热泵系统四通换向间特性研究(四)──热泵四通换向阀动态技向过程的仿真及测试

提出了描述四通换向阀换向动态特性的数学模型,对四通换向阀换向过程的压力、温度变化及活塞运动规律等动态特性进行了仿真研究;采用激光多普勒频移测试技术,对密闭高压小空间内瞬间多变的活塞运动过程进行了测试;分析了在技向过程中的活塞速度变化及气源压力对换向时间的影响,对于合理确定换向过程最小压差有重要意义。     

热泵四通换向阀动态换向过程的仿真及测试

提出了描述四通换向闪换向动态特性的数学模型,对四通换向阀换向过程的压力、温度变化及活塞运动规律等动态特性进行了仿真研究;采用激光多普勒频移测试技术,对密闭高压小空间内瞬间多变的活塞运动过程进行了测试;分析了在换向过程中的活塞速度变化及气源压力对换向时间的影响,对于合理确定换向过程最小压差有重要意义。     

余隙容积对微型高压压缩机容积效率的影响

余隙容积的合理设计是保证压缩机正常工作的必备条件。相较于传统的高压压缩机，微型高压压缩机体积小、结构紧凑，活塞行程短且高压级活塞的直径较小，因而其工作性能对余隙容积更为敏感。为研究余隙容积对微型高压压缩机各级工作腔容积效率的影响，在微型高压压缩机关键结构参数和压力参数的基础上，结合能量和质量守恒定律、气阀运动以及活塞运动规律，搭建了工作腔热力学仿真模型。分析不同余隙容积下各级工作腔内气体压力、质量的瞬态变化过程，得出各级工作腔内容积效率的变化规律，从而为微型高压压缩机缸体和气阀关键结构参数的设计和优化提供指导意义。     

活塞速度对液压缸缓冲特性的影响分析

液压缸在缓冲过程中，内部液压油受到挤压而形成非定常的流动，会对液压缸的工作性能及液压系统的稳定性造成影响。采用数值模拟方法对某三级液压缸在收回过程中的缓冲特性进行数值模拟分析，分析活塞以不同速度进入缓冲区后液压缸内油液的流动情况。结果表明：活塞端面进入缓冲套后，从缓冲腔中挤出的油液的压力及速度都增大，并在缸底的缓冲腔内形成较大的漩涡，阻碍活塞的运动；当活塞收回速度较大时，活塞端面靠近缓冲套时，受到挤压而从缓冲区内挤出的流体会在与出油口相连的油腔内形成两个较大的漩涡，大漩涡的破裂会引起缓冲间隙内油液的速度及压力波动。计算结果能够为液压缸缓冲结构的设计及优化运行提供指导。     

基于AMESim的大负载复合式液压缓冲装置特性分析

复合液压缓冲器正常工作时,在负载的带动下活塞开始运动。当活塞移动一定距离后,在边缘节流和节流孔的共同作用下,压力腔1的压力升高。随着活塞的继续向下运动,在环形缝隙和节流孔的共同作用下,压力腔1的压力继续升高,负载的速度进一步降低。活塞再经过一段时间运动后,二级缓冲柱塞也会起同样的减速作用,直到活塞碰到机械限位后完全停止。非正常工作时:一级柱塞和节流孔都不起减速作用,完全靠二级柱塞减速。通过对"液压缓冲装置"的建模分析,分析了"正常工况"下采用不同节流孔时负载的受力、加速度、速度和压力腔1内的压力等参数,确定了"节流孔"的直径;分析了"非正常工况"下采用不同直径间隙时负载的受力、加速度、速度和压力腔2内的压力等参数,确定了"直径间隙"的大小,为下一步的设计提供了依据。     

涡环输送特性的实验与仿真分析

为探究结构变化对涡环输送的作用,设计一种基于空气驱动活塞运动模式的空气涡环发生器,采用实验方法研究了涡环发生器的长径比、环径比及活塞停顿时间对涡环输送特性的影响,通过数值仿真对涡环输送过程的速度场和压力场进行分析。结果表明：长径比与环径比对涡环输送特性影响较大,活塞停顿时间的影响较小,其中涡环输送的最远距离为277 cm;长径比过大会造成较大沿程损失,环径比过大会造成较大局部损失,阻碍涡环的生成和输送,而涡环具有在较小能量耗散的同时远距离输送的特性。     

一种旋转圆盘腔内油滴运动特性研究

通过研究航空发动机环下供油轴承腔拓扑结构,建立了较为简化的拟轴承腔结构-旋转圆盘腔结构,并基于此进行了腔内油滴运动特性的研究。研究中首先获得了腔内气相介质流场特性,然后在考虑气相阻力、油滴自身重力对油滴运动特性的影响下,采用Lagrangian方法建立气相介质流场中油滴运动方程,获得了不同油滴直径以及圆盘转速变化对油滴运动过程中的速度和轨迹影响的规律。分析结果表明:不同圆盘转速对油滴运动过程中的速度和轨迹都有很大的影响;相同转速下直径较小油滴速度、轨迹的受到气相流场的影响比直径较大油滴所受影响更为显著。且油滴自身重力对不同直径下油滴的运动运动轨迹亦有影响。     

爆破阀拉力螺栓动力学分析

介绍了爆破阀在AP系列核电站自动卸压系统、低压安注系统及安全壳再循环系统中的应用特性和技术要求。采用内弹道理论和动力学软件ANSYS/LS-DYNA,对爆破阀的拉力螺栓进行仿真分析,模拟了爆破阀内活塞在爆炸高压下拉断拉力螺栓的过程,得出了拉力螺栓拉断断面直径以及活塞的速度-时间曲线与爆炸产生的压力-时间曲线之间的关系。     

提升机过放被动式吸能系统设计与仿真

针对提升机过放箕斗的强冲击问题,对提升机过放吸能系统进行了研究。提出并设计了一种提升机过放被动式液压吸能系统,对吸能缸关键参数进行了计算,利用AMESIM软件对提升机过放被动式吸能系统仿真模型进行了搭建,初始参数下仿真得到了箕斗速度位移和吸能缸缓冲腔压力流量特性曲线,分析研究了不同吸能缸活塞直径、溢流阀通径和弹簧压缩量对箕斗位移及吸能缸缓冲腔压力的影响规律。研究结果表明:在箕斗不撞缸的前提下,较小的吸能缸活塞直径、较大的溢流阀通径和较小的溢流阀压缩量有利于降低吸能缸缓冲腔压力峰值,并增大被动式吸能系统有效吸能量。     

柴油机喷嘴结构对喷雾特性影响的耦合模拟研究

高压共轨系统能有效地改善柴油机的喷雾质量,但随着燃油喷射压力的增加,燃油雾化过程变得更加复杂。而喷嘴内部湍流和空穴现象对喷雾雾化有重要的影响,特别是空穴现象。利用同步辐射X射线同轴相衬成像技术准确获得喷嘴几何结构尺寸,建立精确的喷嘴内部流动模型,建立起耦合喷嘴内空穴流动的耦合喷雾模型,分析喷嘴内空穴流动对燃油喷射雾化的影响。利用在高压共轨喷雾试验台架上的高压喷雾试验,验证该喷雾模型的准确性。利用该验证后的喷雾模型直接得到喷嘴结构参数,包括喷孔长径比、喷孔入口圆角半径及喷嘴压力室结构对喷雾特性的影响,得出喷孔入口圆角半径和压力室结构对喷雾的索特平均直径有较大的影响。研究结果为柴油机燃油喷射系统的优化提供了理论依据。