因素。

合理的
内部流道设计可以提高润滑效果、承载能力、冷却效果和密封性，保证机器的正常运转。

对于机械工程师来说，掌握内部流道设计原理和技巧是非常重要的，可以为轴承的设计和维护提供有力的支持。

通过不断的研究和实践，我们可以不断改进内部流道设计，提高轴承的性能和寿命，为机械设备的可靠运行提供保障。

2007年《液压与气动》总目次

一
种流线型孔板流量计的研究 … ……… ……… ……… …（４３）
气动喷嘴节能装置的研究 … …… ……… …… ……… ……（７３）
ＪＫ１非开挖导向钻机液压系统的设计 … … … … … … （０Ｆ～５型４）
广告户索５Ｉ上海菜伯斯润滑技术有限公司…………………封面徐州车氏密封有限公司 … … … … … … … … … … 广１１８西德福液压件有限公司… … … … … … … … … … 封二佛山市润昌机电贸易有限公司 … … … … … … … 广１９宁渡星箭航天机械厂 … …… … …… …… … …… …广１江苏省盐城市马沟液压件厂 … … … … … … … … 广２０新乡市平菲滤清器有限公司…… … …… …… … …广２广州富洋展览有限公司 … … … … … … … … … … 广２１北京亿美博科技有限公司… …… … …… …… … …广３北京亿美博科技有限公司… … … … … … … … … 广２２佳利来实业（深圳）限公司… … … … … … … … …广４有盐城市中液液压件有限公司… … … … … … … … 广２３榆次方盛液压机电设备有限公司… …… …… … …广５广州市镭诺贸易有限公司… … … … … … … … … 广２４意大利ＯＰ公司 … … … … … … … … … … … … … 广６北京格兰中创液压泵有限公司 … … … … … … 广２，５２６无锡恒立液压气动有限公司… …… … …… …… … 广７上海中域机械设备有限公司 … … … … … …… 广２，７２８深圳市夏普利液压控制技术有限公司……………广８上海极典电子有限公司 … … … … … … … … … … 广２９长春市黎明液压机电厂 … … … … … … … … … … 广９上海金撼神贸易有限公司… … … … … … … … … 广３０成阳海龙复合材料有限责任公司 … … … … … … 广１上海德林动力设备有限公司 … … … … … … … … 广３Ｏ１德州天元液压机具有限公司 … … … … … … … … 广１１上海意图奇国际贸易有限公司… … … … … … … 广３２黎明液压有限公司… … … … … … … … … … … … 广１颇尔过滤器（２北京）有限公司 … … … … … … … 广３３海门市平山液压件厂 … … … … … … … … … … … 广１上海强田流体技术有限公司……… ……………广３３４北京机械工业自动化研究所液压元件检测中心上海比利机电科技有限公司… … … … … … … … 广３５

圆锥螺旋槽气浮动压轴承的动特性分析

卢志伟，：等圆锥螺旋槽气浮动压轴承的动特性分析
制方程将会使问题的求解得到简化。。对于螺ｊ旋槽气体动压滑动轴承用可压缩的气体作为润滑
剂时，推导得到圆锥形螺旋槽轴承在圆锥坐标经
系下控制方程为
式中：Ｐ＝（ｐＯ；口０／ｏＰ＝［ｐ（０］；：ｅＯ／ｅ）０Ｐ＝ａ（ｐＯ）；＝（ｐａ）；口Ｏ／ｅ０］；ｊＯ／ｚｏＯ／０ｐ＝［ｐ（Ｏ）０ｐ＝ｐ（）；印／。下标０表示在静平衡位置上取导数。
在高速回转机械中转子高速旋转，轴承中的气膜压力实际是非常复杂的非线性随机过程。当轴承受到外界因素影响或动载荷时，轴颈会随着载荷的变化而移动位置。轴颈中心位置移动会产生惯性力，种惯性力也称为载荷而且是动载荷。这气膜的动特性与轴颈本身的位移和速度有关，对于整个转子系统的动态性能有很大的影响ｌ。气ＪＪ膜还会影响转子系统的稳定特性，如抵抗气隙激振、材料内摩擦等减稳因素的能力以及系统阻尼
对（）１式进行坐标变换和偏微分求导，再进行
无量纲化后得到
赤＋ＨＰＡｉ＋（ｓ２ｙ２．ｓａａｎ
２＇ｓＰ（ＣＳ０＋ｓ）Ｏ一ｓｔ，ｏｉａ［Ｏ８ｉＣＳ１ｉＯｙｎｎｎ］
（）２
图１纬度圆动特性受力分析图
ｗｒｉｇｓａｉｔｎｅｉｈｒｅｃｎｒｉ．ｏｋｎｔｂｌｙｕｄｒｈｇｅｃｅｔｃｔｉｉｙ

