等温容器放气法测量误差分析

针对现有的等温容器放气方法存在测试误差较大、重复性较差,且测量误差分析方面研究匮乏等问题,对等温容器的测量误差进行了深入分析,分别探讨了压力梯度,温度梯度、测量噪声等对等温容器放气方法的误差影响情况,该案例可以为等温容器性能提高及放气法测量气动元件流量特性方面提供一些指导。     

容器放气性能研究

以较大容器和多段不同内径、长度的细长导管和自动阀门组成的放气系统为对象,研究了该系统从0.6 MPa初始压力放至剩余压力为0.001 MPa时所需的放气时间.将该放气系统简化为定容器和流量特性参数为S和b的气动元件,并假设气体为理想气体,放气过程为等温,推导出了相关的计算公式.通过放气系统的实验结果、理论分析结果的对比...     

等温容器放气过程FLUENT仿真及其温度变化模型建立

作为国际标准ISO/DIS 6358-3所界定的气动元件流量特性参数的测试仪器,等温容器及其内部的换热过程还需要进一步研究。假设等温容器内部换热介质为多孔介质,应用FLUENT软件对等温容器放气过程进行了仿真。通过仿真和实验的对比,掌握了等温容器放气过程中容器内部的压力、流速和温度变化趋势。通过电模拟的方法,初步建立了等温容器内部压缩气体在压力不断变化时的温度变化模型。     

等温容器建模仿真及试验研究

论述了利用声速流导C与临界压力比b描述气动元件的流量特性的必要性,介绍了ISO/DIS6358标准的原理及试验装置,分析了其优缺点,参考等温容器放气法替代ISO标准测试方法,介绍了等温容器放气法的试验装置和方法及测试原理。建立了等温容器内部强迫对流换热过程的数学模型,利用不同容积的等温容器进行试验,结果证明,该模型能够很好地预测等温容器放气温度变化特性。     

气动元件流量特性参数辨识的遗传算法

该文介绍了气动元件流量特性参数辨识方法的现状,着重分析了等温容器放气方法的最优化算法的优缺点.针对现有算法在辨识气动元件流量特性参数时表现的多峰性,压力微分噪声大等特点,提出了遗传算法解决方案.实践证明,遗传算法可以有效地克服现有算法的缺点.     

等温容器放气过程中对流换热模型的研究

为了提高等温容器的性能,对等温容器放气过程中的对流换热模型进行了研究。用4个已知流量特性的电磁阀分别对4种等温容器进行了放气实验,采集放气过程中的压力曲线,并采用“停止法”得到放气过程中的温度曲线。基于等温容器放气过程的热力学模型,结合放气过程中的压力曲线和温度曲线,确定了放气过程中的对流换热系数,最后利用相似原理拟合得到了放气过程中声速阶段和亚声速阶段的对流换热经验关系式。声速阶段和亚声速阶段的经验关系式不仅体现了放气速度对对流换热的影响,还反映了铜丝填充密度,也就是孔隙率对换热的影响;声速阶段的经验关系式中还引入了空气压缩比,体现了空气在高压缩状态下压缩性对对流换热的影响。     

放气过程中换热系数的确定以及放气电磁阀流量特性的辨识

给出定容积放气过程的热力学模型,并基于自然对流换热准则关系式和已知流量特性的电磁阀放气压力曲线确定模型中的换热系数.采用该模型对一个流量特性已知的电磁阀放气过程进行压力和温度仿真,仿真结果表明基于自然对流的放气模型的仿真曲线和试验曲线非常接近,能够很好地反应实际放气过程.应用该模型并结合放气压力曲线对放气电磁阀的流量特性进行辨识,结果证明这种方法能够准确且方便地测量出电磁阀的流量特性.     

阀芯行程对角座阀流量特性影响的数值研究

采用数值模拟和实验研究相结合的方法,研究阀芯行程对角座阀流量特性的影响。将阀芯行程为10 mm和14 mm时阀内介质流量的测试数据和数值计算结果进行对比,验证了数值模拟的准确性。在此基础上,对不同行程条件下阀内的速度场、压力场和流动旋涡进行分析。结果表明：随着阀芯行程的增加,阀门出口处的低压区域逐渐向下游移动,阀内的高流速区域更集中,流动旋涡更规则;因此,在较大的行程条件下,阀内介质的流动稳定性更好,流动阻力更小,具有更高的流量系数;在阀芯弹簧受力允许的条件下,应尽可能增加阀芯行程,提高阀门流通能力。     

容器进出流量动态平衡器的研究

本文论述了一种容器进出流量动态平衡器,它完全依靠简单的机械机构进行控制即可使得容器的进出口流量保持动态平衡;随后对其控制性能进行了研究,得出了结构化的传递函数,导出了系统稳定所必需要满足的条件,并对其瞬态响应作了计算机仿真。     

