黏度对低比转速离心泵性能的影响

利用CFD对整个泵输送水和黏油进行了流体动力学模拟,重点研究了液体黏度对泵水力性能的影响以及黏度引起的口环中的量纲一化角速度和泄漏率,并将CFD结果与实验数据进行了对比,结果表明:输送黏性流体时低比速离心泵扬程、流量和效率严重下降;在小流量工况下,黏度对泵性能的影响程度小于设计工况下和大流量工况下;但是随着雷诺数减少,通过口环和平衡孔的泄漏量明显降低,容积效率显著增加,由于盖板处的量纲一化旋转角速度明显减少,随着黏度增加圆盘摩擦损失显著增加。研究结果对输送黏性液体的离心泵设计具有指导意义。     

电控正流量挖掘机分工况功率匹配研究

针对目前电控正流量挖掘机系统研究较少、空载时能量损失大、发动机与主泵功率不匹配以及节能控制效果不佳的问题,搭建基于AMESim和Simulink的挖掘机电液系统联合仿真平台,提出一种双变量泵的发动机-泵恒功率控制方法。通过样机仿真实验以及分工况功率匹配研究,验证搭建的电控正流量挖掘机系统的正确性以及分工况功率匹配的有效性。仿真实验结果表明：设计的仿真模型以及功率匹配策略表现良好,在仿真和实验中,不同的工况模式下均可以保证泵的恒功率特性,可以实现对发动机的功率控制,发动机功率可以得到充分利用。     

离心泵并联对管路系统流量增量影响的实验研究

离心泵并联是改变输送系统运行工况的一种重要方法。应用两台同型号离心泵设计了并联实验平台,对不同转速、不同管路特性下的离心泵并联运行开展实验研究,基于实验数据分析各种因素对系统流量的影响规律。研究结果为优化并联泵配置、提高运行效率提供参考。     

基于曲率控制前缘的离心泵压力脉动及水力性能分析

蜗壳式离心泵作为流体输送的核心设备,压力脉动及水利性能对泵的稳定性、噪声、寿命等有重大影响。结合曲率控制前缘的设计方法,按增长率1.19%、0.47%、0.32%设计,建立前缘轴长比为0.96、2.11、3.11、4.11的蜗壳式离心泵,以SST κ-ω模型定常计算结果为初始条件,进行κ-ε RNG模型非定常分析,通过频域图分析蜗壳式离心泵压力脉动,并通过矢量云图分析水力性能。结果表明：设计的模型最佳流量为35 m3/h,设计效率与模拟效率误差仅为2%;前缘轴长比不同,流道内压力扩散有差异;前缘轴长比为3.11时出口压力脉动偏低,低频区更易产生压力脉动;前缘轴长比为0.96时,压力脉动范围偏小,适用于一定流量范围内扬程变化较大的工况。     

新型双作用变量叶片泵功率特性仿真分析

考虑实际汽车转向系统中助力泵的输出流量高于实际需求的流量,增加了泵的功率损失,降低了汽车的整体效率的问题,提出了一种在专利技术基础上的、含有浮动块的新型双作用变量叶片泵,该泵应用在汽车转向助力泵等工况。同时建立汽车液压助力转向系统的M atlab S imu link仿真模型,对转向泵选择不同的参数进行仿真,并对仿真的功率输出结果进行对比和分析。仿真结果表明该泵的功率输出明显降低,是一种较有应用前景的新型叶片泵。     

双泵交叉传感功率控制系统建模与特性分性

应用大型液压系统仿真软件AMESim10.0建立了双泵交叉传感控制系统模型。通过设置不同正流量控制手柄输入力,得出了系统流量响应的变化规律;通过设置不同的负载大小,得出了在一定流量时双泵功率吸收值与负载大小的关系;通过设置系统在某一恒定负载时有正流量控制与无正流量控制的情况,得出双泵所带负载同时动作时功率分配规律。研究结果表明:系统流量响应与手柄输入力大小成正比,符合正流量控制规律;在一定流量下双泵功率吸收值大小与负载大小成正比,但双泵总功率保持恒定;在一定的负载下,双泵可实现同时动作的多种组合,正流量控制起作用的泵功率值小于单泵最大功率,正流量控制全开泵部分吸收剩余功率。     

