关于锥阀流体力补偿的研究——突缘结构对流体力补偿效果

为了解决锥形阀的流体力的补偿问题,一些带有各种补偿结构的锥形阀广泛地应用在液压装置中、本文通过改变所设计的锥形阀的顶角、补偿结构的突缘外径、突缘与阀座间的距离、下流阀室内的开扩角等有关参数的大小的实验中、清楚地探明了在外向流及内向流情况下,上述有关参数对锥形阀的流量特性、锥形阀的轴向特性、气穴产生的界限及其噪声等方面的影响程度。从而为开发高性能的锥阀提供了大量的实验数据和可取的锥形阀的形状,并且在理论上也进行了充分而深刻的分析。     

跨临界CO2压缩喷射系统稳定性实验研究

为了研究跨临界CO2压缩喷射系统的稳定性,在自行搭建的实验台上进行了改变工作环境参数及调节节流阀开度对系统稳定性影响的实验.通过分析实验工况下工作流体压力、引射流体压力、背压、工作流体流量、引射流体流量、喷射系数和升压比的变化趋势,得出以下系统稳定性规律：当冷却水流量变化或节流阀开度变化时,系统将从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态,在过渡阶段系统处于不稳定状态;当节流阀开度接近全开（90%）时,工作流体压力将超过压力极限,工作流体流量将达到压缩机的阻塞工况,系统越来越偏离稳定工况,必须及时关闭系统;当节流阀开度接近全关（5%）时,引射流体流量不断减小,最终减小为零,喷射器不再卷吸引射流体,必须及时关闭系统.     

基于CFD的液压锥阀内部流场的数值模拟分析

液压锥阀是流体传动与控制技术中重要的基础元件,锥阀内的流场特性直接影响阀的性能.按照实际使用中的插装型锥阀的参数,建立了锥阀的三维几何模型,利用CFD软件对流体在锥阀内的流动状态进行了仿真计算和可视化分析.在对锥阀内部流场的仿真过程中,使用了自适应网格技术,有助于提高解的精度.所得结果为阀的设计和性能优化提供一定的理论依据.     

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...     

Effect of blade tip geometry on tip leakage vortex dynamics and cavitation pattern in axial-flow pump

A series of blade tip geometries, including original plain tip, rounded tip on the pressure side and diverging tip towards the suction side, were adopted to investigate the effect of blade geometry on tip leakage vortex dynamics and cavitation pattern in an axial-flow pump. On the basis of the computation, it clearly shows the flow structure in the clearance for different tip configurations by the detailed data of axial velocity and turbulent kinetic energy. The in-plain trajectory, in aspects of the angle between the blade suction side and vortex core and the initial point of tip leakage vortex, was presented using the maximum swirling strength method. The most striking feature is that the inception location of tip leakage vortex is delayed for chamfered tip due to the change of blade loading on suction side. Some significant non-dimensional parameters, such as pressure, swirling strength and turbulent kinetic energy, were used to depict the characteristics of tip vortex core. By the distribution of circumferential vorticity which dominates the vortical flows near the tip region, it is observed that the endwall detachment as the leakage flow meets the mainstream varies considerably for tested cases. The present study also indicates that the shear layer feeds the turbulence into tip leakage vortex core, but the way is different. For the chamfered tip, high turbulence level in vortex core is mainly from the tip clearance where large turbulent kinetic energy emerges, while it is almost from a layer extending from the suction side corner for rounded tip. At last, the visualized observations show that tip clearance cavitation is eliminated dramatically for rounded tip but more intensive for chamfered tip, which can be associated with the vortex structure in the clearance.     

液压锥阀气穴现象两相流仿真及实验

为研究液压锥阀存在的气穴问题,基于流体力学理论及阀芯受力分析,计算出径向偏移量的大小,在考虑阀芯发生径向偏移的情况下,借助UG软件建立不同工况下的内流场三维模型,通过ICEM-CFD软件划分网格模型,基于FLUENT软件对锥阀内流场的气穴现象进行液-气两相流仿真,获得径向偏移、半锥角、开口度、背压4个影响因素下的气穴分布及强度的变化规律.搭建可视化的液压锥阀气穴现象实验台,借助高像素的相机拍摄各工况下阀口位置的气穴图像,对仿真结果进行实验验证.结果表明:仿真结果与实验结果相吻合,径向偏移使气穴集中分布在上锥面一侧的流场.半锥角为45°时,阀芯的锥阀气穴强度变化平缓,同时半锥角为45°时,开口度为0.4 mm时气穴的强度最明显,随着开口度增大,气穴现象的气团强度逐渐减弱.综合通流能力、气穴强度,半锥角为45°是一个较优的阀芯半锥角度,同时,增大开口度和背压具有抑制气穴发生的作用.     