气体轴承的理论分析与实验设计

Keywords： bump foil, top foil, aerodynamic gas bearings, elastic deflection， stiffness and damp characteristics
ii
南京航空航天大学硕士学位论文
图清单
图 1.1 气体轴承的三种形式 ...............................................................................2 图 1.2 箔片动压气体轴承的四种结构 ...............................................................4 图 1.3 波箔动压径向气体轴承结构图 ...............................................................4 图 2.1 弹性箔片受压变形图 ...............................................................................8 图 2.2 平箔变形分析图 .......................................................................................9 图 2.3 无量纲量平箔受力分析图 .....................................................................10 图 2.4 平箔上作用任意形式载荷的情况 .........................................................11 图 2.5 波箔受力情况分析 .................................................................................11 图 2.6 合变形挠度分析 .....................................................................................14 图 3.1 气流分析模型 .........................................................................................15 图 3.2 轴承运转平稳时各部分变量 .................................................................17 图 3.3 差分网格图 .............................................................................................19 图 3.4 气体轴承边界条件 .................................................................................21 图 3.5 局部坐标下结点分布 .............................................................................22 图 3.6 波箔轴承箔片受力示意图 .....................................................................24 图 3.7 静特性计算程序总流程图(a)与弹性变形子程序流程图(b) ................26 图 3.8 刚性轴承与波箔轴承膜厚比较(a)、压力比较(b) ................................27 图 3.9 轴承数对气膜间隙(a)和压力的影响(b) ................................................27 图 3.10 气膜厚度随偏心率变化图 ...................................................................28 图 3.11 气体轴承总体压力图(a)与受压区压力分布平面图(b) ......................28 图 3.12 波箔上各个波的变形 ...........................................................................29 图 3.13 平箔总体变形(a)与相邻两平箔段变形情况(b) ..................................29 图 3.14 气体轴承总体膜厚图(a)与受压区膜厚分布平面图(b) ......................30 图 3.15 不同长径比下波箔变形比较(a)与平箔变形比较(b) ..........................30 图 3.16 偏位角随偏心率变化图 .......................................................................31 图 3.17 不同偏心率下轴承数对承载的影响 ...................................................31 图 3.18 不同偏心率下波箔变形的比较 ...........................................................32 图 3.19 不同偏心率下两相邻平箔段变形比较 ...............................................32 图 3.20 轴承工作时平箔导热图 .......................................................................36 图 3.21 热流体静特性计算总流程图(a)与温度计算子程序流程图(b) ..........37 图 3.22 轴承工作区温度变化图(a)与工作区温度分布平面图(b) ..................38

高速动静压气体轴承动态流场模拟与失稳分析

高速动静压气体轴承动态流场模拟与失稳分析高速动静压气体轴承动态流场模拟与失稳分析引言：高速动静压气体轴承是一种重要的工业设备，广泛应用于航空航天、汽车、机械制造等行业。

其作用是通过动态气膜压力来支撑轴承的转动部件，减小接触面的摩擦和磨损，提高设备的运行效率和寿命。

然而，在轴承运行过程中，由于复杂的流场变化，会产生不稳定现象，甚至导致轴承失效。

因此，通过动态流场模拟和失稳分析研究高速动静压气体轴承的运行机理和优化设计具有重要意义。

一、高速动静压气体轴承的运行原理高速动静压气体轴承由固定套、转动套、导向螺旋槽和气体供应系统等组成。

在轴承运转时，通过润滑气体的高速旋转和压力控制，形成动态气膜，使转动套浮起于固定套之上，实现轴向和径向的支撑和导向作用。

动静压气体轴承的运行机理主要包括气体压力、气膜形成和维持、轴心位移等关键参数。

二、动态流场模拟方法1. 基于Navier-Stokes方程的数值模拟方法：基于连续介质假设，通过求解Navier-Stokes方程组，考虑非定常性、可压缩性和湍流效应，描述高速动静压气体轴承的动态流场变化。

