液黏离合器摩擦副温度场分布特性研究

为了得到液黏离合器摩擦副的温度场分布特性,在ABAQUS软件中建立了温度场有限元模型,数值模拟计算得到了摩擦副的温度场;搭建了液黏离合器试验台架,得到了不同离合器压力下温度场分布。结果表明,摩擦片和钢片温度从内径到外径逐渐升高,油槽间的菱形区域中心温度比四周高,易形成热斑;摩擦副法向载荷会影响摩擦副的温度值,但对温度场的分布规律影响不大。试验结果与仿真结果基本一致。     

基于轴对称模型的摩擦副热弹性特性研究

摩擦副的热弹性特性直接影响液黏传动的工作性能和可靠性。为了研究软启动过程中温度变化和外界约束对摩擦副热弹性特性的影响,建立了摩擦副瞬态热传导和热弹性轴对称模型,综合考虑热应力和机械应力,采用间接耦合有限元数值分析方法预测对偶钢片温度场、应力场和位移场的分布规律,揭示了对偶钢片发生热失效的机理。结果表明:热负荷特性直接影响应力的分布,是导致热失效的关键因素。当应力超过材料的屈服强度时,钢片会发生翘曲变形。周向应力是最主要的应力分量,可作为判断对偶钢片是否发生热失效的重要依据。轴对称模型能够简化计算,同时不影响计算结果的准确性。研究结果为液黏传动摩擦副的设计和提高使用性能提供了一定的理论参考依据。     

交流变频技术在液黏测功机控制系统中的应用

把交流变频调速技术应用于液黏测功机的液压系统,通过控制电机频率调节泵的输出转速,从而改变泵的流量,根据实验测出液黏测功机润滑油压和控制油压的频率-油压(f-p)关系曲线,找出测功机加载的最佳润滑油压和控制油压的频率范围。解决了传统电液比例调节容易发生卡滞和跳跃性输出的问题;实现平稳可控加载;提高了系统的使用寿命和可靠性,还达到了节能的目的。     

基于液力缓速器内部流场特性的强度仿真分析

为进一步了解液力缓速器内部复杂的三维流场,首先利用Creo软件平台建立液力缓速器三维几何模型,提取液力缓速器内部全油道模型。然后利用计算流体分析软件Fluent对液力缓速器的内流场进行数值模拟,得到速度场和压力场分布特性。最后利用流场分析得到的表面载荷分布结果在Workbench中进行强度分析,得到转子的安全系数为1.633,满足强度要求。为今后此类液力缓速器的仿真分析和设计提供参考依据。     

高压水射流流线型喷嘴正交试验与仿真研究

研究了高压水射流流线型喷嘴流道结构参数对水射流破煤性能的影响,应用有限元方法建立喷嘴流道对应的几何模型和有限元模型并对水射流流场进行仿真模拟,得到不同流道结构参数的水射流动压力场和流速场分布规律。利用正交试验结果对喷嘴结构参数进行优选,确定流线型喷嘴不同工程进口压力与过渡比之间最优参数组合,并设计实验对优化结果进一步验证。     

一种乳化液泵用润滑油泵的改进研制

润滑油泵是煤矿井下乳化液泵油液润滑冷却系统的核心部件之一,其使用可靠性直接影响乳化液泵减速机构的寿命。针对进口 KAMAT 乳化液泵用润滑油泵国产化选配不能灵活调压,出现的油压过高或过低、油温无法热平衡问题,改进研制一种带调压阀结构的连续可调压式润滑油泵,介绍了其结构原理,结合实际应用情况,表明该改进型的润滑油泵能灵活满足 KAMAT 泵站不同流量、不同压力等级下减速器润滑系统的油温油压使用要求,解决了其作为关键备件之一的国产化替代问题。     

液黏传动纯油膜剪切阶段转速稳定性研究

为了判断液黏传动纯油膜剪切阶段的转速稳定性,首先分析了摩擦副纯油膜剪切阶段的特点和稳定状态,用油膜厚度稳定性表征转速和转矩稳定性,对摩擦副进行了详细的受力分析,应用相平面分析法对摩擦副的油膜厚度稳定性进行了研究。结果表明,纯油膜剪切阶段摩擦副间有相等的油膜厚度,在平衡状态下有较好的油膜厚度稳定性和转速稳定性。因此,应用相平面分析法,利用李雅普诺夫判据可以对液黏传动比例压力控制条件下纯油膜剪切阶段的转速稳定性进行分析。     