基于流声耦合的调节阀空化噪声数值预测

针对工程应用中调节阀普遍出现的空化以及由其产生的噪声问题,提出基于流声场耦合法的调节阀空化噪声数值预测方法,首先选择大涡模拟和空化模型对调节阀进行瞬态流场计算,然后联合声学边界元法利用流场信息计算噪声场特征,分别数值计算一种轴流式调节阀在空化和无空化工况时的噪声。结果表明:监测点处的声压级频率响应曲线整体趋势基本一致,计算结果符合实际规律;空化工况时的声压级频率响应曲线具有较多的峰值点,而无空化则较为平稳,可作为判断调节阀是否产生空化的依据;数值计算得到的监测点处总声压级与理论预测计算的相对误差低于7.1%,证明了数值计算的准确可行性。     

新型气动比例压力阀的建模研究与特性分析

为满足电-气比例/伺服系统的应用需要,设计一种由比例电磁铁、活塞式阀芯及两位三通的阀体构成的直动式气动比例压力阀,并建立该比例阀的非线性数学模型.对于比例电磁铁,采用集总参数模型来描述电磁特性,模型参数由FEM分析得到.结合机械及气路的物理特性,分别对上、下阀芯的运动特性、阀体内的气体流动及热力学过程进行建模分析,保证了上、下阀芯的运动独立性.通过仿真对下阀芯的黏性摩擦系数、反馈通道的直径以及气源压力等影响比例压力阀的压力响应特性的因素进行分析,并设计一种比例压力阀的性能测试系统以验证模型的正确性.仿真与实验结果呈现良好的一致性,模型能够预测不同阶跃输入信号下该比例阀的压力响应过程.     

深海热液采样阀耐高压塑料阀芯研究

为了维持深海采集的热液样品压力,提出了一种耐高压热液采样阀设计方案.针对阀芯在高压差下易发生塑性变形甚至断裂的问题,基于有限元模型仿真分析了不同结构的塑料阀芯应力分布,探讨了不同截面的应力变化情况.分析结果表明,O型圈沟槽尺寸和R2是影响阀芯应力分布的主要因素.实验研究了阀芯顶端的静态变形,阀芯变形的仿真结果与实验结果基本吻合,间接验证了应力分析的结果,表明使用优化结构阀芯的采样阀能够满足深海高压使用要求.     

楔形舵片失速特性的数值模拟和水洞试验

为获得楔形超空化舵片在大舵角情况下的失速特性并探究其失速机理,针对采用24°楔形舵片作为艉控制面的超空泡航行体在低速通气条件下的绕流问题,分别构建三维数值模型和水洞试验系统,同时采用数值模拟和水洞试验两种手段研究楔形舵片的升/阻力特性和低压面空化情况随舵角的变化关系.研究结果表明:提出的数值方法和试验方案是合理的;楔形舵片的阻力系数在0°~5°舵角变化的影响较小,升力系数在0°~8°和9°~12°舵角范围内均具有良好的线性度,但后者斜率远小于前者;楔形舵片在舵角超过8°时升力系数突然减小并发生失速现象,舵片低压面发生空化并被空泡覆盖;低压面因空化致使压力不能进一步降低是导致舵片发生失速的根本原因,对于24°楔形舵片的许用舵角范围不应超过8°.     

Q—F5型高压微流量阀稳态特性研究

本文对Q—F5型高压微流量阀的稳态特性进行了理论分析和试验研究,讨论在减压阀口产生的热效应使节流阀前池温T_2变化的情况下,节流口流量系数和稳态液动力对流量稳定性的影响。     

带整体开启阀的双腔串联压电薄膜泵

阐述了带整体开启阀的双腔串联压电薄膜泵的工作原理并给出结构设计。对整体开启阀的过流特性进行了理论推导,定性分析了影响其过流性能的因素,并用实验加以证明。对影响压电泵性能的因素,如腔体高度、阀的结构、阀的滞后性、空穴现象等进行了理论分析与实验测试,得出了其对压电泵输出性能的影响规律。所设计带整体开启阀的双腔串联压电薄膜泵样机具有自吸性,通过调整输入电压和频率可控制泵的流量与压力输出,工作性能稳定。在输入电压为200 V、工作频率为250 Hz左右时,最大输出流量和压力可分别达到950 mL/m in和75 kPa,自吸高度为0.285 m。     

基于液压恒压网络系统的液压变压器控制液压缸系统

利用液压变压器实现了无节流损失地将直线负载直接连接到液压恒压网络系统。通过控制液压变压器的控制角来控制液压变压器输出油液的流量和压力,从而控制液压缸的位置和速度,用以满足负载不同工况的要求。在对液压变压器的特性进行研究的基础上,推导了液压变压器的流量和压力公式,建立了液压变压器控制液压缸系统的数学模型。提出了液压变压器平衡角的概念,推导出其表达式。对系统进行了仿真实验研究。结果表明,液压变压器具有良好的伺服性能。     

