基于射流原理的柱塞泵辅助吸油技术研究

针对泵吸油不足的问题,设计了一种基于射流原理的辅助吸油装置。利用CFD软件建立了柱塞泵加入和不加入吸油装置的三维数值模型。在不同吸油口压力和油液含气量下,对柱塞泵的吸油特性进行了分析。结果表明:入口压力越低或含气量越高,泵内空化现象越严重,导致油液弹性模量越低,使得回冲阶段柱塞腔内的压力升至工作压力所需时间越长,回冲现象越剧烈,泵吸油性能也就越差。加入吸油装置后,油液流经该装置是一个增压过程,会抑制上述现象,提高泵吸油性能。从仿真结果来看,该装置具有较好的补油效果,且泵吸油性能越差,补油效果越好。     

基于Fluent的环形多喷嘴辅助吸油装置的设计

针对液压泵在吸油过程中容易出现吸油不足的问题,设计了一种环形多喷嘴射流辅助吸油装置。在考虑装置尺寸要求和工况条件下,吸油装置的面积比应适当取大。建立辅助吸油装置的计算流体动力学三维模型,利用Fluent软件研究了喷嘴个数、喷嘴入射角、喉嘴距、吸入室角度、喉管长度等参数对环形多喷嘴辅助吸油装置性能的影响。结果表明:在保证喷嘴出口总截面积相同的条件下,喷嘴个数n越少越好,即n=2时效率最高;在一定范围内,喉嘴距和喷嘴入射角对效率的影响不大,入射角一般取值在20°~35°之间,喉嘴距取值接近喉管入口直径较好;吸入室角度对装置的影响很小,在计算的14°~52°时效率变化不大;环形射流装置的最优喉管长径比为2~2.5。     

进出油阻尼孔对偏转板射流阀射流流场的影响

应用CFD软件对偏转板射流阀进出油阻尼孔不同参数条件下的射流流场进行数值模拟,得出偏转板射流阀内部射流速度、压力的分布特征和不同阻尼孔参数D_1、D_2、L_1、L_2对射流速度、压力的影响规律。研究发现:射流速度由喷嘴处的最大值先逐渐减小,在0.8 mm位置处又上升到仅次于喷嘴射流速度的较大值;射流压力先增大后又在0.8 mm位置处减到较小值,最后在两接收口间阀体处达到射流压力最大值。参数D_1对通过V型导流窗口的射流流量、射流压力和恢复压差起决定性作用;增大参数D_2时射流速度曲线向上平移而射流压力曲线向下平移。参数L_1对射流压力有影响而参数L_2对射流场的影响可以忽略。研究结果为高性能偏转板射流伺服阀的工程设计和优化提供参考。     

钢板受控射流超声检测中表面污染物的影响和消除

研究了钢板表面常残留的污染物如油漆、油、铁屑、浮锈、气泡等对受控射流超声检测灵敏度的影响.结果表明,铁屑和气泡会大大降低检测灵敏度,甚至会导致回波消失.为受控射流超声检测系统设计了辅助装置,该装置可以清除污染物,同时避免钢板表面在检测前产生气泡,实现对钢板的有效在线自动检测.     

井下钻柱减振增压装置工作特性的仿真研究

井下钻柱减振增压装置是一种用于实现井底超高压射流辅助破岩的钻井工具,该装置的工作原理是利用井底钻柱振动能量,采用活塞激励的方式调制超高压射流。为研究各参数对该工具工作特性的影响规律,为其现场应用提供理论依据。基于该工具的工作原理,建立了数学模型并进行了仿真分析,对其工作特性进行了研究,以有效破岩水功率(单位时间内装置输出钻井液携带的有效破岩能量值)为优化指标,得出了钻进参数及超高压喷嘴当量直径对其工作特性的影响规律:装置输出压力的峰值随着超高压喷嘴直径的增大逐渐降低;随着钻压、转盘转速的增大而升高;当喷嘴直径为3 mm时,装置输出的有效破岩水功率最大;有效破岩水功率随着钻压、转速的增大而增大。为使单位时间内装置输出的有效破岩水力能量最高,钻进参数与超高压喷嘴直径之间存在最优参数配合。     

功率反馈式闭式液压泵、液压马达系统研究

对闭式系统中泵、马达之间的功率匹配进行了研究.在系统中采用了功率反馈的形式,提高了使用效率,降低了装机功率;系统中的变速箱能够实现不同转速的泵、马达的正常工作;换向补油装置则能保证泵、马达在换向工作下的正常补油,同时也解决了闭式系统中常见的发热及过滤等问题.     

