超高速部分流泵工作特性试验研究

为获得部分流泵在超高工作转速下的扬程系数、功耗损失与工作效率特性,设计了2种外径尺寸规格的部分流泵,在专用高压氦吹试验系统上进行了氦气驱动运转试验。针对每种尺寸的部分流泵均进行了2种氦气压力条件下连续多个输出流量的工作特性参数测试,试验最高转速达到了120 000 r/min以上。试验结果表明：外径22 mm的部分流泵在转速从85 200 r/min升高至125 000 r/min过程中扬程系数从0.87降至0.67,最高工作效率不超过0.38;外径27 mm的部分流泵在转速从102 000 r/min升高至138 000 r/min过程中扬程系数在0.50～0.61间缓慢变化,最高工作效率不超过0.21;且2种尺寸规格泵功耗损失都随转速升高急剧增加,工作效率明显下降,在超高转速情况下泵的功耗损失是十分突出的问题。试验结果对于后续设计超高速部分流泵具有重要的参考价值。     

中浓纸浆泵运行性能试验研究*

中浓纸浆泵是中浓输送环节的核心设备,其运行性能直接影响着输送系统的效率。为了研究不同运行条件对中浓纸浆泵运行特点和性能的影响,设计一种基于声纳流量测试系统的中浓纸浆泵性能试验台。研究分析了纸浆浓度(质量分数)为7.52%, 9.3%, 12.1%,转速为960 r/min, 1 140 r/min, 1 500 r/min和不同排气抽吸真空度时,泵的扬程、效率、出口含气率及最大极限流量变化特征。试验结果表明：随着纸浆浓度的增加,同一流量下扬程、效率逐渐下降。真空度对泵的性能特性有显著的影响,在不抽真空条件下,中浓纸浆泵可实现7.52%浓度纸浆的输送,但随着流量的增加,扬程、效率明显下降;随着抽吸真空度的增大,扬程逐渐升高,且存在一个最佳真空度值使得泵效率最高,泵出口纸浆的含气率逐渐降低。扬程随转速的增加而升高,泵出口纸浆的含气率降低;所需真空度随转速的增加而减小,表明提高泵转速有利于纸浆中气液的分离从而降低所需的真空度值。泵出口纸浆中含气率随着纸浆浓度的增加而升高,同时所需的抽吸真空度也迅速增加。最大流量极限值随着纸浆浓度的增加而减小,随转速的增加而增加。     

丙烷泵轴瓦磨损故障的诊断分析

丙烷泵B204/l由电机和多级离心泵组成,泵型号为150YⅡ-67×9;设计流量 150m~3/h;扬程565m;功率320kW;转速2950r/min;轴承类型:滑动轴承。电机型号为JB355S_3;功率220kw;转速2980r/min;轴承类型:滚动轴承。     

转速对AP1000核主泵水力性能影响的试验研究

为研究转速对AP1000核主泵水力性能的影响,制造一台核主泵水力模型样机,通过变频改变转速,进行了试验研究,分别对比了核主泵在50Hz(1495r/min)、40Hz(1195r/min)、30Hz(895r/min)3种不同转速下的Q-H、Q-P、Q-η曲线,运用相似比例定律,变换得到相似变换曲线,对比试验和相似变换曲线,得到结果如下:50Hz时该水力样机的过流部件满足设计要求,其性能曲线具有混流泵的特点,有无过载特性,高效区较宽,大流量时具有较高的效率;压水室截面形状对核主泵水力样机性能变化趋势影响有限,决定其性能的主要因素在于叶轮;转速改变时外特性曲线变化趋势相同,但转速降低,扬程下降缓慢,Q-H曲线相对平坦,最大轴功率点向大流量偏移,泵的总体效率下降,最高效率降低,同时高效区变窄。转速降低超过20%相似比例变换公式失效,引入了修正系数对相似变化曲线进行修正。     