采用数值方法可以较为准确地模拟轴承工作过程中气膜厚度、气膜压力分布等重要参数的变化规律。

2. 流体-结构耦合方法：考虑到高速动静压气体轴承在工作过程中受到的外部加载和转动套的变形，采用流体-结构耦合方法对轴承进行模拟。

该方法将轴承系统划分为流体域和结构域，通过求解流体域和结构域的相互作用，可以更加真实和准确地描述轴承的动态特性和失稳机理。

三、失稳分析方法1. 线性稳定性分析：通过对动静压气体轴承系统进行线性稳定性分析，得到关键频率和振型。

通过求解特征值问题，可以判断系统的稳定性和失稳特性，并对参数进行优化。

2. 非线性动力学分析：考虑到高速动静压气体轴承系统存在非线性特性，如气体的可压缩性、流体力学的非粘性等，采用非线性动力学分析方法来研究系统的运行稳定性和失稳机理。

通过数值求解非线性动力学方程，可以得到系统的运动状态、相位图和吸引子等信息，进而对轴承的设计和改进提供指导。

基于FLUENT的锥形节流阀数值模拟和气穴分析

２０１６年第４５卷第３期第５８页
石油矿场机械犗犐犔犉犐犈犔犇犈犙犝犐犘犕犈犖犜
２０１６，４５（３）：５８６１

文章编号：１００１３４８２（２０１６）０３００５８０４
基于犉犔犝犈犖犜的锥形节流阀数值模拟和气穴分析
锥形节流阀是油气开采节流压井的关键设备，通过节流阀可方便控制流量与压力，应用广泛。［１］锥形节流阀结构虽然简单，但内部流场复杂，油液经过阀口位置时速度重新分布，并且容易产生漩涡，出现气穴现象；气泡分离出来后，周围高压压缩气泡，迅速破裂，并凝结成液体，局部产生高温和高压；巨大冲击力敲落或崩掉阀座和阀芯的金属表面，影响阀门的工作。许慧对［２］阀芯固定和阀芯运动的２种
收稿日期：２０１５０９２９基金项目：国家自然科学基金（５１４０５４２０）；江苏省产学研前瞻性创新资金项目（ＢＹ２０１４１０８０４）；江苏省“六大人才高峰”项
目（２０１３ＺＢＺＺ０２６）作者简介：张圆（１９９０），男，江苏南通人，硕士研究生，研究方向为ＣＡＤ／ＣＡＭ。
犖狌犿犲狉犻犮犪犾犛犻犿狌犾犪狋犻狅狀犪狀犱犆犪狏犻狋犪狋犻狅狀犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳犜犪狆犲狉犜犺狉狅狋狋犾犻狀犵犞犪犾狏犲犫犪狊犲犱狅狀犉犔犝犈犖犜
ＺＨＡＮＧＹｕａｎ１，２，ＺＨＯＵＨａｉ１，ＨＵＡＮＧＪｉａｎｊｕｎ１，ＧＯＮＧＫａｉ１，２
（１．犢犪狀犮犺犲狀犵犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，犢犪狀犮犺犲狀犵２２４０５１，犆犺犻狀犪；２．犑犻犪狀犵狊狌犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犣犺犲狀犼犻犪狀犵２１２０１３，犆犺犻狀犪）