多尾鳍仿生推进器多推进模式运动仿真研究

提出了一种新型水下仿生推进器,采用多尾鳍协调驱动方式实现了鱼类波动推进模式和水母射流推进模式的有机复合,建立了多尾鳍波动-射流推进的运动学模型,着重利用计算流体动力学方法对多尾鳍波动-射流推进运动进行了仿真分析。研究结果表明:在特定运动参数下,多尾鳍波动推进模式能提供持续均匀的推进力,游动稳定性好;而射流推进模式,能产生瞬间的大推进力,加速性能好。研究内容为进一步探索多模式推进理论提供了依据。     

层流等离子体金属丝材喷涂工艺研究

利用层流等离子体射流,以普通工程铁丝为喷涂材料,在Q235基体表面制备金属涂层,并利用喷涂系统的参数可调性研究工艺参数对涂层质量的影响.结果表明,利用层流等离子体射流喷涂可以得到具有典型层状结构、氧化较少的致密涂层.     

利用射流原理作电火花机床工作液的冲、抽油装置

我们在苏州电加工研究室和上海第八机床厂的啓发和帮助下,综合生产实际,应用射流原理钢冲模电火花加工机床工作液的抽冲油装置,经过几个月的实际应用,有以下几点体会。 1、正个装置体积小,可安装在工作油箱旁边,管路简单,阀门少,调节损伤方便。 2、在工作时,油泵总是一个方向不断出油,无堵塞现象,保证油泵安全,此输出的油经过射流装置通入油杯无出口。调节换向     

外排屑深孔加工负压装置的数值模拟与研究

对负压装置在外排屑深孔加工系统中的应用进行了可行性与工作原理的研究,并针对该装置的参数选择进行了系统的论证。同时建立了排屑通道负压区的流体模型,对影响排屑效果的一个重要参数——射流喷射角进行了数值模拟。经研究证明,选取合适的参数可以有效地解决外排屑深孔加工过程中排屑困难等问题。     

汽车动力转向油泵试验装置的研制与应用

针对汽车动力转向油泵在生产过程中需要逐个进行试验的问题,研制了一种高效、高精度的试验装置。该装置基于MCS-51系列高性能单片机,分为机械系统、液压系统和控制系统三部分。可以对汽车动力转向油泵的转速和油压进行无级调节,并可检测流量和扭矩等重要参数,从而完成试验大纲所规定的跑合、安全阀调节、容积效率检测,以及最大流量检测等多种试验。试用结果表明,该装置的测控精度高,人-机界面友好,操作简单方便,适合汽车动力转向油泵的批量试验,应用前景广阔。     

海洋石油平台钢桩内水泥清理装置研究及试验

为解决弃置海洋石油平台导管架钢桩内有水泥灌注的问题,研究一种适用于水下作业的导管架钢桩内水泥清理装置。对比分析目前各种水泥破碎方法的优点、缺点及应用情况,结合水下作业环境,得出基于高压水射流原理的导管架钢桩内水泥清理方法可行。设计包括给水泵、高压水泵、合流块、液压动力单元、液压控制台、角度显示装置、供气动力单元和高压水喷头的海洋石油平台钢桩内水泥清理装置。结果表明：该装置可有效地解决海洋石油平台弃置过程中导管架钢桩内有水泥的工程问题。     

开式泵控叉车举升装置重力势能回收系统特性分析

叉车举升装置在下放过程中,货物和举升装置的大量重力势能由于控制阀节流作用被浪费,造成大的能量损失。为此,提出一种基于开式回路泵控技术的叉车举升装置能量回收系统。采用电动机驱动液压泵,为举升油缸无杆腔供油,超级电容作为储能单元回收重力势能。建立了所提系统的数学模型和仿真模型,对所提系统的运行和能效特性进行了详细分析。结果表明:所提系统可保证叉车举升装置的平稳运行;与传统举升统相比,根据货物质量不同,所提系统可实现节能23.6%～57.8%。     

全贯流泵装置水泵特性模型试验研究

全贯流泵由于结构特殊,泵的输入机械功率不能直接测得,导致难以获得泵装置的有关特性参数。针对全贯流泵装置效率难以直接分析的问题,提出用损耗分离法进行全贯流泵效率计算。即根据电机与水泵装置之间的能量传递及损耗关系,通过测量电机输入电功率及泵装置的有关水力参数,分离电机损耗和泵装置损耗,运用MATLAB对数据进行函数曲线拟合验证,求出水泵的输入机械功率,分析并计算全贯流泵装置水泵特性参数。最后运用公式解析法计算泵装置输入机械功率,比较两者偏差。结果表明:损耗分离法可以得到比较准确的水泵装置特性参数,可以用于全贯流泵装置试验水泵特性研究与效率计算分析。     

