内燃式水动力系统工作性能的试验研究

内燃式水动力系统将传统内燃机与柱塞式水泵技术集成为一体，直接利用活塞往复直线运动输出水动力。试验表明，系统全工况输出压力比传统内燃机驱动柱塞泵系统提高15．21％～76．61％；输出流量降低0．69％～2．13％；输出功率提高13．63％～74．75％。系统在80％油门开度下实现了输出压力1．15MPa，输出流量4．8m^3／h的额定输出指标，对应系统转速约为1900r／min。内燃式水动力系统的工作原理正确、运行正常，实现了预期设计功能。     

HCPE锥形配流阀动力特性仿真研究

根据泵阀运动的魏氏效应和液体的可压缩性对液缸内液体连续流产生的影响,本文对HCPE锥形阀的动力特性进行研究,建立锥形阀在系统工作过程中的运动模型,并根据36114ZG4B六缸径向型HCPE配流阀系统运动规律,利用MATLAB进行仿真验证,仿真结果表明,在额定转速范围内,HCPE配流阀的位移、速度、加速度运动性能较为稳定,该研究为整机的优化设计提供了理论依据。     

基于残差修正的离心泵差异演化建模与汽蚀特性

为构建精确的离心泵数学模型,在其机理模型基础上,利用差异演化算法自动辨识模型的参数和结构,并采用已有实验数据与该模型的残差实行修正,得到了精度较高的离心泵扬程-转速-流量模型;在该模型和已有凝水系统模型的基础上,研究某型船用凝水系统在凝水泵转速、冷凝器压力及冷凝器水位变化时的汽蚀特性。仿真结果显示:基于残差修正方法的差异演化算法可以自动生成满足计算精度和计算实时性的离心泵显式模型。在特定的运行条件下,过高的凝水泵转速、过高的冷凝器压力和过低的冷凝器水位,均会导致凝水泵汽蚀。定性和定量分析结果可以为该型船用凝水系统的设计和控制优化提供参考。     

结构参数对先导式纯水溢流阀性能的影响

应用流场数值模拟技术，在不同结构参数、压力、流量等条件下，对先导式纯水溢流阀主阀流道
内的流场流态进行动态仿真.分析了结构参数对流场流态及压力 流量特性的影响，在此基础上确定了影
响阀静态特性的主要结构参数.结合仿真结果，对结构参数进行优化设计，并对先导式纯水溢流阀静动态
特性进行实验研究.结果表明：所研制的先导式纯水溢流阀滞徊小于3％，定压精度大于88％，压力上升
时间小于0.075 s，压力超调量低于14％.利用流场仿真技术对溢流阀进行优化设计，不仅能够提高溢流
阀的静态性能，同时还能够改善其动态响应特性.     

先导式电液配流系统的动态特性

为了实现往复式压缩机排气量的无级调节,满足气量调节对配流过程响应快速性和平稳性的要求,提出一种基于双阀结构的先导式电液配流系统.建立压缩机吸气和回流过程中的配流气阀动力学模型,通过联合仿真研究主要设计参数对电液配流系统动态特性的影响.研究结果表明：电液执行机构的压力飞升和卸压速率是影响气阀动作快慢的关键因素;所设计的配流系统中气阀开启和关闭滞后时间均小于10 ms,气阀响应速度显著提高;供油压力10 MPa、阀片行程2 mm条件下阀片与阀座和行程限制器的撞击速度分别为0.214和1.35 m/s,充分满足可靠性许用要求;气阀动作试验曲线与仿真结果拟合程度高,所述联合仿真模型可以作为电液配流系统性能分析的研究平台.     

内燃式水泵方案分析与设计

为解决传统的内燃机-柱塞式水泵组合系统存在的效率低、成本高等问题．采用将传统内燃机与柱塞泵工作原理、技术及结构集成的方法，研制出了一种直接利用内燃机活塞的直线往复运动实现泵水功能的内燃式水泵。根据其工作原理提出了分别采用液压蓄能器、组合弹簧和飞轮提供回程动力的3种设计方案，并采用评分法对其进行了分析评价和选择，根据选出的方案完成了结构设计。仿真计算结果表明，内燃式水泵与内燃机-柱塞式水泵组合系统相比输出功率、有效热效率全工况相对改善13％以上，燃油消耗率全工况相对改善12％以上。     

先导式电液配流系统的动态特性

为了实现往复式压缩机排气量的无级调节,满足气量调节对配流过程响应快速性和平稳性的要求,提出基于双阀结构的先导式电液配流系统.建立压缩机吸气和回流过程中的配流气阀动力学模型,通过联合仿真研究主要设计参数对电液配流系统动态特性的影响.研究结果表明:电液执行机构的压力飞升和卸压速率是影响气阀动作快慢的关键因素;所设计的配流系统中气阀开启和关闭滞后时间均小于10ms,气阀响应速度显著提高;在供油压力为10MPa、阀片行程为2mm的条件下阀片与阀座和行程限制器的撞击速度分别为0.214和1.35m/s,充分满足可靠性许用要求;气阀动作试验曲线与仿真结果拟合程度高,所述联合仿真模型可以作为电液配流系统性能分析的研究平台.     

