气动系统中水滴的蒸发机理分析

气动系统往往会发生结露现象,即系统内部出现水滴。结露现象发生的本质为系统在运动过程中凝结的水滴经过沉积和蒸发后,仍有水滴滞留于系统中。本文利用传热传质理论,对气动系统中沉积的水滴的蒸发状态进行理论研究,并分析了系统中各参数对蒸发过程的影响。     

气动系统中微小水滴的沉积

文章利用气悬浮体理论的知识，揭示了在气动充放气系统放气过程中凝结出来的水滴滞留在系统中的机理，提出了这些水滴的沉积方式，并给出了计算方法及各参数对沉积量的影响程度。文章的研究为气动系统结露现象的内部结露研究提供了理论依据。     

气动系统内部结露机理及试验

以气动系统中最典型的回路为对象对系统内部结露进行研究,提出气动系统发生内部结露的机理,即当系统内的水分向系统末端移动的能力大于水分向系统外部排出的能力时,系统发生内部结露,反之则不发生。用凝结水滴的质量密度描述水分向系统末端移动的能力,用容积比来代表水分向系统外部排出的能力,确定了凝结水滴的质量密度和容积比平面上的内部结露分界线。对一气动系统的内部结露现象进行试验研究,验证了该方法的正确性。     

气动技术研究团队

正项目名称:气动技术基础理论研究研究内容:本研究方向主要包括气动系统结露现象的产生机理及防结露气动系统设计方法的研究、气缸摩擦机理及其抑制方法的研究和高真空元件流量特性的研究。1)气动系统的结露。由于充放气过程中气体温度的变化引起气动系统内外水分的析出与累积,产生内部结露和外部结露现象,危害系统的安全运行。通过实验分析、流场分析等手段,得到了气动系统发生内部和外     

气动系统元件结构参数对系统结露的影响的研究

气动系统的结露严重影响系统的性能和寿命,正确判别和预防系统的结露是工程实际面临的难题。气动系统的结露和很多因素有关,至今为止没有完善的、简便的判别方法。对1000多种由不同容积的容器和管路组成的气动系统进行了试验研究,提出元件结构参数中影响气动系统结露的主要参数为容器容积V、放气管过流面积A和长度l。引进放气管量纲一的体积和容器出口处量纲一的有效过流面积,对试验结果进行研究的结果表明,放气管量纲一的体积可作为系统是否发生结露和发生何种结露的判据,十分简便易用。以量纲一的体积为横轴,外部结露系统、不结露系统和内部结露系统从左到右依次排列。外部结露区、不结露区和内部结露区的临界点数值与运行条件有关,而与气动元件结构参数无关。     

气动系统内部结露原因及判别方法研究

分析了气动系统典型回路中内部结露的发生原因,提出了进水能力和排水能力的概念。当系统进水能力大于排水能力时,系统将发生内部结露,当进水能力小于排水能力时,则不发生内部结露。给出了内部结露的判别方法,即用凝结水滴的质量密度表征系统的进水能力,用容积比表征系统的排水能力,在凝结水滴的质量密度和容积比平面上,通过实验确定了不同供气压力条件下的内部结露临界线,并拟合得到临界线方程,为气动系统内部结露的判别提供了依据。     

基于试验分析的气动系统外部结露的判别方法

气动系统中的外部结露发生在系统的放气过程中,是由于压缩气体的膨胀降温导致气动元件外表面附近的环境气体的温度下降到当地露点或其以下,在元件外表面产生水滴(或结冰)的现象.因为外部结露产生的水滴会影响系统的正常使用或当环境温度较低时水滴会结冰引起阀口堵塞导致系统无法正常动作,所以正确判别和预防结露是气动系统正常使用中非常重要的问题.结露发生在压缩气体的状态变化和运动过程中,伴随着传热和相变等现象,因此如何依据系统的初始参数和元件结构参数等预先判别系统在使用中是否会发生结露是和流体力学、传热学、相变学、变质量系统热力学有关的复杂的理论难题、其研究更多借助于试验研究和基于试验的经验或半经验的研究方法.该文通过大量的试验、采用由系统元件结构参数组成的综合参数分析发生外部结露的试验点和不发生外部结露的试验点的数据分布规律,提出了在一定的初始条件下根据系统元件结构参数判别系统不发生外部结露的经验方法.①当系统的放气管无因次体积大于等于1时系统不会发生外部结露;②当系统的放气管无因次体积小于1时系统有可能发生外部结露,而且此时不发生外部结露的试验点在由系统元件结构参数组成的综合参数作为坐标变量的平面上存在临界值;在此临界下方既使系统的放气管无因次体积小于1也不会发生外部结露,此临界值可作为系统不发生外部结露的判别依据.     

辐射空调过冷度与结露延迟时间动态变化特性研究

针对辐射空调在运行时出现结露现象的问题,为提升辐射空调系统的供冷能力,延后防结露控制启动时间,采用试验研究的方法,对辐射板表面结露区域进行分析,并在板表面最易结露区域进行结露过程试验,确定结露发生时刻的状态点,在此基础上进一步探讨过冷度与结露延迟时间随影响因子变化的动态变化特性及二者关系。研究结果表明:结露区域的范围受热源、湿源及辐射板盘管分布情况的影响,辐射板表面的结露是一个缓慢的过程;当因室内温湿度增加时,改变了分子动能,增加了水分子含量,过冷度并不能直接决定延迟时间的长短;深入分析试验数据,得到各影响因子变化时过冷度、延迟时间的动态变化特性,为有效提高辐射空调系统的供冷能力提供技术依据。     

气动充放气系统外部结露机理及试验研究

以典型气动充放气系统为研究对象对外部结露进行研究,分析外部结露的发生机理并提出判别方法,当元件表面平衡温度低于环境露点温度时,结露就会发生,反之则不发生.在恒温恒湿环境中进行负载举升的充放气试验,对元件表面温度进行测量,并对外部结露的发生部位、结露过程进行观测和分析.试验表明,有杆腔侧元件表面温度降低并出现结露,无杆腔侧元件温度升高无结露出现;外部结露在开始阶段是细小的珠状凝结并不断长大,最后形成膜状凝结,并在重力作用下形成水滴沿壁面流下.对影响结露的因素进行研究.在各种因素中,环境湿度越大、负载越大及充放气周期越短,结露越严重.结露一般会在若干分钟内就会出现,应该采取必要的防护措施,以避免外部结露的发生.     

