用于水力振荡解堵器的射流元件设计

将射流元件用于水力振荡器可以满足油井解堵对压力振荡幅度和频率的要求。主要介绍了射流元件的附壁切换原理和振荡解堵器的工作原理。详细阐述了射流元件的主要结构,以及喷嘴、控制道、位差、张角、劈尖、排空道和输出道的尺寸、方位等的设计方法,简要解释了各参数的概念及其对射流元件性能的影响。     

射流元件附壁流场计算及其分析

为了研究射流元件内部的附壁流动机理,利用数值解法推导了射流元件在附壁时流体的各项参数计算公式。随后在给定的已知参数下对射流元件内部附壁流体流动进行了简化计算,利用得出各项参数绘制出图表并且进行了分析,建立了它们之间的相互关系。最后对射流元件附壁动态切换过程进行了模拟,直观地显示了附壁切换的全过程并且得到了活塞的运动曲线以及活塞腔内部压力的变化曲线。研究表明射流元件各出口通道流量与进入喷嘴流量以及它的结构参数有关,增大入口流量可以显著地提升附壁切换频率。     

使用PIV技术测量喷嘴附壁射流的冷态流场

对扁平火焰燃烧器的喷嘴布置方式进行了研究，采用粒子图像测速技术(PIV)对喷嘴附壁射流流场进行测量，探讨不同的斜面角度和喷嘴喷射角度对流场的影响，为这种燃烧器的设计提供了数据依据。     

不同外激励参数下射流的附壁振荡特性

为获得新型外激励振荡器的振荡性能跟随外激励流参数和时变模态的改变而变化的规律和敏感性,为该振荡器的高效应用提供依据与参考,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,简称CFD)数值模拟和实验的方法,对激振能力和振荡射流的总压保持率K的变化进行了考察。结果表明:总压保持率K随外激励流总压的降低而减小;非激励侧泄漏的激励流也使K略降,但却显著降低了激振能力;而激励流占空比减小即提前关断,会显著降低振荡射流总压保持率;激励流起始压力渐升的影响较小,而中后期压力丧失或渐降,会使K有较大跌落。研究证明,外激励振荡器对激励流参数的变化具有较强的适应性,20%以内的变化不影响振荡稳定,仍能维持较高的总压保持率K,可振区间内最低K比现有的自激励振荡器高出10%以上。     

自由切换射流元件模拟试验研究

自由切换射流元件有许多优点,可用于多个领域,,故有必要对其进行研究.改变射流元件劈形、劈高、喷嘴宽度、排空道面积等进行试验,研究其对射流自由切换性能的影响,结果是当劈形是凹劈、劈高较小,元件可实现射流自由切换.喷嘴宽度、排空道面积对射流自由切换有影响,但不是主要因素.要实现切换,必须破坏掉元件工作室内的漩涡.     

扇形区域洒水机射流元件试验研究

射流元件有许多优点,可应用于旋转式洒水机.旋转式洒水机需要在射流端在不完全堵塞出口通道后能切换到另一端的射流元件,以实现旋转装置在一定角度往复摆动,故有必要研究该新型射流元件.新型的射流元件进行了试验研究,在改变喷嘴深宽比、中板、分流劈条件下,进行了旋转切换研究.当第三组射流元件在喷嘴宽度较大、分流劈曲率较大且喷嘴宽度与分流劈宽度相匹配时,射流元件在一定角度往复式旋转.     

射流流量计的仿真与试验研究

以流场仿真为基础,设计射流流量计内部流道结构,研究射流流量计内部流场的速度分布和压力分布,并研究射流附壁诱发流体交替振荡的机理,提出主射流的偏转过程实际上是两个共同作用于主射流的涡流强弱交替的过程。在此基础上,以仿真模型优化射流流量计,通过试验验证射流振荡的效果以及管道流速与流体振动频率之间的特性关系。并设计出计量范围0．55～6．50 m／s(气体介质)、精度等级高于2级的射流传感器,为射流流量计的结构改进和优化设计提供了有效的途径。     

深宽比及劈高对气动射流元件射流切换影响模拟试验研究

液动射流冲击器冲锤受力具有不受围压影响能在深井工作的优点，而现有气动冲击器单次冲击功大但无法在深孔钻进。为此有必要研究一种新型气动射流冲击器，使之具有二者优点。由于气液物性不同，故新型气动射流冲击器的核心部件——气动射流元件的切换性能需进行研究。改变气动射流元件喷嘴深宽比、劈高进行试验，研究其对射流切换性能的影响，结果是喷嘴深宽比较大时，凹劈元件易实现射流切换。劈高对射流元件切换影响不大。     

射流元件及其应用

射流元件以流体为工作介质,不依赖任何活动部件即可控制流体的流动状况,能够在强振动、强辐射、高温、腐蚀等恶劣环境中做控制元件使用,广泛应用于化工、石油、机械、电力、船舶、和国防等工业方面.本文介绍了射流元件的工作原理、评价指标,并与电子元件对比说明了其性能特点,举例介绍了工业应用情况,最后对其发展前景作了进一步展望.     