污水源热泵系统双级水泵运行特性研究

为了提高双级泵式污水源热泵系统设计和运行调节的合理性,建立了污水子系统的旁路串联水泵模型,基于实际工程数据,通过数值实验,分析了管路阻抗、水泵性能对系统实际用水量和流量系数的影响特性,讨论了系统的运行稳定性和调节性,结果表明,小阻抗旁路串联水泵系统具有环路独立性,因此,可以采用简单的分级调试方法来监控运行.增加旁路漏水阻抗有利于优化系统设计的流量系数.选择特性曲线较平缓的水泵有利于提高系统的综合性能.     

入口压力与转套式配流系统空化特性关系研究

针对转套式配流系统的容积效率下降所产生的振动和噪声,本文主要对凸轮槽型线及入口压力与转套式配流系统空化特性之间的关系进行研究。提出了4种凸轮槽型线,建立了配流系统的Singhal空化模型,并在YST380W型液压综合实验台上进行空化特性仿真实验。仿真结果表明,线性型线空化现象最弱,增大入口压力,线性型线的空化强度最低,样条型线下降趋势最明显;空化占比随入口压力的增大而减小,线性型线的空化占比最低,配流口处样条型线空化占比降低趋势明显,泵腔中样条型线和反正弦型线凸轮槽下降幅度较大;容积效率均随入口压力升高单调递增,线性型线的容积效率最高,且始终保持在92%以上。实验容积效率变化趋势与仿真模拟时基本一致,由于加工误差及转套与油壁之间强剪切作用等因素,实验数据略低于仿真模拟,最大误差为3.2%,在允许范围内。该研究为转套式配流系统的进一步优化设计提供了理论基础。     

负荷传感优先阀建模及仿真分析

介绍了某型号负荷传感静态优先阀的结构和工作原理,通过完整的数学模型和系统传递函数框图定性地分析了影响优先阀转向流量响应的重要参数,建立了其AMESim仿真模型,对优先阀在不同输入条件下的转向流量动态响应进行定量仿真分析,并对优先阀结构的关键参数进行了优化。对比仿真与实验结果发现,仿真模型准确反映了优先阀的输入输出特性。仿真分析表明,优先阀LS和R阻尼孔的大小对转向流量动态响应有很大影响,适当增大其直径可以提高系统性能。     

双层套筒调节阀节流特性数值模拟

套筒调节阀是管路中重要的调节部件,其节流特性是套筒调节阀的主要性能指标.针对实际工况中不同套筒参数对调节阀调节性能的影响,文章以双层套筒调节阀为研究对象,采用Fluent数值模拟计算的方法,研究10个不同套筒间距和2种不同二级套筒小孔排列方式对调节阀节流特性的影响,对不同间距和不同小孔排布下压降、流速和湍流耗散率等节流...     

静压空气平面轴承特性与节流器间距关系的仿真研究

基于FLUENT仿真了同孔径等间距孔式静压平面空气轴承节流器2×2阵列,得到了4种间距下阵列的质量流量、气膜压力分布、速度分布等,为优化节流器间距提供了依据。采用Pave和Hex/Wedge Cooper方法划分阵列的几何模型得到非均匀体网格,然后基于三维双精度标准k-ε黏性湍流两方程模型实现了计算流体力学仿真。仿真结果表明：在一定范围内增大节流器间距,气膜静压力平均值减小但气膜承载力增大,增速逐步减缓;节流器间距的调整不影响阵列的质量流量;随着节流器间距的增加,气膜压力从最大值向环境大气压递减的速度变小,气体平均出口速度按比例减小,气体速度死区的面积增大。     

一种新型偏心多轴隧道掘进机工作原理及其数学描述

在对新型偏心多轴隧道掘进机工作原理进行分析的基础上,建立了刀盘在恒扭矩、恒流量及恒转速工况下的数学模型,并对比分析了几种工况下系统的压力、流量与转速的变化关系,为今后设计此种类型的掘进机提供了理论依据.     