对气动系统中结露现象的探析

随着气动技术向小型化和高速化的发展，在气动系统中结露问题越来越阻碍了气动技术在实际中的应用。本文讨论了气动系统中结露现象的分类、产生机理以及影响结露产生的各种因素，提出了一些防止结露产生的对策。     

Comprehensive Parameter for Analyzing Condensation in Pneumatic System

The condensation in pneumatic system is a complex physical phenomenon dependant upon status variation and phase transitions,which are related to the parameters of the compressed air,atmospheric conditions and the dimensions of the pneumatic components.Up to now,general research method for this problem is to calculate the status variation and movement quantity by numerical simulation and experiment directly.The comprehensive parameters composed of several different effect factors are rarely used to study the condensation.The composed components and the working conditions of each cylinder are different,a large number of experiments and complex calculations are necessary to determine the condensation.Additionally,the transferability of the determined results is poor.In this paper,the charging and discharging systems of serials cylinder with different structure parameters are studied.The condensation of the systems is observed and the effects of the structure parameters on condensation are analyzed.The changing trends of relative humidity,natural frequency and average speed against the structural parameters of the components during discharge of the pneumatic systems are analyzed.Three comprehensive parameters used to analyze and determine condensation composed by structure parameters of components are proposed,namely,the ratio of the effective area of the discharge tube and the container volume,the square root of the effective area of the discharge tube divided by the product of the container volume and the length of the discharge tube,and the discharge dimensionless tube-volume.The experimental results show that these comprehensive parameters can be used to quantitatively determine whether internal,external or zero condensation occurs in a pneumatic system,and can be also used to quantitatively analyze the experimental data of condensation in pneumatic systems directly.At the same time,the effect factors are too much and the effect relationships are very complex,which causes that the conclusions can't be put forward by using single effect factor in experimental data processing individually.The three obtained comprehensive parameters can be used to resolve the above problem.The proposed parameters can also resolve the problem of poor transferability in determining the state of condensation in pneumatic systems,and provide a novel method for the further study of condensation theory.     

数据采集系统中的数据压缩算法设计

为了解决实时数据采集系统中的数据量大的问题,并根据该数据的特点,提出了一种在原半字节压缩算法的基础上改进的压缩算法.将其运用到嵌入式系统中,可以解决采集的大存储数据量的问题,而且还可以提高远距离数据传输率.     

水泵变频能耗的试验研究

对并联水泵采用变频调节及变流量调节多种组合方案,得出开式循环和闭式循环中水泵能耗的异同。结果表明,无论在开式和闭式循环中,采用变频调节相比变流量调节功率比小,更节能;在2个水泵并联时,采用同时变频调节方案最节能,且闭式循环比开式循环的节能效果明显;3个水泵并联时,闭式循环的最佳调节方案比开式循环的最佳调节方案节能10%。     

Design and Dynamic Model of a Frog-inspired Swimming Robot Powered by Pneumatic Muscles

Pneumatic muscles with similar characteristics to biological muscles have been widely used in robots, and thus are promising drivers for frog inspired robots. However, the application and nonlinearity of the pneumatic system limit the advance. On the basis of the swimming mechanism of the frog, a frog-inspired robot based on pneumatic muscles is developed. To realize the independent tasks by the robot, a pneumatic system with internal chambers, micro air pump, and valves is implemented. The micro pump is used to maintain the pressure difference between the source and exhaust chambers. The pneumatic muscles are controlled by high-speed switch valves which can reduce the robot cost, volume, and mass. A dynamic model of the pneumatic system is established for the simulation to estimate the system, including the chamber, muscle, and pneumatic circuit models. The robot design is verified by the robot swimming experiments and the dynamic model is verified through the experiments and simulations of the pneumatic system. The simulation results are compared to analyze the functions of the source pressure, internal volume of the muscle, and circuit flow rate which is proved the main factor that limits the response of muscle pressure. The proposed research provides the application of the pneumatic muscles in the frog inspired robot and the pneumatic model to study muscle controller.     

制冷系统中应用R22/R142b非共沸混合制冷剂时冷凝温度和蒸发温度的确定

R22／R142b非共沸混合制冷剂在冷凝器和蒸发器中其冷凝温度和蒸发温度是变化的。混合制冷剂浓度、冷凝压力和蒸发压力的不同，都会导致其最高冷凝温度、最低冷凝温度、最高蒸发温度和最低蒸发温度发生变化。因此，压力、温度和浓度等参数的选取是R22／R142b应用中需要解决的问题。本文利用溶液热力学的有关定律，采用严密的数学推导及定性分析导出它们之间的相关关系式，并绘制相关曲线和图表，为R22／R142b的应用提供了方便、可靠的依据和方法。     

某线列车客室滴水问题分析及措施

针对某线列车客室滴水问题,进行凝露机理分析、理论计算,查找客室滴水根本原因。为解决客室出风格栅表面凝露滴水问题,进行了空调机组内部密封性整改和铝合金送风格栅材料换型,对整改前后前进行了运用对比分析。