平面静压真空气浮轴承二维分析理论及其实验研究

平面静压真空气浮轴承二维分析理论及其实验研究李陆军;朱煜;张鸣;胡金春【摘要】针对真空平面静压气浮轴承性能分析的二维问题,对带有均压槽的真空平面静压气浮轴承的供气量、气膜厚度和刚度进行了数值分析和实验研究,提出了一种适用于粘性流、过渡流和分子流的二维分析模型.首先,根据真空流导理论,推导出了气膜内气体在三种流动状态下各自的控制方程,建立了真空气浮轴承承载区域二维分析模型;其次,针对带有均压槽的真空气浮轴承,在不同供气压强条件下,对不同测点的压强值进行了试验研究,获得了气浮轴承的流量,并通过流量的对比验证了该模型的准确性;最后,采用数值模型,分析了实验过程中的气膜厚度和轴承的刚度.研究结果表明:当轴承承载力不变时,随着供气压强增大,轴承刚度呈现先增后减的特点.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2018(035)012【总页数】7页(P1259-1265)【关键词】真空气浮轴承;静压气浮轴承;二维模型;轴承刚度【作者】李陆军;朱煜;张鸣;胡金春【作者单位】中国水利水电科学研究院,北京100038;清华大学精密仪器与机械学系,北京100084;清华大学精密仪器与机械学系,北京100084;清华大学精密仪器与机械学系,北京100084;清华大学精密仪器与机械学系,北京100084【正文语种】中文【中图分类】TH133.350 引言平面静压气浮轴承是光刻机气浮工件台的重要组件，近十几年来受到了业界广泛的关注。

根据光刻技术路线图，下一代光刻技术将采用极紫外光刻(EUVL)技术。

由于EUVL技术只适用于高真空环境下，平面静压气浮轴承的工作环境是高真空。

为了进行EUVL设计，需研究真空环境下平面静压气浮轴承的特性(为叙述方便，本文将高真空环境下的平面静压气浮轴承，称为真空平面静压气浮轴承)。

FUKUI等[1]实验研究了真空平面静压气浮轴承的性能，但由于实验装置没有密封系统，使得真空腔室内真空度较低，且轴承承载力非常小。

十字均压槽对平面静压气浮轴承动态性能的影响研究

十字均压槽对平面静压气浮轴承动态性能的影响研究李陆军【摘要】为解决平面静压气浮轴承受外界周期性扰动而振动的问题,将线性摄动法技术和流量连续性边界应用到频域内振动分析模型中,开展了气膜内压强对振动的响应分析.建立了气膜压强稳态、振动实部和振动虚部之间的耦合关系,提出了压强扰动项虚部和实部分离方法,在频域内轴承刚度和阻尼系数变化上对十字均压槽的作用进行了评价,进行了不同气膜厚度条件下轴承刚度和阻尼系数的数值模拟.研究结果表明:十字均压槽对频域内动态刚度和阻尼系数的影响受气膜厚度(h)影响,当6μm<h<7.5μm时,十字均压槽既增大了轴承刚度,又提高了轴承稳定性;当9.7μm<h<16μm时,尽管十字均压槽提高了轴承的刚度,但降低了轴承稳定性.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2019(036)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】平面静压气浮轴承;线性摄动法;动态刚度;阻尼系数【作者】李陆军【作者单位】中国水利水电科学研究院,北京100038【正文语种】中文【中图分类】TH133.35;TP240 引言由于无污染、无噪音等特性，气体轴承被广泛应用于各种精密仪器中。

与液体润滑轴承相比，气体轴承的缺点是承载力和刚度较小，这限制了气体轴承的应用领域。

为此，研究人员采用节流器提高气浮轴承的承载力和刚度。

节流器类型包括小孔节流、环面节流、狭缝节流、多孔质节流和表面节流等。

孙昂、于贺春等[1-3]针对狭缝节流、带锥形腔体的气浮轴承的承载力和刚度进行了研究；文明[4]、胡俊宏[5]等利用Fluent对对气浮轴承内部流动进行了数值模拟研究，获得气浮轴承的承载力与气膜厚度的关系；近年来，多个学者利用有限元方法，研究了气浮轴承的承载力特性[6-8]。

