纯水支架用阀块内部孔道流场的CFD仿真分析

针对纯水在支架阀块内部广泛存在的L形、Π形和Z形等孔道中的流动特性，采用计算流体动力学（CFD）方法建立其相应的数学模型和仿真模型，对不同结构的孔道进行了流场仿真，分析了刀尖容腔长度、工艺孔长度及直角转弯长度等结构参数对液流压力损失的影响规律，为纯水支架液压阀块内部孔道的设计与优化提供了理论依据。     

液压支架换向阀的液动力计算方法及其应用

液动力计算模型是液压阀建模和特性分析的基础和前提,液压支架用换向阀流道复杂,其液动力的分析计算与常规液压阀不同,且这种复杂流道下的液动力大小不易通过试验测试得到,计算模型也无法得到较好的验证。为解决这个问题,建立了液压支架用换向阀的复杂流道模型,利用2个控制体将流道划分为两部分,采用理论计算与流场仿真的方法分别研究阀口处和阀芯折弯流道处的液动力,并根据流场分布特征对传统液动力计算公式进行修正,得到了相应的修正系数;而在液动力的验证方法上,不采用传统的直接测试法,而是分别将修正前和修正后的液动力计算公式/min的换向阀数学建模中,通过对比2种情况下换向阀动态特性的仿真结果与试验结果,间接验证液动力修正模型的准确性,避免了直接测试法在应对复杂流道问题时的不足。2种情况下的动态特性仿真与试验结果对比显示,采用修正后的模型进行仿真得到的动态特性与试验所得数据非常接近,而用未经修正的传统计算模型得到的仿真结果与试验结果存在较大的误差,此结果说明了液动力修正模型的准确性,同时验证了复杂流道液压阀的液动力计算方法与试验方法的合理性。本文在液动力的理论分析与试验验证两方面均有不同,并结合工程实际对所用方法进行了验证,提供了面对复杂流道液动力的解决办法。     

矿用反冲洗过滤换向阀的仿真与优化

为降低过滤换向阀芯的压力损失,延长系统液压元部件的使用寿命,介绍一种自动反冲洗过滤换向阀,采用流场分析技术优化换向阀结构,实现阀内压力场和速度场的优化设计。     

基于计算流体动力学的导正块结构优化

气体反循环钻具系统中双壁钻具内外管之间有同轴定位装置导正块。目前使用的长方形导正块对循环系统压力损耗较大,故借助计算流体动力学对导正块结构进行优化。针对双壁钻具环状间隙内导正块结构开展研究,设计出正方形、三角形、梯形和六边形导正块。以压力变化为评价标准,通过计算流体动力学软件对导正块处压力场进行数值模拟,最后优选出六边形导正块。再对六边形导正块处压力场进行三维数值模拟,进一步验证六边形导正块可使局部压力损失减小,相对于其他几种导正块性状而言,是较优结构。     

基于控制速度分布的离心风机叶轮的改进设计研究

首先对某后向离心风机性能进行试验和数值对比,验证数值结果的精度及有效性;然后在叶轮主要结构参数保持不变的情况下,通过同时控制叶轮流道内子午速度Cm和相对速度W沿流线方向的分布,设计出新的叶轮,并分析了改进前后整机性能和内部流场的变化。结果表明,改进后的风机在设计流量下全压提高了3.9%,效率提高了10.2%,风机性能整体显著提高;叶轮流道内全压分布更有规律,速度分布更加均匀,流动分离得到有效抑制。所提出的控制叶轮内速度分布的设计方法可为高效节能离心风机的改进设计提供参考。     

基于CFD的四缸柴油机冷却系统优化

利用CFD软件AVL-FIRE对某型号直列四缸水冷柴油机的冷却水腔进行了流动与传热特性的数值模拟分析,分析了缸体冷却水腔内冷却液的流速分布、传热系数分布及压力损失。并根据模拟结果对冷却系统设计不合理的地方提出优化改进方案,使得各缸气缸体处冷却水流量分配均匀性得到明显改善,提高了该柴油机的可靠性和耐久性,并为柴油机的冷却水套优化设计提供了理论依据。     