高速气缸压力反馈式缓冲阀研究

提出了压力反馈式缓冲阀．对理想压力反馈式缓冲阀的仿真结果表明更大的缓冲阀节流口有效地提高了缓冲阀的自适应能力、稳定阶段缓冲腔的恒压有效地控制了活塞速度反弹．对以压力反馈式缓冲阀为核心的高速气缸自适应缓冲系统进行的仿真和实验研究结果表明当活塞最高速度在2．758～3．336m／s之间变化时,缓冲系统均使活塞以0．007～0．38m／s的速度到达行程终点,实现了对活塞速度变化的自适应缓冲．     

新型拖拉机电液控制系统

对具有锥阀式结构的电液控制系统在操作平顺性、液压冲击、发热、卸荷压力、响应特性等方面进行了详细的研究,提出利用动压反馈装置解决冲击问题。在本文所述条件下,农具提升时所引起的拖拉机俯仰角速度由原来拖拉机液压系统的0.3 rad/s降到0.08 rad/s,压力冲击峰值由4.0 MPa降到2.8 MPa,卸荷时控制阀块内部压力损失为0.12 MPa,达到热平衡时的液压油温度为38℃,该电液控制系统的开关频率为5.5 Hz。     

电控单体泵全工况喷油量波动影响参数量化分析

电控单体泵循环喷油量的波动直接影响其匹配船用发动机的工作稳定性和一致性.为研究系统各关键特性参数对循环喷油量波动的影响规律及成因机理,利用AMESim数值模型,揭示了低压供油压力、凸轮型线速率、柱塞配合间隙、控制阀杆升程、衔铁残余气隙、控制阀杆配合间隙、喷油器开启压力、喷油器针阀升程和喷油器流量系数等关键参数对循环喷油量的影响规律.通过量化分析,得出各特性参数对循环喷油量波动影响的百分比量化指标,在全工况平面内,低压供油压力为0～20.2%,凸轮型线速率为20.6%～42.0%,控制阀杆升程为4.0%～16.5%,喷油器开启压力为3.7%～49.8%,喷油器针阀升程为0～16.5%,喷油器流量系数为2.6%～40.5%;同时,揭示了全工况平面内负荷特性和速度特性下各特性参数对应的循环喷油量波动的百分比量化指标规律.对影响循环喷油量稳定性的关键特性参数进行量化分析,可为实现电控单体泵燃油喷射系统全工况平面循环喷油量的稳定性设计、提高电控单体泵和船用柴油机性能的一致性提供理论指导.     

超空泡射弹尾翼流体动力特性实验分析

为研究尾翼对超空泡流型发展及射弹流体动力的影响,在高速水洞中进行了通气条件下的超空泡射弹尾翼流体动力特性实验.首先基于高速水洞搭建了通气空化绕流实验测试系统,同时根据射弹基本外形,按照相似理论设计了尾翼测力实验模型,为改变空泡壁面与尾翼的相对位置关系,用以研究穿刺高度对射弹尾翼流体动力特性的影响,实验中采用调整空泡尺寸或模型安装姿态来改变尾翼穿刺高度,最后对实验方案的合理性进行了充分的论证.通过改变测试工况对超空泡射弹尾翼的流体动力特性开展实验研究,得到了不同穿刺条件下尾翼对空泡流型的影响规律及其流体动力特性.研究结果表明:尾翼穿刺空泡以后,在其顶部和侧面生成的二次空泡将显著改变主体空泡的形态,且随着穿刺高度的增加,尾翼对主体空泡的影响更加明显;尾翼的流体动力主要产生于前缘沾湿部位,且随着穿刺高度的增加升力系数和阻力系数均显著增加;在尾翼穿刺空泡的条件下,其阻力系数和升力系数随攻角的增大而线性增加.     

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。     

基于EGR策略的重型柴油机瞬态空燃比优化控制

针对某些重型柴油机在进气中冷后加入足量的EGR较为困难,瞬态工况下EGR优化后的发动机排放性能恶化的问题,从精确控制EGR流量、优化空燃比、降低排放的目的出发,在一台CY6D180高压共轨重型柴油机上进行了大量的试验研究。基于排放优化原则,研究了利用节气阀配合EGR阀引入EGR后的发动机稳态特性,提出了一种两阀联合关开优化发动机瞬变排放性能的策略。进行了瞬态工况条件下的对比试验验证。结果表明:本文设计的瞬态空燃比控制方法在保证烟度排放值在3.5%限度内的情况下,NOx的排放量也不超过稳态工况点的10%。     

弯矩或扭矩作用下环形角焊缝的强度计算

在钢结构的焊接连接中,有两个焊接连接的近似计算公式,一是弯矩作用下环形角焊缝强度计算,二是扭矩作用下环形角焊缝强度计算,所有文献均没有给出这两个近似公式的来历,也未给出其使用范围.用理论分析了这两个近似公式进行,对其来历进行了推导,通过精确计算与近似计算的误差分析,给出了环形角焊缝在弯矩或扭矩作用下强度计算近似计算公式的适用范围与使用条件.