水泵水轮机在水轮机工况下导叶水力矩试验研究

为分析水泵水轮机在水轮机工况下导叶水力矩大小及其变化规律,针对国内某抽水蓄能电站的水泵水轮机模型,基于电测应力分析方法,对活动导叶轴进行特殊加工处理,分别进行水轮机工况下同步导叶和非同步导叶的水力矩试验。对试验结果分析得出:在不使用非同步导叶时,随着导叶开度的增大所有被测导叶的导叶水力矩因数变化保持一致,并且水力矩的方向从导叶关闭方向逐渐转向导叶开启方向;设置10~#导叶为非同步导叶后,在非同步导叶开度与同步导叶开度值相差小于16.4%时,被测导叶的水力矩因数趋于均匀分布,差值大于16.4%时随着开度值的增大水力矩急剧增大,并且不同导叶的水力矩因数差别较大。     

基于叶片翼型负荷的螺旋离心泵叶轮域能量转换机理

为了研究螺旋离心泵叶轮做功原理以及能量转换机理,应用计算流体力学原理对100LN-7型螺旋离心泵进行数值模拟,由此获得螺旋离心泵叶轮域速度参数,在引入动静扬程和负荷系数基础上,将欧拉方程用速度表示,建立试验方案。在叶片负荷翼型理论下,应用欧拉方程将螺旋离心泵的能量转换与叶轮几何形状、尺寸联系起来,分析沿叶轮包角的能量变化,揭示螺旋离心泵叶轮域能量转换特性。结果表明叶轮作为泵内做功核心部件,其螺旋段螺旋推进作用提供了能量传递,离心段完成能量转换,叶轮的螺旋段螺旋推进作用和离心段的能量转换相互配合,构成了螺旋离心泵工作的过程。其中,叶片翼型负荷中的升力对叶片做功贡献最大,这一结论对于提高螺旋离心泵叶轮水力设计具有重要的意义。     

基于BP神经网络安全阀的失效评价

在实际使用过程中,安全阀的失效涉及诸多因素,且易受随机性因素的影响,具有模糊性和不确定性的特点,这些特点决定了整个系统是非线性动力学的.将安全阀失效的相关影响因素作为因素集,应用BP人工神经网络模型,利用MATLAB神经网络工具箱GUI,对样本数据进行仿真,然后采用训练好的网络对安全阀的现状进行评价.BP神经网络强大的记忆功能使得能从安全阀以往失效情况中总结出一般的失效规律,快速、准确地对安全阀现状做出判断.将BP神经网络用于安全阀失效评价,具有良好的评价效果和重要的实用价值.     

电液比例位置控制系统建模与仿真

以军队“2110工程”支持项目“液压综合实验台”为背景,搭建了比例阀控非对称液压缸位置控制系统,重新定义了负载压力和负载流量,推导出了该系统的数学模型,并利用MATLAB进行了仿真分析,设计了PID控制器对系统进行了校正,结果表明系统模型正确,稳态精度明显提高.     

考虑粗糙度时不同衬层材料水润滑轴承润滑特性比较*

以水润滑轴承为研究对象,考虑表面粗糙度的影响,针对丁腈橡胶（NBR）、赛龙、飞龙、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)4种新型非金属衬层材料建立润滑数学模型,并推导水膜厚度方程;采用有限差分法,研究考虑实际表面粗糙度时4种新型衬层材料的衬层变形、水膜厚度和水膜压力的变化规律,分析最大水膜压力和承载力随转速的变化,并与表面光滑轴承进行对比。结果表明：考虑表面粗糙度时水润滑轴承的衬层变形和水膜厚度均呈波状分布,衬层变形减小,最小水膜厚度变薄,而水膜压力有轻微的局部突变,最大水膜压力增大,承载力下降;4种材料的变形量和最小水膜厚度由大到小均依次是NBR、赛龙、飞龙、UHMWPE,水膜压力由大到小依次是UHMWPE、飞龙、赛龙、NBR。在相同工况下,NBR衬层材料比其他3种衬层材料相对容易形成润滑水膜,而UHMWPE衬层材料可以保证系统承受较大的承载力。研究结果对水润滑轴承材料选型和加工装配有一定的参考意义。     

水泵水轮机反水泵工况区压力脉动特性分析

为研究水泵水轮机反水泵区的压力脉动特性,以某抽水蓄能电站模型水泵水轮机为研究对象,基于分离涡湍流方法(detached eddy simulation,DES),对水泵水轮机反水泵工况进行了数值模拟。探讨了全流道三维湍流场特性,并与试验结果相对比,分析了水泵水轮机在反水泵工况区压力脉动特性。结果表明,反水泵工况下,转轮与导叶之间和尾水管内的主频均为0.143倍转频,主频幅值占混频幅值比例分别达到12%和34.6%。通过流场分析,发现尾水管锥管段内的螺旋形涡带结构是导致这种低频脉动的主要原因。同常规运行工况相比,反水泵工况区的不稳定流场会导致压力脉动相对幅值的突增,引起机组剧烈的振动,严重影响机组的安全运行。     

水泵水轮机空化流及转轮轴向受力分析

为研究水泵水轮机在水泵工况运行时的空化特性及转轮所受轴向力的变化情况,以某抽水蓄能电站模型水泵水轮机模型为研究对象,基于Zwart空化模型和SST k-ω湍流模型,在不同流量系数下进行不同空化数的三维数值模拟并与实验对比验证。结果表明:在小流量和设计流量工况下气泡首先出现在吸力面靠近前缘位置并逐步向叶片出口和压力面扩展,而在大流量工况下气泡首先在压力面出现,并扩展至吸力面区域且已远离前缘位置,同时探讨了轴向力随着空化数的变化规律。     

基于ADINA的导弹起竖液压缸有限元分析

对导弹起竖过程进行动力学分析,利用M atlab绘出液压缸长度、受力以及内部压力随起竖角度的变化曲线,找出最易失效的状态,利用AD INA建立最易失效状态下液压缸模型,进行有限元分析。分析结果表明起竖液压缸的强度和刚度符合要求,为起竖液压系统的设计与优化提供了参考。     

基于流固耦合的液压缸碰撞研究

针对经典碰撞模型的局限性,通过采用缸筒弹簧模型,建立了新型液压缸碰撞模型;通过构建描述液压缸碰撞的流固耦合方程组,利用有限元软件ADINA分析了有无流体及不同负载力对液压缸碰撞位移、速度和应力的影响,分析结果表明流体对于液压缸碰撞具有明显的阻尼作用。     

螺旋轴流式多相流泵内流场可视化测试

螺旋轴流式多相流泵适用于输送气液两相流介质，由于两相介质的密度不同，运动轨迹也不相同，气体以气泡的形式流动，在流动过程中大小和形态的转变可直观反映泵内流体参数的变化，通过设计试验系统观测以及数值模拟的两种方式结合对气泡轨迹进行研究。结果表明：在转速低于1200 r/min时，气泡在叶轮叶片骨线1/2处体积达到最大，与压力面接触破碎向吸力面运动，在导叶内气泡自身能量不足开始逆压力梯度回流，两相流通流情况差；转速高于1450 r/min时，叶轮内气泡数量增多、尺寸减小，开始出现叶顶间隙回流且强度不断增加，跨流道运动强度也逐渐增加，在叶顶间隙有明显的气泡冲撞并有叶顶间隙涡的形成，导叶内气泡的气泡跨流道运动导致在其出口尾缘出现气体涡旋，随转速的增加所占流道面积增大，阻碍两相流通流。