深部低透煤层交变压力注水技术应用研究

针对某矿2302S工作面工况条件,设计了交变压力注水工艺参数,进行了注水方案布置,并进行煤层交变压力注水工艺现场试验。研究表明：采取煤层交变压力注水工艺后工作面震动频繁发生,震动次数为未注水前2.44倍,释放能量仅为未注水前的1.6倍,平均每次释放能量降低,释放能量超过103J的有效震动事件比率降低了30%～50%,注水后释放能量均匀;现场全尘降尘效率平均为53.98%,呼吸性粉尘的效率平均为54.55%,较传统煤层注水工艺提高了20%~30%的降尘率,取得较好的注水防尘效果,采取综合防尘措施后工作面全尘和呼吸性粉尘的降尘率能够达到80.02%和79.94%。     

大红山铜矿矿石损失率及贫化率优化实践

损失率、贫化率是评价矿山生产技术及管理水平的关键指标,目前,国内已将工业矿和低品位矿资源全部纳入计算评价范围。大红山铜矿自投产以来,矿体开采矿石损失贫化一直偏高,场内损失率居高不下,甚至出现负损失的情况。为合理确定损失率和贫化率,更新了传统损失率、贫化率含义及计算方法,对720、485中段部分采场重新进行了损失率计算,考虑含有用组分的围岩混入和顶板垮落情况,避免了负损失的出现;通过对285中段B48-68线方案优化,将设计开发利用资源储量全部纳入损失率计算范畴后,矿块设计总损失增大7%,设计回采品位由0.338%提升到0.389%,废石混入率由48.9%降低至40%,贫化率由36.7%降低至27%,使得该矿块资源经济效益最大化。损失率和贫化率是一对相辅相成相互制约又相互矛盾的技术指标,只有结合矿山实际,合理确定损失率、贫化率,才能有效降低采选成本,减小尾矿排放量及排放成本。     

基于MPI的注塑模流道平衡优化设计

针对流道平衡在注塑模具设计中的重要性,给出了在分流道设计中利用MPI(Mold-flow Plastics Insight)软件通过优化流道尺寸来获得平衡的流道系统的分析方法。以电话听筒组合型腔的流道平衡为例,介绍了在平衡约束下利用MPI对分流道尺寸进行优化的过程,最终得到了分流道尺寸的最佳值,提高了一次试模的成功率。     

水平环式焙烧炉火道内气流分布规律的研究

水平环式焙烧炉火道内温度分布的均匀程度是影响炭阳极焙烧质量的主要因素之一,而温度场与气流分布的均匀程度密切相关。为了解火道内气流分布的情况,应用Navier-Stokes方程与κ-ε双方程湍流模型,对水平环式阳极焙烧炉火道内的气流分布进行了仿真计算,并以提高火道内气流分布的均匀程度为目标,对火道内挡块的数量与位置进行了优化。其计算结果表明：在设计挡块时,应考虑气体的流动方向。根据气体的流动规律,适当调整挡块的数量与位置,可大大改善火道内气流分布的均匀强度。     

钻机回转超压保护液压阀块设计与仿真研究

设计一种回转超压保护液压阀块,预防钻探孔内事故,利用AMEsim软件对液压阀块回路进行建模及仿真研究,分析其在钻机液压系统中应用的动作特性。     

煤矿掘进机液压管路仿真分析

以某型掘进机液压系统为例,采用理论计算与软件仿真对比的方式对其液压系统管路布置进行分析及优化,结果显示,采用液压胶管+钢管方式装载运输回路压力损失较液压胶管方式降低约53%,油缸回路损失降低约5%,行走回路损失降低约57%。分析表明,采用液压胶管加钢管的布置方式能显著减少了系统压力损失,提升了效率。     

梅山铁矿提高磨矿产品均匀性试验

由于梅山铁矿磨矿产品过粉碎现象严重,为了提高磨矿产品均匀性,选取梅山球磨4系列1段球磨给矿产品,在不同的磨矿时间、磨矿浓度、磨机转速率和钢球大小的条件下进行了磨矿效果试验。试验结果表明:合适的磨矿时间为3~4 min、磨矿浓度为70%~75%、磨机转速率为60%~76%。合理优化1段磨矿工艺参数后,与选厂2段分级溢流产品相比较,分选后铁精矿产率提高了4.93个百分点,全铁回收率提高了5.74个百分点,尾矿的产率降低了0.78个百分点,全铁损失产率降低了2.36个百分点,硫产率降低了6.25个百分点,尾矿产品-10μm粒级产率降低了16.24个百分点,中间粒级含量明显提高,不仅改善了磨矿产品均匀性,而且提高了后续分选指标。     

