疏水泵叶轮的优化设计

巴基斯坦卡拉奇K2K3项目用疏水泵MSR450-60在试验过程中,出现性能试验不达标的现象。水泵设计汲取了多年的经验,应用成熟结构。采用凡方泵水力设计软件和三维建模等现代设计方法,对疏水泵叶轮进行优化设计、Fluent仿真模拟,分析设计点流量下叶轮出口速度、压力分布的状态等特性,优化了泵的水力性能。     

核电厂合流型硼酸三通调节阀的流量特性研究北大核心CSCD

针对核电厂合流型硼酸三通调节阀出现的流量分配调节能力差、响应时间长、部分阀位调节性能失效等问题,分析了三通阀在不同阀位及不同工况下的流动特性,建立了数值仿真模型,绘制流量特性曲线和流量分配曲线,并通过流量试验数据进行验证。研究发现:阀中腔易产生低速涡旋,降低阀流通能力,该现象在中间开度影响更为明显;出口总流量较大时,阀芯受不平衡力矩,影响阀开启和关闭性能;出口总流量较小时,30%~80%之间的阀位调节性能较弱;三通阀两入口管路内压力不等导致一部分阀位失去调节功能,且在两入口管路内压力差一定的条件下,三通总流量越小,阀位失效范围越大。研究结果可为给该类阀门结构优化设计提供理论指导和依据。     

小流量高扬程液氢泵水力优化和抗空化的结构设计

针对液氢在低温系统或低温储罐中输送的应用需求，依靠泵设计经验参数取值而设计的小流量高扬程液氢泵，相似定律转换为模型泵，试验测试其外特性得到：在额定工况下，与理论扬程相比，泵内存在6 m水力损失，同时，液氢总是处于近饱和状态，特别当泵前低温流体的进口压力降低或波动时，离心式液氢泵极易发生空化，造成扬程下降。以提高液氢泵的抗空化特性和提高泵水力效率为目标，建立小流量高扬程液氢泵的多目标优化设计方法，依据小流量高扬程液氢泵模型泵的外特性测试结果，对泵头的几何结构参数进行优化设计，结果表明：叶轮入口直径增大1.5 mm、直角的叶片进、出口安放角减小为60°、叶轮出口直径减小0.5 mm、叶片进口宽度减小0.1 mm,叶片出口宽度减小0.3 mm,减小流体出口间隙，有利于泵减小水力损失，提高泵效率，并改善泵的空化性能。本研究采用的计算方法为小流量高扬程液氢泵高效水力模型的优化设计提供参考，研究结果为小流量高扬程液氢泵的结构优化和获得工作特性的实验研究提供理论依据。     

高效节能的功率敏感泵

功率敏感泵的输出压力和流量可随负载变化,从而可使液压系统的效率大幅度提高。功率敏感泵的工作原理如图1所示。 负载敏感阀Ls与系统中可调节流阀组成调节器,限压阀Pc控制泵出口的绝对压力。 1． 压力适应过程。当负载压力PL发生变化时,节流阀的可变节流口面积A不变,节流阀两端压差由Ls阀调定,也近似不变,泵出口压力Pd随PL变化,同时泵的输出流量不变。 2． 流量适应过程。当改变节流阀节流口面积A时,泵出口压力发生变化,Ls阀阀芯移动,引起变量活塞移动,从而使泵的输出流量变化。 在实际工况下,泵的输出流量和压力与负载相…     

双流道泵内部流动非定常数值的研究

在不同工况下,采用滑移网格技术对双流道泵进行了非定常流动数值计算,着重分析了叶轮内不同点的压力波动情况。计算表明,双流道泵内流的非定常特性明显,蜗壳喉部尤为剧烈;从叶轮的进口到出口,压力逐渐增加;不同工况条件下叶轮的压力变化明显,其中小流量条件压力波动最大;叶轮流道内部不同点的压力随时间呈周期性变化规律。该计算为进一步研究双流道泵的水力设计、性能预测、优化设计提供了一定的理论依据。     

PQ控制变量泵比例换向阀参数对压力特性的影响仿真研究

针对电液比例压力流量控制轴向变量柱塞泵,利用AMESim软件建立其整体模型。对该变量泵压力特性进行了仿真研究,并重点考察了电液比例换向阀参数的变化对泵压力特性的影响。仿真结果表明,电液比例换向阀的弹簧刚度和弹簧预紧力的设定值越大,变量泵输出压力的稳态值也越大;在避免比例换向阀的阀芯质量过小基础上,尽量减小阀芯质量,并设定适当大小的阻尼孔孔径和阀芯直径,可减小输出压力的超调量,改善变量泵的工作品质。     