齿轮泵在航天两相回路中的使役特性研究

为提高航天用液氨类齿轮泵的使役性能及在机械泵驱动两相回路(MPTL)中的匹配性能,研究了基于该两相回路的用泵特点并精确计算了泵的容积效率,由泵输出流量、容积效率的输出特性得出泵转速的使役特性并进行实例运算及灵敏度分析。结果表明:液氨类介质泵的容积效率一般比较低;泵的输出流量具有与转速的正线性、压差的负线性、介质黏度的负反相关的比例特性;泵的容积效率具有与压差/转速的负线性相关特性,适宜于高速、轻载工况;泵的使役转速具有与MPTL回路流量的正线性、回路压差的负线性、回路介质黏度的负反相关的比例特性,宜用于压差/转速(流量)恒定的回路工况;案例的介质黏度小于0.004 19 Pa·s的区域为压差敏感的低黏度区,否则为流量敏感黏度区。所得结论为液氨类航天用泵的进一步研究与开发,提供了理论依据。     

多功能融合智能化高压变量活塞电机泵马达的能量回收特性分析

为研究海水淡化的能量回收效率问题,采用AMESim软件对电机泵马达的液压系统进行整体仿真,研究在输入不同转速下的电机泵马达的流量特性及能量回收率。为验证仿真结果的准确性,建立电机泵马达测试试验台,将试验结果与仿真结果进行对比。结果表明：在生产等量淡水的情况下,带有马达能量回收的装置相较于不带马达功率回收的装置节能效果更明显,且适当提高转速能够增加节能效果;由于试验过程产生泄漏,使得泵与马达侧的试验流量低于仿真流量,但随着电机转速的提升,泵侧流量的差值逐渐增大,而马达侧的流量差值逐渐降低;在额定转速1 500 r/min的工况下,马达能量回收装置的能效利用率达到了95%以上。     

基于位移协调控制的液压式压裂泵流体脉动抑制研究

针对液压式压裂泵多液缸输出流体脉动问题,分析液压式压裂泵脉动产生机制,在此基础上提出基于位移协调控制的液压式压裂泵脉动抑制方法,根据样机参数建立仿真模型,并在输出压力为55 MPa的工况下验证了仿真模型的正确性。在发动机输出最大功率、压裂泵输出最大流量工况下进行仿真。理论和仿真结果表明：基于位移协调控制的液压式压裂泵脉动抑制方法,通过实时检测各液压缸内柱塞的位移,一缸柱塞即将到位的信号除了控制自身减速停止外,还要控制另外一缸柱塞启动加速,使得两缸柱塞的减速和加速过程互相重叠,实现了液缸柱塞的强制有序换向,可显著抑制流量和压力脉动;在发动机输出最大功率、压裂泵输出最大流量工况下,输出流量脉动从25.45%降低到11.55%,输出压力脉动从46.58%降低到21.93%。     

基于键图的恒压变量泵建模与仿真研究

航空用高压大流量恒压变量泵的研究是目前机载液压系统发展方向之一。根据功率键合图理论,按照恒压变量泵结构和工作原理,建立了高压大流量恒压变量泵统一扩展键合图模型。在模型中考虑了泵出口管道特性的影响,使仿真结果更符合实际。通过仿真研究,进一步优化了高压大流量恒压变量泵的设计参数,为机载液压系统高压化设计提供参考。     

液压轴向柱塞泵空载排量的测定方法研究

采用具有A级测试精度的液压泵综合性能试验台,按液压轴向柱塞泵的型式试验要求,分别测试在不同进出口压差、转速下泵的出口流量。基于测试数据,分别采用零压力截取法、一步TOET法和两步TOET法计算泵的空载排量,并进行对比分析。结果表明：采用零压力截取法计算得到的泵的空载排量受转速的影响较大,特别是在低速测试工况下,与泵的公称排量存在较大差异;而采用TOET法计算得到泵的空载排量更接近其公称排量。超过被测泵额定压力或额定转速下测得的数据可能会导致较大的数据偏差。     

基于AMESim的泵车水泵液压系统流量匹配装置设计与研究

清洗水泵是泵车上必不可少的装备,水泵实际须配的功率很低(约3 k W),而泵车发动机功率很大(287 k W),现所有泵车水泵的液压系统,均采用定量泵-定量马达系统,在发动机高速运转、定量齿轮泵系统流量很大时,水泵将泵出高压水,而发动机怠速、系统流量低时,系统基本没法正常泵水工作。针对此问题,提出了一种定量泵-定量马达系统流量匹配的设计方法,该方法能保证水泵系统在泵车发动机从怠速到全速各工况下,均能正常工作、泵出高压水,并且利用AMESim软件,建立流量匹配装置的仿真模型,对流量匹配装置工作的动态特性进行仿真分析。仿真结果表明,该系统的动态工作性能完全满足设计的要求。     