Development and implementation of a magnetoplasmadynamic thruster for welding and cutting

The main aim of this work was to construct and study an electromagnetic device to weld and cut materials. This device, known as magnetoplasmadynamic thruster (MPDT) ionizes gas, forming a plasma jet at high temperatures. Firstly, tests were performed analyzing the influence of physical variables (electric current intensity, relative position of electrodes, gas flow rates and angle of the extremity of the cathode) on the plasma jet. Based on the results of theses tests, the parameters best adapted for welding and cutting were chosen. So, autogenous welding of stainless steel sheets was performed, as well as cutting of sheets with different thicknesses and different materials.

The results have shown that this electromagnetic device can be used for welding and cutting.     

变速器润滑系统油泵壳体清洗工艺

油泵壳体清洁度对于变速器润滑系统整体性能有重要影响。由于油泵壳体结构复杂,采用一般清洗方法难以达到清洁度要求。将高压水射流清洗技术与精密清洗技术相结合,既能实现对规则性较好部位的清洗,也能实现对孔、缝隙等部位的清洗。实验结果表明:采用该种油泵清洗工艺,能大幅度提高油泵壳体的清洁度,达到产品性能要求。     

某供弹动力系统泵站容量和蓄能器参数匹配研究

某供弹动力系统是自行研制产品,采用液压储能方案解决高速供弹瞬间大功率输出要求与系统分配的小功率电源之间的矛盾,其泵站容量和蓄能器参数匹配设计是实现节能的关键.为此,利用AMESim软件平台构建机械—液压—控制于一体的供弹动力系统模型,进行液压系统动力学分析,研究泵站容量和蓄能器参数的匹配方法.分析结果表明:在一个工作循环中蓄能器有多次充、放油过程,以系统平均耗油的0.7～0.8倍作为泵站容量,适当提高系统最高压力(0.6～0.8 MPa),以蓄能器油腔容积变化的最大范围和小压差确定蓄能器参数,可稳定蓄能器连续供油速率,保证系统及时供弹,达到节能目的.     

多喷嘴射流泵流场的数值模拟与PIV测量

为研究多喷嘴射流泵性能和内部流场特征,设计了不同结构的多喷嘴射流泵试验模型.采用k-ε湍流模型和壁面函数法对不同参数下的多喷嘴射流泵进行了数值模拟,模拟结果表明,喷嘴数和喷嘴角度及喉嘴距对射流泵工作性能影响较大;在吸入室及喉管入口处湍动能较大.利用PIV系统对不同结构射流泵内部流场进行了三维测量,获得了射流泵对称面流场的速度矢量和湍动能等值线图.试验结果表明,其速度梯度衰减得愈快,工作流体和被吸流体混合距离越短.验证了多喷嘴射流泵可缩短喉管长度.测量结果证明数值模拟的正确性,为多喷嘴射流泵理论研究和合理设计提供了理论依据.     

电、气双驱动型盘刹液压系统设计

目前石油钻机液压盘刹的动力系统均是通过电机带动液压泵产生压力。常规设计是配备两台泵组,互为备用,这种形式虽有双泵的冗余设计,但驱动的最终源头都是电力。并且一般在使用过程中,泵启动后就不能停止,系统需持续提供压力,如果停电或没电时系统将无法工作。因此将传统的双泵形式设计为主泵为电机泵、备用泵为气动泵的双驱动形式,保证了刹车设备在停电或没电的状态环境下仍能工作。同时提高泵压、增大蓄能器容量,采用减压阀实现高压储能低压使用,既能让主泵实现间歇性工作,又能克服气动泵流量较小的限制。气动泵的驱动压力小,不会产生漏电和操作上的危险。此设计既节省了电力,又起到节能减排的效果。     

Development of a new hybrid plasma torch for materials processing

The main objectives of this study were to construct a plasma generator device and to investigate its applications in welding, cutting, and surface hardening. The device was derived from the union of two plasma-generating technologies, non-transferred-arc plasma and magnetoplasmadynamic thruster (MPDT), and characterised by the simultaneous formation of two plasma arcs in one device, generating a plasma jet with high energy density. Initially, trials were conducted to analyse the influence of the physical variables (gas flow rate and electric current intensities – primary and secondary) on the plasma jet, for which the thruster and the length of the plasma jet expulsed from the chamber were determined. The relevant parameters for welding, cutting and surface hardening were determined by trial and error, in which the trials were conducted using various plate thicknesses and materials. The results have shown that this device can be used for welding, cutting and surface hardening.