缓闭式空气阀水锤防护效果研究（“研究生论坛”稿件）

为了研究缓闭式空气阀的水锤防护效果,在传统空气阀数学模型的基础上,根据缓闭式空气阀的工作原理,运用水锤理论和特征线方法,建立了缓闭式空气阀的数学模型,并给出了其求解方法。通过算例计算,比较了缓闭式空气阀与传统空气阀的防护效果差异,分析了影响缓闭式空气阀防护效果的各项因素,并给出了各项影响因素的最优值。计算结果表明,缓闭式空气阀能有效地防护负压、降低水锤正压,其防护效果与节流板位置变化的临界压力以及节流板孔口和空气阀孔口的面积比有关。研究成果为缓闭式空气阀的设计和运行管理等提供了科学依据。     

电液比例节流调速系统的研究

电液比例速度调节技术是速度控制的有效方式。本文对由电液比例2通调速阀,电液比例3通调速阀,电液比例溢流阀组成的电液比例节流调速系统进行了理论分析及实验研究,并且分析了系统的调速稳定性与效率特性。这些系统在注塑机上进行了考核。     

闪速炼铜余热锅炉辐射冷却室水动力性能设计

针对某大型闪速炼铜余热锅炉辐射冷却室的水动力性能设计问题,提出一种垂直蛇形管水冷壁水动力特性分析的理论模型,重点讨论热负荷引起管内工质含汽率变化对垂直蛇形管水冷壁管重位压降的影响.基于流场数值模拟结果获得的水冷壁热负荷分布进行水冷壁节流圈的设计,进而对水冷壁有、无节流圈条件下的出口含汽率分布、阻力及脉动特性进行比较分析.分析结果表明：在闪速炼铜余热锅炉的水冷壁中采用基于热负荷分布所设计的节流圈不仅能够有效调配的工质流量,还有助于消除由热负荷波动引起的流量脉动,有效改善水冷壁的水动力特性.     

滑阀先导式高压气动减压阀间隙泄漏特性研究

针对高压气动减压阀中滑阀式先导阀的缝隙泄漏,建立了考虑泄漏影响的数学模型,对减压阀工作条件和先导阀结构参数等影响因素进行了仿真.结果表明,降低减压阀输入压力、提高输出压力以及提高先导阀节流窗口宽度比等都能有效减少泄漏,仿真分析了泄漏对减压阀压力响应的影响,结果表明,泄漏能提高压力响应速度,但增大了压力超调且降低了压力稳定性,严重时还能导致振荡.仿真结果对于减压阀优化设计及其合理应用有较大参考价值.     

R410A直膨式太阳能热泵热水器性能研究

为了研究各种参数对以R410A为工质的直膨式太阳能热泵热水器系统的性能特性的影响,在建立太阳能集热/蒸发器和冷凝器的分布参数均相流动模型、压缩机和电子膨胀阀的集总参数模型,以及系统制冷剂充注量模型的基础上,编制了系统性能模拟程序,以电子膨胀阀进、出口焓值和制冷剂充注量为迭代判据进行求解.在太阳能集热/蒸发器出口过热度维持不变的条件下,模拟分析了环境参数、运行参数和结构参数对热水加热时间、集热器集热效率和系统性能系数（COP）的影响特性.模拟结果表明：太阳辐射强度和环境温度的升高可显著提高系统性能系数,并缩短热水加热时间|压缩机转速的提高使得系统性能系数降低,但可有效缩短热水加热时间|水箱容积的变化对系统性能系数影响很小|适度增加集热面积可提高系统性能系数.     

调压室非对称孔口阻抗特性的数值模拟

保证差动式调压室良好的水力特性,对于水电站的安全稳定运行具有重要意义.以某水电站上游调压室为研究对象,对其大井与升管之间的回流孔采用非对称结构设计,利用专业软件详细计算了其进出流阻抗特性.结果表明:与对称孔口情况相比,非对称回流孔的进流阻抗系数明显减小,而出流阻抗系数显著增大,从而大大改善了调压室的动态特性;在分流比固...     

先导式海水液压减压阀静态性能分析

介绍了一种具有二级节流口的新型先导式海水液压定压输出减压阀。分析并建立了该阀的稳态数学模型,在数学模型基础上,对其中的次要参数进行合理地简化,进一步得到该阀的稳态响应特性。通过数值分析,得到部分结构参数对阀稳态性能的影响。分析结果不但表明该阀具有良好的稳态特性,也验证了分析过程中简化处理的合理性。