高加抽汽管疏水阀气动执行机构螺栓断裂原因分析

某核电厂大修期间,发现高压加热系统中疏水阀气动头与阀门本体连接的6颗内六角沉头螺栓中有5颗发生了断裂。通过分析断裂螺栓材料、力学性能、显微组织和断口等,并结合阀门实际运行信息,认为疏水阀气缸中的工作压力超过公称压力致使螺栓长期处于高的拉一拉型交变应力状态,从而引起螺栓的疲劳断裂。同时提出了防止该类螺栓在其使用过程中发生类似断裂事故的建议。     

安全可靠的气动执行机构——拨叉式变扭矩气动执行器技术成果及应用

自30多年前创建之初,意大利欧玛尔（OMAL S．PA）自控阀门公司就秉承可持续发展的价值理念,追求品质、不断创新被认定为公司经营活动的原则,时至今日,该理念仍被不断发扬光大。作为一家业界领先的执行器和阀门设计制造厂商,OMAL欧玛尔希望引导同行与用户从客户价值的角度,运用技术与产品服务,最大限度地提升执行器和阀门的可靠性、控制精度与寿命周期,从而帮助客户提高生产力、效率和灵活性。     

气动执行机构的革命性突破 长寿命、低维护的偏置式气动执行器

气动执行机构的结构选型错误往往会导致阀门不动作,造成设备停车。低磨损、高效率和可在线维护的气动执行机构是各个生产厂家及仪表工程师所希望的。美国QTRCO公司设计的新一代偏置式气动执行机构是一个十分理想的选择。     

真空管道高速列车气动特性分析

真空管道磁悬浮列车运动与管道内流场相互作用,导致列车流场环境具有高度的非稳定性,同时列车悬浮运行的特性将使列车与管道内流场间存在严重的流固耦合效应。针对这一问题,提出了真空管道磁悬浮列车流固耦合动力学理论,并建立了可以实现列车在线实时交互数据的流固耦合数值计算模型,分析真空管道磁悬浮列车的车辆流固耦合特性。研究发现,列车悬浮运行列车尾部流场较为复杂,存在多道斜激波和反射波,随着列车的运行相对较为稳定,而列车顶部和头部的波系相对更加简单,但会随着列车运行发生明显的变化。列车受到的气动载荷呈低频周期性变化,悬浮刚度的减小会导致列车受到的气动载荷幅值增加,频率下降。在30 kN悬浮刚度下,列车的位移和转动幅值可以达到270 mm和14 mrad,并且随着时间推移,列车受到的气动载荷呈现振荡幅值还有增大的态势,影响列车运行安全。上述研究可以为真空管道磁悬浮列车的研究提供理论指导和分析方法参考。

     

气动型斯特林制冷机气动腔气体热力迟滞行为特性的理论分析

近年来,气体驱动斯特林制冷机在此重量、可靠性,振动和噪声等方面得到提高,在红外技术和超导电子学等领域具有诱人的应用前景,其研究工作一直是低温领域的一个热点,首先简要描述了气动型斯特林制冷机气动腔内气体热力迟滞行为特性,其次主要理论推导该部分气体热力迟滞行为特性造成的损失,并且给出了一个计算机仿真结果说明该项损失对制冷机性能的影响。本文对更为逼真地仿真微型气动斯特林制冷机的热动力特性行为提供了有力支撑。     

新型离网型风力机气动特性测试与分析

在低速风洞下对两种不同翼型的水平轴风力机进行气动特性实验研究,得到风力机的功率特性曲线;利用WAsP软件对当地风能资源评估,分析计算得到风谱图;最后计算两种不同翼型的风力机在不同地区风资源的单位面积年发电量。结果表明:在实际风场中采用新翼型风力机比传统翼型风力机单位面积发电量平均提高了28.4%。     

考虑偏航入流的螺旋桨气动特性及滑流分析

采用数值仿真的方法,对四叶螺旋桨在飞行中遭遇非轴向的偏航入流而产生的复杂非定常气动力问题和滑流现象进行了研究。结合非定常雷诺平均Navier-Stokes方程和滑移网格方法,以偏航角、来流迎角和入流速度为变量,得到不同工况下螺旋桨非定常拉力、力矩、推进效率等特性和滑流流场分布情况。结果表明：保持迎角和来流速度一定,当偏航角从15°增加到25°时螺旋桨拉力和推进效率分别提升了16.20%和6.76%,一定范围内螺旋桨气动特性与偏航角的变化具有正相关性,偏航入流导致桨后滑流流场分布和桨尖涡产生一定程度的偏转,螺旋桨尾迹缩短,滑流区风速得到恢复。螺旋桨非定常气动特性系数随迎角的增大而增大,偏航入流耦合小迎角与大迎角、无偏航计算结果基本相等。螺旋桨4个桨尖涡强度大小不相等,表现出不对称性;偏航入流对螺旋桨的气动性能起到明显的提升影响。     