上述研究主要是针对气浮轴承的静态特性，而气浮轴承在工作时常常受到外界干扰，产生微小的振动，因此，研究气浮轴承的动态特性意义重大。

CUI等[9]采用摄动法分析了狭缝-小孔双节流球形气体轴承的动力学特性，且采用有限元求解了狭缝-球混合气膜雷诺方程的非线性耦合弱解，获得了轴承的刚度和阻尼系数；李陆军等[10]采用摄动方法，建立了平面静压气浮轴承的微扰动稳定性分析模型，研究了轴承受到垂向微冲击后气膜厚度随时间的变化过程，给出了气浮轴承的动态性能；向洋等[11]通过求解稳态雷诺方程和扰动雷诺方程，计算出了轴承静承载力、静刚度、动刚度和阻尼系数，并对轴承的稳定性进行了分析，确定了气体静压轴承工作的稳态边界；陈东菊等[12]研究了空气静压导轨的气腔结构、节流器直径、供气压强对气膜内气旋的影响规律；卢志伟等[13]运用有限差分法，对静压气浮轴承动态特性进行了数值研究，得到了气浮轴承的动态刚度和阻尼；张传伟等[14]针对精密H型气体轴承的起动过程，计算了轴承动态浮力，分析了气浮面螺旋槽的深度和数量的影响；裴浩等[15]基于气体分子动力学和冲击射流理论，结合气腔内气体流态，对空气静压轴承内部高压区进行了分区和定量描述；龙威等[16]通过从静压气浮轴承内气旋角度来研究轴承的动态特性，认为主气旋的核心位置和内外压差造成的压力脉动决定气体静压轴承微振动的强度和频率特征。

平流式气浮池设计计算书

平流式气浮池设计计算书一、设计说明气浮法也称浮选法，其原理是设法使水中产生大量的微气泡，以形成水、气、及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附在被去除的微小油滴上后，因粘合体密度小于水而上浮到水面，从而使水中油粒被分离去除。

气浮法通常作为对含油污水隔油后的补充处理。

即为生化处理之前的预处理，经过气浮处理，可将含油量降到30mg/L以下，再经过生化处理，出水含有可达到10mg/L以下。

设计选用目前最常用的平流式气浮池，废水经配水井进入气浮接触区，通过导流板实现降速，稳定水流。

然后废水与来自溶气开释器释出的溶气水相混合，此时水中的絮粒和微气泡相互碰撞粘附，形成带气絮粒而上浮，并在分离区进行固液分离，浮至水面的泥渣由刮渣机刮至排渣槽排出。

净水则由穿孔集水管汇集至集水槽后出流。

部分净水经过回流水泵加压后进溶气罐，在罐内与来自空压机的压缩空气相互接触溶解，饱和溶气水从罐底通过管道输向开释器。

本设计采用加压溶气气浮法在国内外应用最为广泛。

与其他方法相比，它具有以下优点：在加压条件下，空气的溶解度大，供气浮用的气泡数目多，能够确保气浮效果；溶进的气体经骤然减压开释，产生的气泡不仅微细、粒度均匀、密集度大、而且上浮稳定，对液体扰动微小，因此特别适用于对疏松絮凝体、细小颗粒的固液分离；工艺过程及设备比较简单，便于治理、维护；特别是部分回流式，处理效果明显、稳定，并能较大地节约能耗。

二、设计任务完成一个城市污水处理中常用的典型构筑物的工艺设计，较完整地绘制该构筑物的工艺施工图纸。

构筑物——平流式气浮池（共壁合建）设计流量——Qs=100m³/h三、设计计算1．污水水质情况C o = 700㎎/L 悬浮固体浓度f= 90％空气饱和率Aa/S= 0.022 气固比Ca= 18.5ml/L 空气在水中饱和溶解度P= 4.2atm 溶气压力T1=2min 气浮池内接触时间Ts=20min 分离室内停留时间Vs=1.5 mm/s 分离室上升流速2．回流比的确定由Aa/S =Ca(f*P-1)R/ C o 得，回流比R= 30％3．气浮池计算因为设计两个气浮池并联，所以单池流量Q =100/2=50m³/h （1）接触室容积：Vc=(Q+Qp)*T2/60=(50+15)*2/60=2.17m³（2）分离室容积：Vs=(Q+Qp)*Ts/60=65*20/60=21.7m³（3）气浮池水深：H=1.5*t/1000=1.5*20*60/1000=2m（4）分离室面积和长度As=Vs/H=21.7/2=10.85m2取池宽B=2m则分离室长度L= As /B=10.85/2=5.43m为便于施工长度取5.5m，则实际分离室面积为11㎡。

