节流阀内天然气组分凝结规律研究

节流制冷低温分离工艺是天然气集输过程中常见的脱水脱烃技术,节流凝结过程是天然气露点温度能否达标、工艺系统能否优化运行的关键。基于天然气在节流阀内的凝结过程,建立均质凝结和异质凝结统一的数值模型,研究天然气中易发生凝结的四种烷烃(正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷)组分的凝结规律,分析背压比和总温等因素对凝结性质的影响。结果表明:节流阀内部流场非常复杂,呈现强湍流特性,节流孔内达到极低的温度使烃类组分的凝结在节流孔出口前基本完成。背压比和总温增加会减弱节流温降,使各组分的凝结量和液滴尺寸同时减小。节流过程中各组分的凝结性质存在较大差异。分子量较小的轻烃类组分,节流孔出口凝结量大,且凝结量和液滴尺寸受背压比和总温的影响大。     

基于作用力分析的分裂液滴内空泡时间稳定性研究

基于线性稳定性理论,推导出描述超空化时分裂液滴内空化气泡稳定性的数学模型;在此基础上,从分裂液滴内空泡的受力角度对空化气泡的时间稳定性进行研究。研究结果表明,液滴黏性力使空泡稳定性增强;相对于空气及空泡的黏性力而言,液滴黏性力对空泡的稳定性起主导性作用。空泡惯性力是影响空泡稳定性的主要因素,对空泡稳定性具有不利影响,其影响程度与空泡液滴半径比密切相关,空泡惯性力对空泡稳定性的影响随空泡液滴半径比的增大而显著增强。空泡可压缩力、液滴内部气动力以及空泡液滴界面处的表面张力有利于空泡稳定,其变化对空泡稳定性的影响受空泡液滴半径比的影响相对较小;液滴外部气动力对空泡稳定性的影响相对较小。建立分裂液滴内空化气泡临界破碎准则,并对分裂液滴内空化气泡的破碎进行分析;分析结果表明,空泡维持时间受空泡生长速度和空泡液滴半径比的影响;对于某一确定初始空泡液滴半径比的分裂液滴来说,有其最大空泡极限破碎半径;空泡极限破碎半径随初始空泡液滴半径比的增加而减小。     

节流锁紧回路驱动稳定性

围绕某火箭发射装置提升锁紧系统在下降驱动时的抖动问题,以发射装置提升锁紧回路为研究对象,分析了节流锁紧回路的原理,通过AMESim软件搭建了回路仿真模型,开展了问题复现与技术分析,确定了在液压锁、节流阀与液压缸组合应用工况下,造成液压缸负向负载驱动时抖动的技术原因,提出了增加背压阻尼的改进技术方案,并通过对不同背压下的驱动特性进行仿真验证,摸清了背压值对驱动稳定性的影响规律,将改进回路方案及合适的背压参数进行了试验验证,解决了抖动问题,满足技术要求。为后续节流锁紧回路在负向负载驱动方案设计、仿真分析和参数匹配中提供了有价值的技术参考。     

控压钻井节流阀工作特性数值模拟及试验研究

针对研制的一种新型控压钻井节流阀,对其阀座倒角处理前后节流阀阀腔内部流场进行数值模拟,并结合理论推导及现场试验对新型节流阀的工作特性进行研究,得到开度、节流压差及流量系数等性能参数间的影响关系。结果表明:新型控压钻井节流阀能够满足节流压差随阀芯开度线性变化的控制要求;采用倒角处理的阀座能在保证控压节流特性的基础上缓解流体介质对节流阀的冲刷作用,延长控压钻井节流阀的使用寿命。     

锥形节流阀中背压对空化流场的影响

对锥形节流阀进行了流场模拟及其特性研究,分析了流道背压对锥形节流阀流道内压力、速度和空化区域分布的影响。研究结果表明:锥形节流阀阀腔内节流口后部区域,流体流速增高、压力降低,是空化发生的主要区域。随着背压的减小,空化区域不断增大,空化强度增强。背压越小,空化区域越靠近阀座壁面,空化强度越大。研究结论可为工程人员设计高性能液压阀提供了理论依据。     

高压节流阀节流特征及流固耦合失效分析

以川东北地区高压裂缝性气藏开发钻井现场普遍使用的楔形节流阀为例,分析开度与节流面积、节流压降、流体速度的关系,并依据伯努利方程建立节流压降与开度、流体密度、进口流量的数学模型,采用workbench流固耦合数值模拟方法,对所述条件下的节流阀内部流场和阀芯应力分布对比分析。结果表明,楔形节流阀节流能力随开度的增大迅速减小,随流体密度、进口流量的增大而增大,在一定开度下,由于阀腔内流体的高速流动,阀芯变径台阶面与轴销连接孔位置处出现应力集中,同时阀芯节流面附近有明显漩涡产生,引起阀芯振动,容易导致断裂失效;当开度较小时,节流效果显著,含固相颗粒的流体容易造成节流阀堵塞,且高速流体对阀座冲刷引起刺漏,该分析结果与现场节流阀失效情况十分吻合。     