基于数论网格法与Morris法的翼型气动特性敏感性分析

针对在风力机翼型气动特性敏感性分析中计算效率较低的问题,提出了一种基于数论网格（number theoretic net,NT-net）法与Morris法的翼型气动特性敏感性分析方法。首先,构建了拟合精度较高的翼型参数化模型;其次,阐述了NT-net法的计算原理,采用NT-net法对翼型参数化模型的多项式系数进行抽样;然后,以风力机翼型S832为研究对象,采用Morris法进行翼型气动特性的全局敏感性分析;最后,进一步分析在特定工况下风力机翼型参数化模型的多项式系数对翼型外形及气动特性的影响。结果表明：影响翼型气动特性的主要因素依次为翼型的最大相对厚度和最大相对弯度、前缘半径和后缘厚度;当来流攻角较小时,最大相对厚度和最大相对弯度取适当的较小值、前缘半径取适当的较大值可有效增强该工况下风力机翼型的气动特性,同时也验证了NT-net法的计算效率更高。研究结果为风力机翼型气动设计提供了理论参考。     

气动凿岩机噪声声源的分析

对气动凿岩机产生的噪声声源进行了全面的分析研究，介绍了各声源的特性及测试方法。将气动凿岩机的冲击噪声和回转噪声作为一种主要噪声声源。为气动凿岩机噪声治理提供了依据。     

不同冰型对飞机机翼气动性能的影响

飞机在结冰后,飞行性能,操纵性、稳定性都会受到不同程度的影响。首先对这些问题进行阐述,然后通过风洞试验数据,对常见的三种冰型结冰后飞机动力学问题进行分析,讨论三种冰型对飞机机翼气动性能的影响。     

圆角方柱气动特性的风洞试验研究

通过刚性模型测压风洞试验在均匀流场中测试了标准方柱和圆角率分别为0.1,0.2,0.3和0.4的圆角方柱在12万雷诺数及0°～45°风向角内的表面风压,进而分析了风向角以及圆角率对模型气动特性的影响规律。结果表明：随着风向角的增大,圆角方柱的平均阻力系数均先减小后增大,最后趋于平稳,平均升力系数则先增大后减小,最后趋于稳定,圆角方柱平均升/阻力系数取得最大(或最小)值的风向角小于标准方柱,其中：圆角率为0.1的圆角方柱在7.5°附近,圆角率为0.2,0.3,和0.4的圆角方柱则在5°附近;当风向角小于10°时,圆角方柱的脉动升力系数随风向角增大先减小后增大且远小于标准方柱;当风向角大于10°时,圆角方柱的脉动升力系数随风向角增大变化较小且略大于标准方柱;圆角方柱的斯特劳哈尔数随风向角的增大均呈现出先增大后减小的趋势,最大值随圆角率的增大逐渐增大。     

基于矩形流道流场分析及气动实验的轴流风机结构参数优化设计

本文通过提取导流罩的轴向长度及叶顶间隙两个设计参数,构建了矩形流道内轴流风机的流场结构及仿真模型,进行了数值模拟和实验分析。结合仿真模型分析了矩形风道下轴流风机内部和出口流场特性的变化规律,构建了风机设计参数与气动性能之间的映射关系模型。通过风机气动性能实验可得:风机出口静压、体积流量和效率与间隙因子成反比,而与长度因子成正比,对比模拟值和实验值验证了模型的正确性。基于量化映射关系模型得到风机设计参数间隙因子和长度因子的最优值分别为0.8%和12.5%,为风机设计和冰箱风道优化提供量化参考。     

气动肌肉的强度与可靠性分析

针对气动肌肉在使用过程中出现的失效问题,对影响气动肌肉强度与可靠性的因素进行分析.首先对编织网线的受力进行分析,给出由气动肌肉参数表示的网线受力计算公式.然后对影响气动肌肉橡胶管强度与可靠性的因素进行定性分析.最后,提出气动肌肉在设计和使用中应注意的一些问题.给出的结论对气动肌肉的设计和制作具有一定的指导意义.     

基于CFD的汽车迎面会车过程气动干扰特性仿真研究

运用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟方法对在一级公路和四级公路上行驶的汽车迎面会车过程进行了仿真研究.根据迎面会车时压力场分布情况,分析流场特性对气动特性的影响,得到了侧向力和横摆力矩随间距和速度的变化情况,进而分析了其对汽车行驶稳定性的影响.结果表明:用数值模拟方法对汽车迎面会车时气动特性的研究是可行的,对公路交通控制具有重要意义.会车过程中侧向力和横摆力矩变化趋势基本相同,间距和速度对其影响很大,但影响程度不尽相同.     

