液力偶合器制动工况流场仿真与特性分析

采用Mixture多相流模型、Realizable湍流模型与PISO算法,应用CFD软件对液力偶合器制动工况时流道内的气液两相流动进行数值模拟。通过分析不同气相体积百分比条件下流场的压力分布和速度分布,直观地揭示了气液两相介质在液力偶合器内的运动情况,探讨了制动工况泵轮转矩的变化规律,为液力偶合器结构的设计和改进提供一定的参考依据。     

液力偶合器额定工况流场数值计算

基于三维多相流动理论和计算流体动力学（CFD）,采用滑动网格理论对调速型液力偶合器在额定工况气液两相瞬态流动进行数值计算,得到不同充液率下流场的速度与压力分布,并对其进行详细分析,数值计算的结果基本反映了流道内部流动的基本规律与特征,有助于指导液力偶合器的设计,提高偶合器的性能。     

限矩型液力偶合器内部两相流动数值模拟

限矩型液力偶合器内部存在着复杂的气液两相流动,为掌握限矩型液力偶合器内部流场分布及转矩特性变化,分别采用VOF(Volume of fluid)与Mixture两相流模型对偶合器内部流场进行模拟计算,并对其转矩特性进行监测。通过VOF模型获得的偶合器内部气液两相分布情况和通过Mixture模型得到的其内部压力速度分布图能够较好地反映偶合器内部流场变化情况。仿真结果表明：VOF模型能够较好地模拟出偶合器因流态转变而造成的转矩跌落情况,Mixture模型不能模拟出该效果,但在高、低转速比工况下模拟的转矩值仍具有一定参考意义。     

变工况机械密封的抗变机理分析

基于变工况条件下机械密封端面运动的实验,运用流体膜相变理论,讨论了机械密封在变工况条件下的密封失效机理,提出了解决因相变半径的突变带来的机械密封不稳定的方法,依据变工况汽液两相密封理论,设计了抗变机械密封,并讨论了变工况机械密封的抗变机理。     

叶片数对泵作液力透平的性能影响

叶片数是泵作液力透平时的主要几何参数之一,为了明确叶片数对泵作液力透平时的性能影响,基于N-S方程和标准k-ε湍流模型,采用SIMPLE算法,应用FLUENT流场模拟软件对不同叶片数下的泵用作液力透平时进行了数值计算,得到了不同叶片数下液力透平的外特性曲线并分析内部流动规律。结果表明:对于低比转速离心泵作液力透平,随着叶片数的增加,流量从最高效率点向小流量偏移时效率下降的梯度增大,而从最高效率点向大流量偏移时效率呈现先增大后减小的变化趋势,另外液力透平的最高效率点随叶片数增加向小流量偏移;压头随叶片数的变化在小流量变化相对较小,而在大流量工况时,随着叶片数的增加呈现逐渐增大的趋势。内流场分析表明,随着叶片数的逐渐增加,透平叶轮中漩涡区域逐渐减小,叶轮内部的流动有很大的改善。但结合外特性分析发现,叶片数过多的增加反而不利于透平性能的提升,因此,对于具体参数组合的液力透平,存在着最佳叶片数使得泵作液力透平的性能达到最优。     

限矩型液力偶合器气液两相环流特性仿真

为了研究限矩型液力偶合器内部气液两相分布规律和转矩特性,以YOX500型限矩型液力偶合器为分析模型,采用流体体积法VOF(Volume of fluid)两相流模型,Realizable k-ε湍流模型和压力隐式算子分裂（Pressure-implicit with splitting of operators, PISO）压力耦合算法对不同充液率、不同工况下的偶合器内部流场进行瞬态模拟。结果表明：随着转速比的降低,偶合器内部环流逐渐由小环流变为大环流,80%充液率的条件下,泵轮叶片吸力面与压力面上的气液两相分布与试验结果基本一致,证明了该方法的有效性。在高转速比时,转矩特性与试验一致,低转速比时误差较大,该方法不再适用。     