热逆流反应器的流动均匀性实验研究

对热逆流反应器的陶瓷床内部流动均匀性进行了实验研究,建立了陶瓷床的流动阻力数学模型,并进行了流体力学机理分析。研究结果表明：陶瓷床整体速度分布不均匀,并且均匀性指数随着进口流速的提高而降低;上、下集气箱的压差为陶瓷床内的流动提供推动力,因此集气箱内的静压分布与陶瓷床内的流动均匀性紧密相关;随着进口流速的提高,动量交换作用和摩擦阻力损失对静压的影响加强,使陶瓷床内、外侧的压差进一步增大,从而使陶瓷床内的流动更不均匀。     

1 000 MW高效宽负荷率的超超临界锅炉开发

根据反平衡法对电站锅炉各项效率损失进行分析，潜力较大的是排烟损失和未完全燃烧损失，主要影响因素有过量空气系数、排烟温度、燃烧效率；1 000 MW高效宽负荷率超超临界煤粉锅炉的开发采用低过量空气系数设计理念，在炉膛选型、受热面布置、燃烧系统设计、降低锅炉漏风等方面采取措施。与传统设计相比，50% THA负荷下锅炉效率提升了0.96%。     

节段式多级离心泵多工况水力模型节能优化研究

为提高节段式多级离心泵多工况水力模型节能优化效果,基于水力损失数学模型构建了四级节段式离心泵的水力损失数学模型,结合工业试验数据与Isight优化平台精确求解了泵内各项水力损失系数。以此为基础,设计了节段式多级离心泵多工况水力模型的节能优化流程,并以MD580-60型节段式多级离心泵为验证对象,将大流量、设计流量和小流量工况下的效率作为目标函数,且以各条件下泵扬程为约束条件,运用遗传算法对其水力模型的3个工况进行优化设计,获得叶轮与导叶关键几何参数的最优匹配关系。最后运用CFD数值模拟仿真软件验证了该多工况水力模型节能优化设计的科学性与准确性。     

集成块内阻试验研究

介绍液压系统中集成块的评定指标，典型流道试验条件下的压力及流量损失，和集成块设计时注意事项。     

进气型式对压入式矿用对旋主通风机内部流动及性能的影响

为了研究3种进气型式对风机内部瞬态流场的影响,采用SST k-ω湍流模型结合自动近壁面处理方法,对包括进气风道在内的压入式矿用对旋主通风机装置全流道内的三维流动进行数值模拟,并应用FFT技术对风机叶轮内部的瞬态压力变化进行频谱分析,得到叶轮流场内部的压力脉动频谱。分析结果显示,相对于无畸变进气型式,弯管畸变与复杂畸变进气型式严重恶化了对旋风机叶轮上游进气风道内的流场,从而显著降低了风机的性能;而且,第二级叶轮内部流场的压力脉动幅值最大,气流沿周向的流动不均匀性增加。     

落铁台车液压阀站技术改造设计

针对落铁台车液压阀站采用节流调速方式改变执行机构速度所存在的问题,利用三维建模软件Solidedge设计阀站整体模型,提出改进措施。经技术改造新设计了液压阀站,主要通过改变比例溢流阀的阀口大小来适应不同工况所需要设定的最高压力值、改造后的液压阀站不但提升了技术水平,降低了整机设备的运行及维修成本,缩减了维修时间,而且节约了能源。     

煤矿乏风预热催化氧化床温度均匀性的研究

对预热催化氧化装置氧化床的温度分布均匀性进行了实验研究,在热平衡状态下研究了空速、进气温度和体积分数对氧化床温度场均匀性的影响。实验结果表明：氧化床在催化氧化时间段内的温度明显比加热启动段要均匀;氧化床内部在加热启动段内的温度不均匀系数由前至后越来越低,而在催化氧化段内的温度不均匀性系数先降低再升高;进气温度对氧化床温度分布均匀性的影响最为明显,氧化床的温度分布均匀性随进气温度的提升明显改善,而较高的空速和较低的进气体积浓度会减缓温度不均匀性系数随进气温度的变化速率。以上研究成果为预热催化氧化装置的优化设计和性能提升提供理论参考。