射流流量传感技术及流量特性研究

基于射流振荡基础的流量传感器的结构原理、主要技术特征、流量测量特征以及传感与信号处理技术.针对射流流量传感器的流量测量特性,提出降低射流计量腔的起振阈值,改进电磁传感原理检测射流振荡信号的方法.     

平面双稳态柔性机构的设计

讨论了平面双稳态的物理含义以及平面双稳态柔性机构的主要分析理论;在实例模型分析的基础上提出了允许设计者调整稳定平衡位置的强迫式双稳态柔性机构设计思想,并结合实例对这一设计思想进行了理论分析。结果表明,这可极大地提高机构工作时的精确性、稳定性、可靠性。     

平面双稳态柔性微机构的优化设计

讨论了一种平面双稳态柔性微机构的设计问题。首先给出了机构稳定平衡位置的物理含义 ,建立了两种类型平面双稳态柔性微机构的伪刚体模型。提出了一种允许设计者随意指定稳定平衡位置点的具有较大自由度的优化设计方法 ,建立了优化数学模型及相应的约束准则 ,采用一种改进的遗传进化算法获得了全局最优解。根据所得的最优解对双稳态柔性微机构进行了分析 ,结果表明该设计方法是有效的     

以气动人工肌肉为动力的小型台式冲压机设计

该文介绍了一种以Festo气动人工肌肉为驱动装置的台式冲压机设计方案。利用单个气动人工肌肉与铰链连杆机构相结合而组成的增力机构,得到大倍数的输出力。文中给出了机构的工作原理、力学分析和计算方法,为小型台式冲压机的设计提供了一种新的驱动方法。     

气动人工肌肉驱动的定向传送振动盘设计

介绍了一种以单根气动人工肌肉为激振装置的定向传送振动盘设计方案.利用气动人工肌肉这种响应频率高、初始拉力大、自身重量轻、定位无摩擦阻力、安装空间小的柔性驱动器作为定向传送振动盘的激振装置,将此气动系统与机械料盘系统集成一体,组成一种新型气动振盘,该系统具有振幅和频率连续可调,输送的产品不受电磁场影响的优点.文中给出了该振动系统的结构和工作原理,为振动输送技术提供了一种新的驱动方法.     

水射流抽气式清洗机器人

该文介绍了一种水射流抽气式清洗机器人,该机器人以清洗用水作为唯一的动力源,利用水射流所产生的负压特性实现机器人在清洗壁面上的吸附,利用水压驱动的活塞附以连杆机构实现机器人的直行、转弯等爬行动作,并利用水浸式超声波去污原理实现壁面的清洗.所研制的机器人具有质量轻、可靠性高、供能方式简单等优点.初步的现场试验证实了水射流抽气式清洗的实用性和可靠性,该机器人已获得2008年全国第三届大学生机械创新设计大赛一等奖.     

滚动轴承滚动体分选机的设计

介绍一种具有统计分析功能的滚动轴承滚动体检测分选机,该机以单片机为控制核心,既提高了分选精度,又能为所测数据进行统计分析。     

基于RBF和PSO的双喉道气动矢量喷管优化设计

本文探索了一种能多变量综合优化的方法,即对喷管进行参数化设计后,用均匀试验设计(UED)将试验样本均匀散布在设计区间内,求出各性能参数后,利用径向基神经网络(RBF)对试验样本进行拟合,再用粒子群算法(PSO)对训练好的神经网络进行寻优,找出了更好的双喉道气动矢量喷管设计参数组合。数值模拟结果显示,优化后的双喉道气动矢量喷管的矢量角有了明显提高。试验表明这种优化方法具有很好的优化能力,可以用来对喷管几何外形进行参数优化。      

疏水网覆盖的开放微管道中的液体输运

考虑完全开放的微管道中液体输运不稳定,不利于生物气溶胶采样和监测的自动化集成,本文提出了用覆盖有疏水网的开放微管道来实现液体的可靠输运.通过理论分析得到了该微管道液体输运特性的估计公式,并用水作为试验介质对其输运特性进行了实验分析.分析实验显示,开放微管道中液体输运的稳定性依赖于栅网特性、液体性质和流动速度、管道尺寸和表面特性.栅网表面疏水性越好,孔径越小,微管道中液体的最大许可压强就越大,液体输运就会越稳定.对于孔径50 μm、表面涂覆有Teflon的栅网,最大许可压强可达2000 Pa.管道中的最大许可流速取决于管道尺寸和最大许可压强；对于较浅、较长的管道,最大许可流速较小.当液体流过干的疏水管道时,液体的表面张力会阻碍流动,管道截面尺寸越小,表面张力的阻碍效果越明显.