气动调节阀流量特性研究与试验分析

受管道阻力损失影响,气动调节阀的理论流量曲线会发生偏离,固有流量特性在大压差下更容易发生畸变。从理论和试验室条件下的试验数据,分析了曲线偏离的原因,提出在进行调节阀流量试验前,应根据试验室的资源条件提前确定阀门的临界压差,从而保证试验数据的准确性。     

小口径气动元件流量特性测量及合成方法

针对ISO6358规格中小口径气动元件的流量特性的测量方法规定的欠缺,使用一种口径转换的基准接头连接小口径元件进行流量特性的测量试验。通过和卡钳式测量方法的结果比较,从试验上确认了基准接头对于小口径元件的流量特性的影响程度。提出了压缩性流体用元件的声速流导和临界压力比的新的合成方法。将电磁阀本体和接头的合成结果与试验结果进行比较,结果一致,验证了所提案的合成方法的适用性,并探讨了利用新的合成方法计算阀本体的流量特性的可行性。     

通风机流通特性测试中进、排气风室测量结果的实验研究

利用GB/T 1236-2000规定的A型排气风室和进气风室对离心风机和轴流风机分别进行性能测试对比,研究流量、静压、总压及风机效率等试验结果存在的差异和分布的规律.通过大量实验,在仔细分析实验数据的基础上给出相应的结论,并运用流体力学和流体机械的基本理论和原理对结论进行分析.     

新型气制动阀特性的试验研究

为进一步提高三轮汽车行车气制动系统制动性能,对新型气制动阀的静态特性和动态特性进行了理论计算、分析和试验研究。通过适当调整气制动阀内部结构参数,找出了影响其行车制动的静态特性和动态特性因素,进而提高了其静态、动态特性指标和三轮汽车的制动性能。试验表明,新型气制动阀静态特性不仅与进气阀口内径、输入压力及制动推杆行程、制动主弹簧刚度有关,也与制动推杆、活塞及芯杆总成制造精度、连接板总成装配质量、气制动阀总成安装调整误差有关;其动态特性不仅与制动主弹簧刚度有关,也与进气橡胶阀门组件硬度和进气阀座的阀口内径有关。该研究可为三轮汽车行车气制动系统气制动阀的研发提供一定参考。     

气动电磁阀开启过程的动态响应特性

以二位三通气动电磁阀为研究对象,详细介绍了其工作机理并对磁路进行理论分析。通过ANSYS Maxwell软件建立其二维电磁场分析有限元模型,并进行瞬态运动仿真计算,分析多电磁参数(主气隙宽度、铁磁材料、动铁芯直径、弹簧预紧力、刚度以及线圈加载方式)对电磁阀瞬态响应特性的影响。搭建实验平台,测试线圈加载方式对电磁阀瞬态响应特性的影响,进一步验证了仿真分析的准确性。为类似电磁类产品的设计研发提供了充实的理论依据。     

水压节流阀流量特性CAT系统的研究

本文阐述了水压节流阀流量特性计算机辅助测试(CAT)的设计方案,并根据节流阀流量的实验数据,利用Matlab软件对该数据进行最小二乘拟合,得出误差小且直观的曲线图,在此基础上,对节流阀的流量特性进行分析。     

气压阀控缸系统动态特性的研究

在气压伺服系统控制中,高压空气的可压缩性和伺服阀的死区与饱和特性使气压系统本身存在非线性。另外气缸活塞在不同位置时气缸两腔容积变化非常大,容腔内压力建立时间长短是不同的。这些对系统性能的提高是个障碍。因此建立一个简单、易用、可信的线性模型对气压系统设计来说是首要任务。首先将气缸固定在不同位置,采用阶跃信号辨识气缸两腔压力与阀芯位移的传递函数,获得气缸位置对压力的影响;然后在气缸运动情况下,辨识气缸压力对阀位移、气缸速度的传递函数。最后获得一个描述气压系统的线性模型。与采用工作点线性化方法获得的模型比较这种近似是合理可信的。     

烧结金属多孔质的流量特性分析及试验研究

针对ISO6358标准及其流量扩展表示式在描述多孔质气动元件流量特性上的缺陷,考虑多孔介质内部气孔率和流体基本流动规律,基于Darcy-Forchheimer定律对多孔质气阻元件建立流量特性模型。空气在多孔质内流速较低时,利用Darcy定律表示流速与压力梯度的关系;当流速增大到一定程度时,通过在Darcy定律的基础上增加一个惯性项构成Forchheimer定律来表征流动特性。采用4种不同尺寸,不同气孔率的烧结金属多孔质气阻进行流量特性试验验证。将流量特性分段进行处理,对模型中的渗透系数和惯性系数提出相应的参数辨识方法,即通过对小压差区域的试验数据进行线性拟合来获取渗透系数,而利用雷诺数大于0.1的数据通过高斯——牛顿非线性最小二乘法确定惯性系数。试验结果表明,该模型可以准确表示被测元件的流量特性,计算结果相对试验误差小于2%。同时,试验系统能够保证渗透系数测试误差小于3%,测试精度足以满足绝大多数工业场合的要求。