阀芯结构对节流截止阀流阻特性和内部流动特性的影响

为探索阀芯结构对节流截止阀性能的影响,基于有限体积法和标准k-ε湍流模型,在不同开度条件下,采用数值模拟的方法,研究平底、梯形和弧形三种不同阀芯结构节流截止阀的流阻特性,分析阀内部的速度和压力分布规律;并对三种阀芯结构的节流截止阀的流阻特性开展水力试验研究,数值模拟得到的阀门流量系数和流阻系数的结果与水力试验结果比较吻合。结果表明,在开度小于40%时,梯形和弧形阀芯结构的阀门较平底阀芯结构的阀门内部低压回流区有所减弱,压力分布趋于均匀,阀门流阻系数减小,更有利于阀门内部流体的流通;当开度大于55%时,三种阀芯结构的阀门流阻系数基本重合,并趋近与零;在整个开度,弧形阀芯结构的阀门流量随阀门开度变化较为均匀,更有利于阀门流量的调节。     

机泵的节电管理

我公司现生产规模用电量390万度/月,其中动力系统设备用电占60%左右,因此,机泵的节电潜力很大.1.节电设备的应用(1)轮胎制造过程中.硫化工艺对过热水的温度、压力要求十分严格.1992年,我厂为除氧加热装置配备了Y型热水泵,型号为80YⅡ100×2,结构为双级填料密封,实际使用中机械磨损较快,级间与口环密封可靠性差,泄漏严重,效率低,为保证供水压力需开多台泵.在设计新建除氧站时,选用了HPK型热水泵,使用效果良好.该类型泵适用于除氧加热器系统,采用机械密封,单级大流量,运行稳定,效率较高,经实际应用,在满足硫化工艺前提下,节电约10～20%左右.     

离心泵S形叶片流动特性及水力性能分析

对离心泵而言，叶片出口角β₂是影响泵性能的一个重要参数。基于Fluent离心泵全流场数值模拟，对某型号低比转数离心泵进行了大出口角叶形的改形设计，研究了不同大出口角对离心泵水力性能的影响，并对比分析了原模型泵与S形叶片离心泵水力特性及流动特性。结果表明：离心泵扬程随着出口角的增大而增大，在出口角为90°时达到最大值。当出口角为90°时，S形叶片的水力性能最佳，在设计工况下及大流量工况泵扬程显著提升且效率有小幅度提升，但小流量工况下泵效率略有下降。S形叶片可以有效抑制离心泵叶轮内的边界层分离现象，且随着流量的增大抑制效果越明显。     

带放大器阀驱压电泵出口流量特性及参数优化

对压电驱动伺服阀运行控制过程进行了优化，引入了液压放大系统，设计了一种带液压位移功能的放大结构。在给出数学模型的基础上，开展了参数优化仿真分析以及实验验证。研究结果表明：当阀芯发生开启与关闭的过程中，泵出口流量产生了较大幅度的振荡，逐渐提高驱动频率后，靠近零位的区域发生了出口流量的剧烈波动。随着阀座直径增大，最大流量几乎未受到影响，当阀座直径与阀芯尺寸相近时，靠近零位的部位发生了泵出口流量的大幅波动。提高阀芯弹簧刚度后，形成了更慢的响应速度，阀芯弹簧5 kN/m下形成了最大瞬时回流，逐渐提高阀芯弹簧刚度，获得了更优的最大出口流量，通过适当提高弹簧刚度来优化最大瞬时回流流量。应用实验验证了仿真的准确性。     

基于高速开关电磁阀PWM控制的汽车ABS研究

在汽车防抱死制动系统的控制过程中,一般由电子控制单元控制二位三通高速开关电磁阀来实现制动轮缸压力的增压、保压和减压3种状态控制.为了提高系统响应速度和控制精度,采用PWM控制高速开关电磁阀的液压制动式防抱死制动系统,分析了高速电磁开关阀结构型式及工作原理、PWM信号控制的ABS系统以及PWM信号控制过程.     

给水泵最小流量阀改造前后数值模拟

利用FLUENT对2种阀内件进行流场数值模拟,分析典型工况下阀内压力、速度分布,对比改造前后电泵能耗情况。通过模拟发现环形流道阀罩比HUSH形阀罩内压力径向分布均匀,抗汽蚀能力更强,结合实际运行数据体现出该结构阀体严密性较HUSH形阀罩好,更不容易泄漏。     

印刷机械中凸轮机构的反求设计

系统总结了印刷机械中凸轮机构的反求设计理论，研制了相应的计算机辅助设计软件，在光华胶印机PZl740的放大设计中，应用于圆递纸机构、开闭牙机构和离合压机构等的凸轮机构的设计，取得了预期的设计效果，从而验证了理论的正确性和软件的实用性。     

APLCD-WPT在滚动轴承特征提取算法中的应用

针对滚动轴承特征频率提取问题,提出自适应部分集成局部特征尺度分解(adaptive partly-ensemble local charact-eristic-scale decomposition,简称APLCD)与小波包变换(wavelet package transform,简称WPT)结合的APLCD-WPT方法。首先,利用APLCD对滚动轴承振动信号进行处理,通过添加幅值随频率变化的噪声改善信号极值点分布,再提取内禀尺度分量(intrinsic mode component,简称ISC);其次,对ISC分量中模态混淆部分使用WPT进行修正,提取滚动轴承特征频率信号。应用提出方法对实测的卧式螺旋离心机振动信号进行研究,结果表明,基于APLCD-WPT的算法能够有效地解决模态混淆问题,实现特征频率信号的精确提取。     