节流阀开口度测试实验特性分析

搭建了节流阀进口节流调速回路。调节节流阀开口度,使节流阀开口度在3圈、2圈、1圈的工作状态下分别测试液压缸伸出及退回时的压力变化及运行时间,与理论分析进行对比,分析压力波动的原因及相关问题的产生。结果表明:在节流阀节流调速回路中,随着节流阀开口度的减小,液压缸的运行速度也随之降低;液压缸两端测定压力会随节流阀开口度的减小而升高;换向阀切换时压力会产生瞬时高压,压力会大于溢流阀调定压力;由于回路接油箱一侧会产生一定的背压,所以接油箱一侧压力示数不为0。     

汽车减振器复原阀片小挠度计算与公式修正

为准确获得减振器复原阀片弯曲变形中的小挠度表达式与半径的关系,进一步揭示减振器阻尼工作机理,基于单片环形弹性节流阀片的有限元力学模型,对节流阀片弯曲变形进行了仿真研究;基于小挠度理论,提出小挠度理论计算公式的系数修正法,对减振器节流阀片的小挠度计算公式进行了修正。研究结果表明:小挠度理论计算方法所得数值与通过有限元计算的节流开度数值相比偏大(15～19)%,两者之间的偏差值随着限位阀外径的增加而减少;减振器阀片小挠度理论计算公式的修正系数与阀片厚度,阀片的外半径和内半径的比值有关。     

复合节流式静压气体轴承静态特性分析

为进一步提升静压气体轴承的静态性能,以普通孔式节流为基础,配合表面周向和径向槽节流,提出复合节流式静压气体轴承,以充分发挥2种节流方式的优点,使静压气体轴承具有更好的承载能力和刚度。利用Fluent计算轴承内流场参数并分析流场特性,比较复合节流式与普通孔式节流静压气体轴承的承载能力和刚度,并研究孔式参数和表面槽参数对复合节流式静压气体轴承静态特性的影响。结果表明：在一定气膜厚度范围内,复合节流式静压气体轴承对于提升承载力、增强刚度有着显著的效果;复合式节流因为有表面槽二次节流的存在,均压效果更好。增加节流孔数、节流孔直径、节流孔分布圆半径,以及在气膜厚度较小时增加表面槽长、槽宽、槽深,均有利于增加轴承承载力;在气膜厚度较小时,增加节流孔数、减小节流孔直径,以及增加表面槽长和槽宽、降低槽深,均有利于增加轴承刚度。     

双压控制减压节流阀的数值模拟及试验

提出一种适用于空间飞行器冷屏蔽系统的空间低温流体相变制冷过程中控制系统压力的减压节流技术;通过双压控制减压节流阀实现冷屏蔽系统高低压控制、减压及节流制冷的功效;建立三维立体模型并进行流场数值模拟,根据数值模拟结果设计制造试验模型进行试验验证.结果表明:双压控制减压节流阀能够满足空间冷屏蔽系统表面热流密度变化时系统高低压控制要求;能够有效节流低温饱和蒸汽、气液两相及饱和液体;能够有效抑止变压出口形成的气液两相流及系统内制冷剂固化等问题;能够产生节流制冷效应,提高冷屏蔽系统制冷效率,减少系统冷剂加注量,降低起动加速负荷.     

组合型节流槽对多路阀内流场特性影响的仿真研究

针对工程机械用多路阀阀口压损大、流速高,极易出现阀芯冲蚀磨损的问题,以某型号工程机械多路阀为例,设计不同组合形式的节流槽,研究多路阀阀口节流槽结构形式对阀口流阻损失及多路阀内部流场特征的影响。采用数值分析的方法研究了不同阀口节流槽形式在阀芯开启过程中阀口前后压差、流量、流速等流场特征。结果表明:阀芯采用不同组合型节流槽的流场特征明显不同,VU形节流槽较其他阀口出流线性特性更好,且具有良好的预升压效果,可进一步降低液流对阀芯的冲蚀,减小噪声、振动,保证多路阀工作的稳定性。对高压、大流量多路阀阀芯节流槽口的设计及提升多路阀综合性能具有一定的参考意义。     