2D气动数字伺服阀静态特性分析

利用一种伺服螺旋机构构成的二级气动数字伺服阀(简称“2D气动数字阀”),简化了传统二级气动伺服阀的结构而性能却有较大提高。这种2D气动数字阀是一种闭环机构的结构设计,所以其稳性、快速性及精度、刚度等性能指标是相互制约的,要使这些性能指标得到同时提高比较困难。改变2D气动数字阀结构参数对上述各性能指标的影响是非线性、非单调递增或递减的,所以单纯地改变该阀的某一结构参数对改善其动、静态特性也是难以奏效的。因此,为了提高2D气动数字阀的综合性能,必须对其特性作进一步的仿真研究。主要就2D气动数字阀的静态特性予以MATLAB仿真分析。     

新型船用气动数字阀动态特性仿真的MATLAB实现

新型船用气动数字阀属于闭环机构的结构设计,所以要同时提高它的稳定性、快速性和精度等性能指标是不可能的,改变阀机构的模型结构参数和工作参数对上述性能指标的影响也是非线性、非单调的。因此,为了提高该数字阀的综合性能,必须对其特性作进一步的分析。通过MATLAB编程对该数字阀动态特性进行仿真,仿真结果对工程实践有一定指导意义,对类似的研究项目也有一定的参考价值。     

斜拉索气动特性的雷诺数效应试验研究

斜拉索是斜拉桥的主要受力构件,其气动特性研究是整体结构气动特性研究的基础。为探究表面光滑斜拉索气动特性的雷诺数效应,在均匀来流中进行了不同风速下的斜拉索节段模型风洞测压试验,得到了斜拉索气动力系数和平均风压系数随雷诺数的变化规律。结果表明：表面光滑斜拉索的平均气动力系数在不同雷诺数区有不同的表现,平均阻力系数在亚临界雷诺数区和超临界雷诺数区分别稳定在1.2和0.6附近,而平均升力系数为0,临界雷诺数区平均阻力系数迅速减小,对应地,平均升力系数从0增加到最大值又降低到0;对于脉动气动力系数,处于亚临界雷诺数区的脉动升力值远大于脉动阻力,意味着斜拉索横风向激励远大于顺风向;平均风压系数分布随雷诺数的增大经历了对称-不对称-对称的变化过程,体现了层流分离-单侧湍流分离-双侧湍流分离的变化规律,是平均升力系数变化趋势的定性响应,而斜拉索背压处平均基压系数绝对值的变化趋势与平均阻力系数一致。     

超声速旋转火箭弹气动流场的微楔控制

超声速弹箭表面的流体分离是影响飞行稳定的主要影响因素之一。研究表明,微楔涡流发生器可有效控制超声速流体边界层的流动分离。该文基于制式122火箭弹,通过在弹肩前端安装微楔来研究边界层流动分离控制对火箭弹气动性能的影响。运用DES方法数值模拟了122火箭弹在有无加装微楔条件下的流场变化,对比分析了微楔对弹体表面边界层结构以及弹气动数据的改变,讨论了微楔对弹的气动力及稳定性作用。数值结果表明,微楔可以抑制弹体表面流体分离,提高火箭弹的升力及俯仰力矩,减小马格努斯力矩,有利于提高其飞行稳定性及射击精度,可为相关旋转火箭弹的改进提供指导。     

射流控制条件下超声速尾翼弹的气动特性

研究表明,主动式射流涡流发生器可有效控制超声速流动边界层的分离,且能根据实际情况进行自适应调节。该文基于制式122尾翼弹,通过在弹肩前端加装射流涡发生器控制边界层的流动分离,研究其对尾翼弹气动性能的影响。采用DES方法数值模拟了超声速条件下尾翼弹有无射流控制的流场变化情况,分析了加装射流前后尾翼弹表面流体边界层结构及其气动性能的变化规律。数值结果表明,射流控制可有效抑制弹体表面的流体分离,提高尾翼弹的升力与俯仰力矩、减少弹身震动,有利于提高其飞行稳定性及打击精度,可为超声速尾翼弹的改进提供指导。     

旋转圆柱气动特性的雷诺数效应研究EI北大核心CSCD

流体流过旋转圆柱形成的不对称流场会在圆柱上产生侧向流致力(升力),这种流致力在航海和风能利用方面有很广的应用前景,旋转圆柱气动力特性的研究对这些应用有重要的意义。通过测量旋转圆柱体在不同转速和风速下的气动力和尾流场,讨论了不同雷诺数范围旋转圆柱的气动特性。结果表明雷诺数是影响旋转圆柱气动力的重要因素:亚临界区旋转圆柱的侧向力主要体现为马格努斯效应,升力指向切向速度与风速相同一侧,随着转速比的增大而增大;在临界区,圆柱的转动会诱发流体在切向速度与风速相反一侧形成再附现象,形成指向该侧的升力,随着转速的提高,升力不会发生明显变化。此外,雷诺数效应会受到转速的影响:随着转速提高,发生阻力损失的雷诺数会变小,出现再附现象的雷诺数范围变大。