面向能耗优化的切削工艺参数多目标优化

为快速灵活地向高效低能耗切削加工提供优选工艺参数，以A286高温合金为研究对象，面向切削能耗效率开展多目标优化研究。通过干切削仿真提取主切削力并计算切削功率，利用响应面法安排试验设计，建立了切削功率数学预测模型，分析了切削用量对切削功率的影响规律，构建了以最低切削功率和最高物料去除率为目标的多目标优化模型，采用遗传算法求解并获得15组有效切削用量解集。结果表明位于B区的4组有效解可实现相对较高的物料去除率和较低的切削功率，能耗效率总体上更为合理。     

基于遗传算法的发动机冷却液泵优化及数值模拟研究

针对某型号发动机冷却液泵建立扬程最大、效率最高、汽蚀余量最小的多目标优化数学模型。以扬程曲线无驼峰及叶轮参数为约束条件,利用多目标遗传算法对目标模型进行优化求解,获得全局最优解。运用Fluent仿真软件对优化前后冷却液泵内部流场进行数值模拟,结果表明:优化后叶轮内部压力分布更均匀,叶片间回流现象明显减少,能量损失降低;在额定工况下,优化后冷却液泵扬程提高0.86 m、效率提升6.6%、汽蚀余量降低0.09 m。仿真结果验证了该方法对发动机冷却液泵优化较有效,为冷却液泵的结构优化提供参考。     

航空恒压柱塞泵全工况效率特性分析

详细分析了柱塞泵的容积损失功率和机械损失功率,以及温度和压力的变化对油液物理特性的影响,建立了考虑油液温度、负载压力、输入转速、斜盘倾角因素影响下的柱塞泵全工况效率模型,对包含柱塞泵的液压系统进行了仿真计算,得到了不同条件下泵效率变化的三维图,为航空柱塞泵的设计和使用提供参考。     

滑片泵特性试验及性能曲线拟合

设计了滑片泵试验平台,进行了Sub50-15/40滑片泵在4种转速、10个压差点下的试验,分析试验结果,阐述了流量、有效功率和效率与压差之间的关系及安全阀开启对各参数的影响。依据试验数据对其性能曲线进行了多项式拟合,得到性能曲线公式,拟合曲线和试验结果吻合良好,对相关技术人员设计使用滑片泵或与其他类型泵的串联匹配使用、提高泵运行经济效益有实用价值。     

基于CFD仿真与BP神经网络的离心泵叶轮优化设计

为提高离心泵叶轮的效率,提出了神经网络与遗传算法相结合的设计方法。通过均匀试验设计与CFD仿真获得样本数据点集,进而运用BP神经网络技术建立离心泵的效率与影响因素之间的代理模型。最后,利用遗传算法求取该优化模型,即可得到所求问题的最优解。将这一方法用于某离心泵叶轮的优化,结果表明该方法可以获得很好的效果。     

离心泵四象限运行特性曲线试验系统

出于安全考虑,一些特殊的客户群需要离心泵的四象限运行特性曲线,以确定多台泵联合运行时各泵可能出现的工况。传统的四象限运行特性曲线的试验通过人工完成,效率低且精度差。本文结合实际介绍了离心泵四象限运行特性曲线自动化试验系统的测试回路,并给出了测试系统的硬件方案和软件设计方法。     

气液两相下离心泵内全流场流动特性分析

为了进一步探究低比转速离心泵内气液两相分布规律及旋涡产生机制,基于ANSYS CFX计算软件对不同进口含气率工况下离心泵内全流道流动进行计算,分析气相分布规律以及旋涡产生位置,总结含气率对泵内流态的影响。研究结果表明:随着进口含气率的增加,叶轮内压力梯度变大,同时蜗壳出口高压区面积增大,并且叶轮进口低压区逐渐消失;当进口含气率为10%时,叶轮进口区出现了较为明显的气液不均匀现象。此外还发现气相聚集主要发生在叶片压力面,同时气相聚集区正好对应旋涡区,并且随着含气率的增加,泵的做功能力变差。研究结果可为离心泵水力设计和结构优化提供参考。     

支架搬运车闭式液压行走系统特性仿真及试验研究

用于井下煤矿生产的支架搬运车液压行走系统工况条件差、故障模糊性及随机性大、检测维修成本高且路试困难.针对此问题,首先根据A4VG型柱塞泵的机械结构及工作原理,采用参数化建模方法建立了系统联合仿真模型,分析了泵的压力流量特性及其控制回路运行特性;然后设计了系统试验台对柱塞泵及其控制回路特性进行了试验测试.结果表明:采用试验测试与仿真分析相结合的方法能有效地反映泵控回路维修结果,大大提高了维修效率,降低了成本.