特定条件下气-液喷射器结构合理性分析

为找出喷射器气液混合效果不理想的原因,创建了喷射器流场模型,采用CFX软件对喷射器流场进行了稳态和瞬态的数值模拟计算。得到了模型在不同工况下的气液混合效果、两进口的压差和两进口流量和压力的波动情况。计算结果表明此喷射器气-液混合效果受两进口压差的影响较大,只有在两进口压差较小的情况下才能完成气液混合。     

离心泵作透平最佳工况点下的瞬态流动特性分析

为揭示离心泵作透平在最佳工况点下主要过流部件的瞬态流动特性,采用修正的PANS模型对一台比转速为90的离心泵作透平的瞬态流动特性进行数值模拟,通过试验验证数值计算的准确性;根据叶片的进、出口速度三角形计算理论最佳工况点,并对最佳工况下叶栅内部的流动规律进行预测;对蜗壳、叶轮在最佳工况点下的内部瞬态流动特性进行分析.结果...     

LNG液化厂用低温潜液液力透平国产化应用分析

列述了液化厂用LNG低温液力透平的应用现状、经济性分析及国产化情况,并对国内外LNG低温液力透平的技术情况进行了分析。     

叶轮外径对前弯型液力透平性能的影响*

为研究前弯型叶轮外径对液力透平水力性能的影响,进行试验,获得了液力透平外特性数据,与计算流体动力学(Computational fluid dynamics, CFD)的结果进行对比分析,发现两者结果十分接近,验证了CFD模拟的准确性。利用CFD技术获得了215 mm、235 mm和255 mm叶轮外径液力透平的外特性曲线,发现随叶轮外径的增加,高效点向大流量区域偏移,在大流量区域,扬程大幅下降,轴功率小幅提升,效率有较明显提升,在小流量区域,扬程上升,轴功率略微下降,效率下降明显。对215 mm、235 mm和255 mm外径叶轮的速度场分析,发现随叶轮外径的增加,叶轮与蜗壳基圆之间的循环流量逐渐减小,流动状态得到明显改善,叶轮内水力损失也有较为明显的减小。利用理论公式推测改变了叶轮外径后的液力透平的高效点参数,发现普遍高于CFD模拟结果,分析产生差值的可能原因。对液力透平的轴功率、扬程进行理论分析,探讨其随叶轮外径增加的变化趋势。     

变工况条件下的风电机组齿轮箱故障预警方法

针对风电机组运行工况复杂多变,难以实现故障特征提取和预警指标量化的特点,提出基于k邻近度异常检测技术的风电机组故障预警方法:首先利用阶比重采样技术将时域非平稳信号转换为角域的平稳或准平稳信号;其次构建出新量纲一幅域特征值,提取阶比重采样角域信号早期故障特征;最后将振动角域序列映射成多维特征向量,通过基于k邻近度的异常点检测技术挖掘机组潜在异常信息,实现机组的早期故障预警。试验仿真验证了该方法的有效性。     

变工作条件下齿轮泵特性分析

实际液压系统的工况条件始终处于动态演变过程。变化的工作条件使得介质基本属性产生重大改变,由此造成齿轮泵流动特性出现变动。为了研究齿轮泵特性随工作条件的变化规律,在正交试验方案基础上基于动网格技术及两相流模型对考虑内泄漏的三维内流道有限元模型进行数值计算。详细分析了在0~0.01005 s的时间内不同试验对应的瞬时流量、瞬时压力以及瞬时输入功率曲线的变化进程,准确获取了影响流量脉动率、容积效率及总效率的各因子主次关系及对应的变化规律。得到了流量脉动率很低,容积效率及总效率尽可能高的工作条件。     

气液两相条件下迷宫密封泄漏分析与试验研究

为解决大型船用柴油机曲轴箱轴端漏油问题,通过仿真和试验对气液两相条件下迷宫密封的泄漏行为开展研究。基于FLUENT软件进行迷宫密封流场仿真,利用离散相模型开展油滴逃逸行为分析,揭示迷宫密封在气液两相环境中的密封机理和泄漏规律。在试验器上模拟了曲轴箱密封的实际结构和工况条件,测量了不同转速条件下的漏油速率,研究了密封装置中的不同结构特征的功能作用,最终提出了两种改进措施并验证了措施的有效性。研究结果表明：交错迷宫结构与直通型迷宫结构相比可以更显著地减少空气泄漏,增加交错迷宫结构可大幅减少空气对液相介质的向外输运,此外,合理利用迷宫结构进行回油亦能显著减少滑油泄漏。     