核主泵四象限特性试验研究

针对自主研发百万千瓦级核电主泵项目,本研究以经过模化缩比后的百万千瓦级核电主泵的模型泵为对象,搭建专设台架,开展泵正常工况、水轮机工况、耗能工况、卡轴工况、飞逸工况下的流动特性试验。首先得到了1500r/min额定转速下的四象限特性曲线,进而掌握了其扬程、扭矩在不同流量工况下的变化规律,之后对1050 r/min、600r/min和150 r/min 3个非额定转速下泵的各运行工况开展试验研究,将4个转速下的试验结果经过无量纲处理,最终得到了既适用于模型泵又适用于原型泵的同源曲线,上述试验结果为后续核主泵设计的深入研究及一回路安全分析提供了数据支撑。     

低转速对核主泵水力性能影响的试验研究

为研究低转速对水力模型性能的影响,选择了一台核主泵水力模型样机,通过变频改变转速,进行了试验研究,分别对比了核主泵在50 Hz(1495 r/min)、40 Hz(1195 r/min)、30 Hz(895 r/min)3种不同转速下的Q-H、Q-P、Q-η曲线,运用相似比例定律,变换得到相似变换曲线,对比试验和相似变换曲线,得到结果如下:50 Hz时该水力样机的过流部件满足设计要求,其性能曲线具有混流泵的特点,无过载特性,高效区较宽,大流量时具有较高的效率;压水室截面形状对核主泵水力样机性能变化趋势影响有限,决定其性能的主要因素在于叶轮;转速改变时外特性曲线变化趋势相同,但转速降低,扬程下降缓慢,Q-H曲线相对平坦,最大轴功率点向大流量偏移,泵的总体效率下降,最高效率降低,同时高效区变窄。转速降低超过20%相似比例变换公式失效,引入了修正系数对相似变化曲线进行修正。     

反击系数在低比转速叶轮几何参数优化中的应用

低比转速叶轮为产生较高的给定扬程,叶轮直径都相对较大。叶轮圆盘摩擦损失大约正比于叶轮直径的5次方．圆盘摩擦损失成为低比转速泵内损失的主要形式,也是这类泵效率甚低的基本原因。为改善这类泵的效率指标,曾提出了一以降低叶轮直径和圆盘摩擦损失为主要目标的优化模型。针对对这一数学模型的质疑,从叶轮的反击系数这一概念入手,论证了不可能通过叶轮几何尺寸优化同时把叶轮圆盘摩擦损失和叶轮出口冲击损失降低到最小值,由于在低比转速泵中前者占优势,因而降低这类泵的圆盘摩擦损失是提高这类泵效率的主要途径,从而在理论上论证了所讨论优化模型的正确性．     

润滑油水侵对动压可倾瓦推力轴承润滑性能的影响*

针对核主泵、船用轴系等特定工况下推力轴承润滑油的进水问题,以46润滑油和68润滑油为例研究润滑油水侵对推力轴承润滑性能的影响。通过黏度测试获得润滑油中水分质量分数为0、0.5%、1.0%时的运动黏度,采用黏温曲线对润滑油含水前后的动力黏度进行表征。将润滑油的黏温关系代入推力轴承的润滑计算当中,获得不同含水量下轴承的最小油膜厚度、温升、流量及功耗等静态特性参数,并分析含水量对推力轴承起飞转速的影响。研究结果表明：润滑油含水后对最小油膜厚度和功耗影响较大,对温升和流量影响较小;随着润滑油含水量的增加最小油膜厚度和功耗均降低,而温升增大,流量减小;使用2种润滑油在不含水和水分质量分数为0.5%时的起飞转速都在50 r/min以下,水分质量分数为1.0%时起飞转速都在50 r/min以上,表明随着含水量的增加起飞转速增大。     

油孔数目对浮环轴承润滑静特性的影响

以浮环轴承为研究对象，基于多相流理论建立其润滑有限元模型，推导摩擦功耗、内外油膜与所接触的固体元件的温升的解析表达式；利用FLUENT求解器与其自定义函数接口（UDF）对模型进行仿真计算；综合考虑试验条件的局限性，拓展在仿真计算中的轴颈角速度范围，进一步分析宽域润滑工况下浮动环均布的油孔数目对摩擦功耗、温升、浮动环转速、端泄流量等润滑静特性参数的影响。结果表明：浮动环油孔数目的增加会在一定程度上增大轴承内间隙润滑油的注入量；浮动环油孔数目越多，端泄温升越小，内外间隙变形越小，浮动环转速越快；浮动环油孔数目对内外油膜的摩擦功耗和油膜变化率的影响较小，对浮动环转速和内外油膜的端泄流量的影响较大。该研究为浮环轴承的设计和静特性分析提供了可靠的实验依据。     