6自由度模拟卫星静压气浮轴承数值计算方法

∂ ∂ p2 ∂ ∂ p2 ( )+ ( )=0 ∂x ∂x ∂y ∂y
(4)
ρa h3 12µ
AD + BC
(
∂p ∂p + )ds ∂x ∂y
(8)
为了简化后续的计算，将其改写为如下方程： ∇ · (− p∇ p) = 0 (5)
总的出气流量为 Qout = 2nQs ．其中， s 为轴承外边界曲线，µ 为动力粘度， ρa 为常温下的空气密度．
4 极坐标系下圆形平面静压气浮轴承的数学模型（Mathematical model of circular aerostatic bearing under polar coordinates system）
4.1 极坐标系基本方程 [7-8] 令 p = p(r, θ )， h 为常数，则： 1 ∂ 3 ∂ p2 1 ∂ 3 ∂ p2 (h )=0 (h r )+ 2 r ∂r ∂r r ∂θ ∂θ 4.2 保角变换令 ξ = ln r，代入方程 (10)，得： (10)
[5]
k po 2 <( ) k−1 ps k+1
(7)
式中：n 为节流孔数目（下同）， C0 = 0.85 为流量系数，对于环面节流轴承来说， A0 = πdh 为节流面积（d 为节流孔直径， h 为气膜厚度）， ps 为供气压力， po 为小孔出口压力．k =1.4 为绝热系数，g 为重力加速
∂ 3 ∂ p2 ∂ 3 ∂ p2 (h )+ (h )=0 ∂ξ ∂ζ ∂θ ∂θ
同样，可简化为： ∇(− p∇ p) = 0
．故 PDE 方程的系数 c 为 p．图 4 为图 3 中的阴影区域 ABCD 变换后的结果． 4.3 小孔变换公式由于圆面上的其余小孔可通过对图 3 中的阴影区域进行小孔旋转变换得到，因此，只研究阴影区域的小孔变换．由图 3 可见，在 z 平面上，小孔的复数表示为： z = R + reiα (13)

基于内锥和中心体表面流动参数分布的轴对称基准流场反设计

基于内锥和中心体表面流动参数分布的轴对称基准流场反设计汤飘平;苏纬仪;张堃元
【期刊名称】《推进技术》
【年(卷),期】2017(38)8
【摘要】为了合理控制内锥面压缩强度的份额、提高进气道压缩效率,提出了一种内锥面中间段压缩较缓的新型马赫数减速规律,结果表明新型马赫数减速规律的单位压比压缩损失相对于反正切马赫数分布降低了20%。