汽车液压制动系统气液两相流流型的识别

建立了汽车液压制动系统中气液两相流流型检测装置,根据压差波动信号,利用Hilbert-Huang变换(HHT)对制动液两相流流型进行识别,并利用高速摄像机采集不同工况下制动液的气液两相流流型图像。结果表明,制动时车轮转速越高,压差信号幅值越大,幅值主要集中在0～50Hz区域;识别制动时的制动液流型为一种泡状流。高速摄影的结果验证了液压制动管路中制动液为泡状流;制动转速越高,气泡越小。结论揭示了制动时汽车制动液的气液两相流流型,说明利用测量制动液的压差波动信号进行HHT就可以识别其流型。     

气—液两相流旋流喷嘴雾化特性研究

液体的有效雾化是当前气液两相流研究中的重要课题,这其中雾化喷嘴的选择能很大程度影响雾化效果。通过查阅大量文献,对不同类型的气液两相流旋流喷嘴的结构、工作原理以及影响雾化效果的各个因素(包括:喷嘴结构、压缩空气压力以及气液比)做出了论述。在实验中采用压缩空气作为雾化介质,利用lyc2000激光粒度仪测量了不同情况下的喷雾特性参数如油雾粒径、油雾浓度等。同时对气液两相流旋流喷嘴雾化特性进行分析,并做了图表分析和曲线拟合。     

关于ZP4000型液压支架顶梁在不同工况下的强度分析

以ZP4000型液压支架为研究对象,根据其工程图纸建立液压支架三维模型,设置好液压支架的材料属性,选择两种典型工况分析该型液压支架顶梁的强度分析结果.经计算分析得出,偏载工况最大应力为553.8 MPa,扭转工况最大应力值为509.9 MPa.并结合分析计算结果提出顶梁优化改进意见,以期对液压支架结构设计与优化提供理论参考.     

多工况下矿用液压支架承载性能分析及优化

液压支架工作环境较为恶劣,对其承载性能具有较高的要求.液压支架的应力存在不均性,对于液压支架使用性能影响较大.选取液压支架三种典型的工况,采用有限元分析的方式对其应力分布进行分析,采用SolidWorks对支架的主体结构进行优化设计,优化后的液压支架最大应力有所降低,应力分布不均性有所减少,总体提升了液压支架的性能.     

气液两相流动态差压信号分析

对垂直上升管道气液两相流动态差压信号进行了分析,提出了管道差压信号均方差与气液两相流其他参数(总质量流量,干度,气液密度等)之间的函数关系.     

可逆式水轮机变工况研究

针对抽水蓄能电站稳定性的要求,利用可逆式水轮机水泵工况断电过程中蜗壳出水边的压力始终保持恒定（水轮机工况的水头）,机组转速连续变化这一规律,根据转速的不同来选取不同的工况点。在Fluent软件中,通过变换转轮的边界条件设置,可模拟可逆式水轮机水泵断电过程不同工况点水力变化,计算时采用雷诺时均方程和RNG肛￡湍流模型,压力和速度耦合采用半隐式（SIMPLEC）算法。对可逆式水轮机不同工况点模拟结果进行了分析总结,数值试验结果直观地反映了可逆式水轮机水泵工况断电的不同工况点、叶片表面的压力分布、蜗壳内部的流场漩涡分布、水力损失等,对可逆式水轮机的转轮设计和结构优化有一定的应用价值。     

保持架引导方式对球轴承油气润滑两相流流型的影响

滚动轴承高速运转时,轴承腔内润滑油与空气相互作用形成涡旋,影响油气运输及整体润滑性能.针对角接触球轴承腔内油气两相流的流动状态,运用VOF方法和滑移网格,建立油气两相流三维瞬态仿真模型,分析了在保持架不同引导方式下角接触球轴承腔内油相流型、轴承腔内周向流型以及涡旋等变化规律.该研究对高速轴承结构设计、润滑结构及润滑参数...