旋流泵变转速特性试验研究

本文对旋流式模型泵进行型式试验及变转速外特性试验,对转速变化引起的性能变化进行了试验研究,得出了泵流量、扬程、轴功率、汽蚀余量及效率变化规律,并对其变化原因进行了分析。对旋流泵变转速相似定律的适用性进行了实验验证,结果证明流量、扬程、轴功率的变化规律服从相似定律,汽蚀余量的变化规律不服从相似定律,而呈相反趋势。     

液粘软起动装置摩擦片温升计算研究

为了保证液粘软起动装置稳定可靠工作,必须将摩擦片温升控制在允许的范围内,防止摩擦片温升过高变形失效。通过分析推导摩擦片在有滑差情况下产生的热量,减去润滑油能带走的热量,得出摩擦片温升计算公式。通过检测润滑油进、出液粘软起动装置的温度和液粘软起动装置的输出轴转速,利用本文推导的公式可以得出摩擦片的温升。最后用实例进行了仿真分析,验证了摩擦片温升公式的正确性。     

用于高速转轴径向振动检测的光纤传感技术

采用光纤测量技术实现航空叶轮泵高速转轴径向振动的检测,对检测系统的工作原理做了详细介绍。设计了新型的光纤测头,提出相应的补偿方案,并对补偿机理进行了详细的分析。对测试系统的特性进行了研究,得出位移特性调制函数表达式,给出了仿真曲线。理论计算和仿真分析表明, 该测试系统能有效地消除因光源光强波动、光纤弯曲损耗、表面反射率等因素对输出特性的影响,可以在叶轮泵内部电磁干扰严重和高温等恶劣环境下实现对高速转轴径向振动的检测。实验测试结果表明,随着转轴转速由1 000 r/min提高到10 000 r/min,径向振动幅值单调增加,这与实际情况相符合。     

新型锥齿轮-滚轮平盘式无级变速器摩擦效率及温度场研究

针对摩擦式无级变速器摩擦生热和温度场的研究，以自行设计的新型锥齿轮-滚轮平盘式无级变速器为例，对传动过程中的滑移率、功率损失和摩擦效率进行理论研究，并用ANSYS软件对滚轮平盘摩擦生热温度场进行仿真分析。结果表明：随着转速的提高滚轮和平盘的温度上升，随着压紧力的增大，摩擦功率损失提高，摩擦效率降低；压紧力的提高，滑动速度会随之增大，产生更多摩擦热，同时也会增大接触面积，摩擦发热的面积更大，因此对温升影响更明显；新型锥齿轮滚轮-平盘式无级变速器具有较高的摩擦效率，其摩擦升温也较小。     

装载机用高压叶片泵失效机理研究

为延长装载机用叶片泵使用寿命,运用热切油膜理论研究叶片泵转子与定子摩擦副失效机理,提出叶片泵轴向间隙参数化设计方法。针对装载机用高压叶片泵浮动侧板磨损严重问题,以某型号装载机液压系统中高压叶片泵为研究对象,建立定子与转子间摩擦副数学模型,计算油膜温升改进叶片泵轴向间隙,完善叶片泵结构设计。试验数据表明,改进叶片泵轴向间隙后,该型号装载机叶片泵使用寿命满足设计要求。该研究为高压叶片泵摩擦副失效机理研究提供了理论依据。     

电动静液作动器用高速轴向柱塞泵能耗分布特性试验测试研究

随着飞机功率电传技术的发展,电静液作动器(EHA)对液压轴向柱塞泵提出了高功率密度的要求,轴向柱塞泵不可避免地向着高压高转速方向发展。在更高参数要求下,了解能耗分布特性有助于针对性地改进泵的性能。对高转速的轴向柱塞泵进行性能测试,将功率损失分成容积损失、搅拌损失和摩擦损失三个部分,在不同转速和压力等级下,分析其分布特性,并对测试物理量的不确定度进行分析。测试结果表明,摩擦损失是造成功率损失的主要原因,在泵的设计过程中应考虑使摩擦副在工况范围内得到充分润滑,以期提高效率。另外,测试中某些工况下存在着较大的不确定度,为了避免这类情况在选择传感器量程时应该更接近测试数值大小。     