为了进一步改善基准流场,提出了基于流动角分布可控的中心体反设计方法,实现了内锥面马赫数分布和中心体表面流动角分布双重可控的基准流场反设计。

此外,还研究了该基准流场对内转进气道性能的影响。

结果表明,通过中心体表面流动角分布反设计中心体构型可显著降低基准流场压缩损失,相比于等直中心体损失至少降低了34%,从而提高了内转进气道性能。

【总页数】8页(P1709-1716)
【作者】汤飘平;苏纬仪;张堃元
【作者单位】南京航空航天大学能源与动力学院
【正文语种】中文
【中图分类】V231.3
【相关文献】
1.基于ANSYS APDL和FLUENT Journal的液压锥阀流场参数化仿真软件设计
2.超声速轴对称双锥进气道流场数值模拟研究
3.轴对称内锥流动中马赫盘的形成与
演化4.壁面压力可控的基准流场设计参数影响研究与优化设计5.壁面马赫数分布规律可控的新型内收缩基准流场设计方法
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１４
液压与气动
２００８年第１期
带有锥形气腔的平面气浮轴承的流场计算分析
孙昂，马文琦，王祖温
ＣａｃｌｔｏｆＥｘｅｎｌｙＰｒｓｕｉｅｓＬｕｒｃｔｄｌｕａｉｎｏｔｒａｌｅｓｒｚｄＧａｂｉａｅ
了理论上的研究。通过通流面积和马赫数的计算深入分析了随着气膜厚度的变化，承流场内压力的变化轴
及变化机理。通过实验证明，轴承间隙很小时两种方程求得的压力值与实验结果是一致的。但随着气膜在厚度的增加，用纯黏性润滑方程计算的偏差很大，采而采用Ｎｓ方程计算的结果与实验结果基本一致。并．通过与环面节流的平面轴承的压力对比，明增大气膜入口处的节流面积，可以增加轴承的质量流量，高表提
作者简介：昂（９ｏ＿，，孙１７＿）女吉林辽源人，士，博主要从事流体传动与控制方面的研究工作。
［］陈其纯．３可编程序控制器应用技术［．Ｍ］北京：高等教育
出版社，０３２０．
［］韩勇．６基于ＰＣ的粉料包装称重系统［］ＬＪ．测量与设备，
２０．０１
［］张启玲，８何玉安．Ｐ动，２０（）３ —３．０５１：１３
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２００８年第１期
开发高压重载气浮轴承奠定理论基础。
１流道结构
同压力场的变化及原因，并与环面节流气浮轴承进行对比，析带有锥腔的平面气浮轴承压力提高的原因，分为
收稿日期：０７０ —８２０ —５２基金项目：国家自然科学基金资助项目（０３００５３５１）
１７９７年Ｅ．ａｍＥ忽略进气孔段，带有锥形气Ｓｌｅ］将腔的静压推力轴承气膜内的流场简化为等熵流动的超
ＣｉｃｌｒＢｅｒｎｇｔｐｒｄＣｈｍｂｒｒｕａａｉｓｗｉｈＴａｅｅａｅ
ＳＵＮＡｎｇ，ＭＡｅｑ，ＷＡＮＧ－ｎＷｎ－ｉＺｕｗｅ
（连海事大学，宁大连大辽
１６２）０６１
摘
要：文采用纯黏性润滑方程和层流Ｎｓ方程，带有锥腔的静压气体润滑轴承内的压力分布作该．对
轴承内的压力，避免较大供气压力和较大膜厚时气膜入口附近压力急剧下降，而提高轴承承载能力。从
关键词：压气体轴承；ＮＳ方程；纯黏性润滑方程；赫数静．马中图分类号：Ｈ１３３文献标识码：文章编号：００４５｛０８０．０４０Ｔ３．６Ｂ１０．８８２０）１０１．４
液压与气动
ｌ５
＝。√ ｌｐＡ＿
气膜内等温流动，满足：
卫：
Ｐｌａ０
ｐ≤ ・８６ｄ０２。（５ｐ）
单供气孔锥形气腔平面静压气体轴承的结构如图１示。加压气体流人供气孔（径为ｒ）所半ｏ之前的压力为ｐ，体流出气膜外边界时压力降至大气压ｐ，ｏ气。圆盘外径为ｒ，气膜高度为。
较大。
音速段、等熵流动的亚音速段、等温流动的纯黏性段三
部分，析计算了超音速状态下气膜内的压力分布。分由于带有锥形气腔的平面气浮轴承流道形状复杂，高压下流动状态比较复杂，简化计算存在较大误差，以本所文将首先采用纯黏性雷诺润滑方程计算轴承内的压力分布，采用ＣＤ软件求解层流Ｎｓ方程再次计算然后Ｆ轴承流场，通过两种不同控制方程计算结果的对比深入分析带有锥形气腔的平面气浮轴承，随着气膜厚度的不
环面节流的静压气体轴承在供气压力增高、气膜间隙变大时，气膜入口会出现壅塞现象，导致气膜间隙内压力剧降，承承载力降低Ｌ，。小孔节流的静压轴ｌｊ２气体轴承与环面节流的静压气体轴承相比，在供气压力较高气膜间隙较大时，气膜入口区压力剧降程度减小，随着气腔深度的增加压力下降的程度也相应并且减小。但是由于气腔深度的增加，腔容积增大，气导致了轴承刚度的降低和气锤现象的发生。为了减小容腔体积并保证较高的气腔高度，９４年日本学者Ｍ．１６Ｈｒｏ３次提出了带有锥形腔结构的圆盘止推静压ａｕＥ首ｊ气体轴承，通过实验证明了相同供气压力下，带有锥形腔结构的圆盘静压气体轴承出现壅塞现象时气膜厚度
２０（）２０６４：０—２．２
［］曲波，肖圣兵，吕建平．４工业常用传感器指［．京：Ｍ］北清
华大学出版社，０２２０．
［］李建兴．７可编程序控制器应用技术［．北京：械工业Ｍ］机
出版社，００２０．
［］何希才．５传感器及其应用［．北京：国防工业出版社，Ｍ］