CO2跨临界制冷循环系统性能评价及Yong分析

通过用Yong分析方法对CO2跨临界制冷循环带节流阀和带膨胀机系统进行分析，发现节流阀的Yong损失较大，用膨胀机代替节流阀后，可使这部分损失降低，提高系统Yong效率。在带膨胀机的系统中，主要Yong损失发生在气体冷却器、压缩机和膨胀机，其中高压侧压力、气体冷却器出口温度以及蒸发温度对各部件的Yong损失和Yong效率都有不同程度的影响，在优化系统设计时应综合考虑这些参数。用Yong分析方法对系统性能进行评价，可为系统的改进提供理论依据。     

超(超)临界疏水阀开启过程管道水锤抑制研究

针对超(超)临界疏水阀开启过程中管道水锤振动问题,采用特征线法对阀控管道水锤瞬变模型进行了数值计算,运用Matlab求解得到了疏水阀在不同流量特性、不同节流效应下开启时管道中流量和水锤压头的时域曲线。研究表明:选用等百分比流量特性的疏水阀,可以减缓阀开启时阀后管道的水锤现象,同时节流效应对疏水阀开启时阀后管道水锤的影响显著,节流越明显,管道中水锤压头幅值越小,水锤波动趋势也越缓和。研究结果为抑制管路水锤与冲击设计提供理论参考。     

Non-equilibrium condensation process of water vapor in moist air expansion through a sonic nozzle

Non-equilibrium vapor condensation phenomenon through a sonic nozzle is very complicated and closely related to the flow measurement of the sonic nozzle. The gas–liquid two-phase flow Eulerian models for homogeneous and heterogeneous nucleation of moist gas in transonic nozzle flow were built to investigate the effect of vapor condensation on the mass flow rate of the sonic nozzle. Grid independence was achieved by using a solution-adaptive refinement. The CFD models were carefully validated by published experimental data and analytical results. It was shown that the flow rate of the sonic nozzle is affected by both homogeneous and heterogeneous nucleation. In comparison with the experimental data, the effects of vapor condensation on the mass flow rate of the sonic nozzle were obtained. Besides, experiments on periodic, unsteady condensation flow in the sonic nozzle were also reported. This unsteady flow will also affect the flow rate of the sonic nozzle. The results of experiments accorded well with simulations and semi-empirical formula. All the results can be used to further analyze the effect of unsteady flow induced by vapor condensation on the flow rate of the sonic nozzle.     

微孔节流器静压气体止推轴承性能分析*

传统固有孔节流静压气体止推轴承研究的理论基础均建立在节流孔直径远大于气膜间隙的前提下,为了探究与气膜间隙同一数量级的微孔节流器静压气体止推轴承的静态性能,建立微孔节流静压气体止推轴承模型,通过CFD软件进行三维仿真,分析不同气膜间隙、孔径、供气压力对轴承静态特性的影响,并与环面节流器静压气体止推轴承进行对比。结果表明:无论是微孔节流器还是环面节流器,在节流孔出口处均有压降出现,但微孔节流器相对于环面节流器在节流孔出口边缘处速度和压力变化较为平缓;随着气膜间隙的增大轴承承载力减小,随着微孔节流器孔径减小轴承刚度增大,相同孔径下供气压力越大轴承承载力和刚度越大。     

减压阀阀芯与孔板间距对节流性能的影响分析

使用高温高压蒸汽推动汽轮机可以实现能量的转化，而针对蒸汽的调控直接影响到能量的转化效率和系统的安全性。减压阀作为蒸汽辅助动力系统的核心部件，主要对高温高压蒸汽进行调控，使其压力和温度等参数被调节到特定范围。节流特性是减压阀的主要性能指标，以一种新型多级角式减压阀为研究对象，采用计算流体力学方法，考察了笼罩式阀芯和节流孔板的间距对节流特性的影响，具体分析了不同间距下流动特性、湍流耗散率、温度特性和压比特性等节流性能。研究结果为后续开展类似减压阀的节流优化设计提供参考。     

节流孔轴向布置方式对气浮主轴轴承特性的影响

气浮主轴承载能力和刚度作为衡量气浮主轴性能的关键指标,受到节流方式的直接影响,而目前节流孔轴向布置方式对孔式节流静压气体轴承支承性能的影响尚缺乏深入研究.为研究节流孔轴向布置方式对静压气体轴承特性的影响,设计两排孔、中部排气式四排孔、中部不排气式四排孔3种典型的节流孔轴向布置方式,基于雷诺方程建立静压气体轴颈轴承气膜力...     

正流量挖掘机动臂合流回路的泵阀匹配特性研究

以SY215C8M型液压挖掘机为研究对象,对正流量挖掘机液压系统的动臂合流路的泵阀匹配特性进行了研究。提出了改善泵阀匹配控制特性的优化方案,利用粒子群算法对U型节流阀口的节流特性进行优化,得到了具有较优节流特性的节流阀口结构参数。搭建了实验平台,结果表明：该方案可有效的降低多路换向阀阀口的压力波动和压力损失。