三种型式轴封的摩擦功耗测定与比较

摩擦功耗是评价轴封节能与否的重要指标。利用MMU-2摩擦磨损试验机对3种结构型式轴封即填料密封、机械密封和360度旋转式组合密封的摩擦功耗进行了测定。试验结果表明:3种型式轴封的摩擦功耗随转速的增大而增大,填料密封摩擦功耗最大,机械密封摩擦功耗次之,360度旋转式组合密封摩擦功耗最小;不同材料的填料密封的摩擦功耗不同,碳纤维填料密封和四氟填料密封摩擦功耗基本接近,并且远远低于芳纶填料密封。该结果为正确选择轴封提供了重要的参考依据。     

热效应影响下浮环轴承润滑静特性研究

建立计入热效应的浮环轴承流体动压润滑模型,利用数值差分法联立求解雷诺方程,进而求解浮环轴承端泄流量;通过与实验数据的对比,验证所建模型的正确性;考虑浮环受热膨胀变形的影响,研究供油温度对摩擦功耗、温升、浮动环转速、端泄流量等浮环轴承润滑静特性参数的影响。结果表明:提高润滑油供油温度会明显提升浮动环旋转速度,增大轴承内间隙的供油量,减小内外油膜摩擦功耗和端泄温升;端泄温升随轴颈转速的升高而增大,温升随轴颈转速变化的幅度在采用较低温度的润滑油时表现得更为剧烈。     

Influence of Oil Viscosity,Chemical Oil Structure,and Chemical Additives on Friction Loss of Spur Gears (Concerning the Influence of Synthetic Oil and Mineral Oil)

The friction loss of gears and its quantitative estimation are important problems because of their relevance to energy conservation and load-carrying capacity. Recent research results do not provide satisfactory estimates of friction loss of spur gears. Therefore, the authors carried out experiments to study the influences of lubricating oil viscosity and additives, as well as base oil type and load and rotational speed on friction loss of spur gears. Base oil types used were paraffin mineral, poly-α-olefin, and polyglycol with several oil viscosities. An EP and a mild EP additive were studied in these oils. Finally, the temperature rise of teeth of gears as a function of friction power loss was investigated, and an empirical formula for calculating the temperature rise of the spur gear teeth was derived.     

STUDY ON POWER SPARE COEFFICIENT OF ELECTRICAL MOTOR IN LARGE PUMP STATION BASED ON RELIABILITY

Characters of head of low head pump station and the pump shaft power are analyzed. Influence of each single factor on pump shaft power is expressed as change of specific shaft power (non-dimensional) and the probability density function is determined. Influences of multiple factors on pump shaft power are analyzed. Method of calculating none over-loaded probability of motor by integration by successive reductions is put forward and then relation between power spare coefficient and none over-loaded reliability of electric motor is established. Influences of all factors on pump shaft power being considered completely; power spare coefficients of motor are calculated in three kinds of heads (changing and unchanging), two kinds of dirty-out conditions. Electrical motor power spare coefficients should be chosen as 1.20-1.44, 1.11-1.19, 1.09-1.14 respectively when pump heads are 4, 7, 9.5 m. The results mean much to reasonable choose of electrical motors in large pump stations, increasing reliability of pump u     

基于正交设计法的中比转速泵无过载优化设计

以D82-19-2型中比转速离心泵为研究对象,选取导叶喉部面积、叶片数、叶片包角、叶轮出口直径、叶轮出口宽度、叶片出口角、叶轮进口直径7个参数为变量,运用正交设计法制定七因素三水平正交方案L18(37),借助数值模拟方法对泵的性能进行预测,通过分析得到了几何参数对中比转速离心泵性能影响的主次顺序:叶片数对扬程和效率的影响起主要作用,叶片包角对轴功率的影响起主要作用;正交优化方案的数值模拟结果表明,该方案既满足无过载性能的要求,又保持了较高的效率,可为中比转速离心泵无过载设计提供参考。