表面波纹度对工业链套筒-销轴铰链副热弹流润滑的影响

运用弹流润滑理论,针对工业链中套筒和销轴之间的接触,采用无限长线接触热弹流模型研究表面波纹度对不同型号链条接触区的油膜厚度、压力及温度的影响。结果表明:表面波纹度会引起油膜压力、膜厚和温升的显著波动;对于小的当量曲率半径,膜厚波动的振幅同表面波纹度的差距很大,接近100%,但是随着当量曲率半径的不断增大,膜厚波动的振幅逐渐降低,最后表面波纹度已不发生弹性变形;膜厚的波纹度振幅变化还与波纹度的波长有关,波长越长,波纹度振幅变化的速度越慢;在某些特定接触条件下,波纹度表面可以形成比光滑表面更厚的油膜。     

高速开关阀控液压缸的位置控制

为了研究高速开关阀在液压缸位置控制系统中的应用,在分析高速开关阀流量特性的基础上,针对高速开关阀流量控制存在的死区和饱和区,利用脉频调制(PFM)和脉宽调制(PWM)相结合的控制方式对高速开关阀进行补偿,使其流量线性化。在液压缸控制过程中,针对纯反馈的滞后性和前馈控制抗干扰性差的特点,提出了前馈-反馈的控制策略,即对高速开关阀提前给定一定频率和占空比的脉冲信号,利用模糊算法实时调整高速开关阀的工作频率和占空比,对液压缸中活塞的位移误差进行修正,以达到对液压缸中活塞位置的精确控制。利用节点容腔法建立了液压缸的进油和回油支路的流量与力学方程,并在Simulink环境下建立起仿真模型,通过FESTO液压实验平台搭建油路进行实验验证,得出了仿真与实验情况下的液压缸中活塞位移及高速开关阀的频率、占空比特性曲线。仿真与实验对比结果表明：综合运用模糊控制修正的前馈-反馈控制策略与PWM-PFM相结合的控制算法,可有效实现液压缸中活塞位置的精确控制,其误差可控制在-0.3~0.3mm内。     

短滑动轴承-转子体系的涡动研究

研究了短轴承考虑压粘效应油膜力引起的转子涡动 ,为转子失稳后轴颈中心振幅、转子振幅及涡动频率提出了计算方法。算例表明 :当轴承相对间隙值保持定值时 ,轴颈中心的振幅 ,转子中心的振幅 ,涡动频率均较没有考虑压粘效应时相应值低。这说明虽然润滑油的粘性对振动有阻尼作用 ,但是 ,考虑压粘效应会使阻尼作用增大 ,从而使振幅衰减 ,特别是使转子中心的振幅有较大的衰减。这些在轴承 转子体系设计时是应该考虑的。在所建立的方程中使压粘系数等于零时 ,退化成不考虑压粘效应的情况 ,其结果与经典方法计算得的结果符合度甚好     

新型压电高速开关阀结构设计与仿真

利用压电晶体的高输出力冲击特性提出一种压电驱动的新型高速开关阀结构,克服了压电晶体低输出位移,输出位移对温度变化敏感等问题;建立了压电阀的数学模型,并进行了仿真分析;仿真结果表明：所设计的压电数字阀能够实现高速、高压、大流量的要求。     

Application of diamond to enhance choke valve life in erosive duties

As part of a LINK surface engineering project, a consortium of universities, hard materials suppliers, valve manufacturers and end users have investigated the incorporation of CVD diamond into choke valves to enhance valve life in erosive duties. Diamond was applied to regions of the valve trim and tested under full scale conditions in a high pressure valve loop test facility and compared with standard uncoated tungsten carbide trims. The valve trims were tested with a 60 bar pressure drop and a flow rate of 7.5 l s⁻¹ using water-sand slurry containing 1% (w/w) solids with a mean diameter of 194 μm. The results show that valve seats and plugs with a partial coverage of CVD diamond exhibit 50-60% greater resistance to damage caused by sand particle impingement. Moreover, it is felt that further improvements are attainable with subtle improvement of the design of the trim and coating processes to allow complete coating of critical components with complex design.     

压电开关调压型气动数字阀控制方法的研究

为了提高所研制的压电开关调压型气动数字阀的动态性能,提高其稳态精度,减小其压力波动,对其控制方法进行了研究。提出了PWM控制算法的一种改进形式——调整变位PWM法,采用“Bang-Bang+带死区P+调整变位PWM”复合控制算法对数字阀进行了控制研究。试验结果表明,该复合控制算法弥补了“Bang-Bang”控制和“带死区P+PWM”复合控制算法的缺点,大大减小了该数字阀在有流量负载情况下的出口压力波动,有效提高了该数字阀的稳态控制精度。