密闭取心钻头两相流流场CFD模拟研究

密闭取心是一种特殊取心作业,通过密闭取心钻具与密闭取心钻头配合,在密闭液作用下实现岩心与钻井液隔离,可获得地层原始含油饱和度及油水动态等数据。密闭钻头设计为双流道结构,要满足钻井液过流冲洗冷却钻头唇面、携带岩屑要求,同时密闭液在井底可形成富集区域,有效保护岩心免受钻井液污染,密闭取心钻头流道参数是密闭取心钻头设计的关键。本文运用计算流体力学理论,采用k‑epsilon湍流模型及连续性方程对KM型密闭取心钻具配套密闭取心孕镶金刚石钻头的两相流井底流场进行数值模拟,研究钻头唇面两相流混流状态、流体压力、流速、剪切应力分布特征等,分析了流场特征对钻头密闭效果、钻进效率和寿命等的影响,验证了密闭取心孕镶胎块式金刚石钻头流道结构设计参数,提出了钻头两相流流道优化设计建议。     

基于PLC液黏调速离合器液压控制系统的设计

针对液黏调速离合器的液压控制系统,阐述了其整体构成、PLC控制过程工作原理、控制电路及PLC梯形图。设计采用西门子PLC作为控制核心,实现对控制油路和润滑油路中的油压控制,以及油压、油温的模拟量检测。     

大型静压轴承工作状态的数值模拟

用有限元法求解简化的雷诺方程,建立了静压轴承的有限元模型,利用APDL计算出了在满足承载能力的条件下油腔内所需的压力和流量,得出了润滑油流经轴承的压力和速度的分布规律。在此基础上分析了油腔偏位角、半径间隙、润滑油粘度等影响因素与流量和油膜的承载能力的关系,为静压轴承供油系统的设计提供了依据。     

电选摩擦器气体流动及单颗粒运动特性研究

为研究电选摩擦器内气固运动特性,建立了三种摩擦棒不同分布特征的摩擦器数学模型,运用标准k-ε湍流模型及颗粒轨道模型,对摩擦器内气固两相流流场进行了数值模拟,主要研究了气体相对压力场、相对速度场分布情况;并以粒径为10、40、74μm的球形颗粒为研究对象,分析了编号43的单个颗粒运动情况。研究结果表明,摩擦棒对气体流动过程的干扰作用明显,摩擦棒间距对气相流场分布影响很大;摩擦棒背部的负压区和回流区面积沿气体运动方向逐渐增大;摩擦棒分布特征和粒径对摩擦器内颗粒速度变化趋势影响大,颗粒粒径与运动轨迹长度成正比,与速度成反比。     

环保型高效润滑剂(Glub)的研制与应用

润滑剂在地质调查岩心钻探和石油天然气钻探中用量日益增加，而目前的润滑剂仍在使用有毒性的矿物油材料（如柴油等）作基础原料，必然会被日益严格的环境保护要求所限制。阐述了一种新型的、符合环保要求的高效润滑剂（Glub）。室内性能评价和现场应用表明：G1ub具有优良的润滑性能，可以均匀地分散于钻井液中，形成致密的油膜，显著降低摩擦系数和扭矩，满足钻探施工要求。     

矿石形状对浸堆结构及渗流场影响机制

为了研究筑堆矿石形状对堆内结构和渗流速度场分布的影响,选取了相同级配下的球团制粒矿石与普通原矿石进行柱浸实验。利用核磁共振成像(MRI)技术非接触地获取内部饱和结构,通过图像处理与统计研究了矿石形状与孔隙分布的关系,并利用Navier-Stokes方程模拟了相同压力和入渗速度下矿石形状对渗流速度场的与优势流分布影响。结果表明,饱和状态下的内部孔隙并不都服从正态分布,制粒矿石间孔隙分布更为均衡,服从正态分布,μ=2.0mm,原矿石间孔隙分布不服从正太分布,在8.00～11.00mm间缺失,最大当量直径为11.39mm;制粒矿石间速度场分布更加均匀,孔隙间无明显优势流,原矿石间速度场分布不均衡,存在贯穿结构的优势流和较大浸出盲区,出口边界表现为流场叠加状态;提出矿石形状均匀系数K可以有效描述矿石形状对内部孔隙和渗流的影响机制,K值小,孔隙分布均衡,渗流速度场分布均衡;K值大,容易产生大孔隙,连通成为优势流的通道,致使流场分布不均衡。     

直切双入口旋风分离器流场的数值模拟

用RSM模型对直切式单、双入口型旋风分离器三维流场进行了数值模拟,结果表明:双入口型改善了单入口型式流场的不对称性,减小了流场内部的涡流;随着入口尺寸减小,进口气速的提高,其切向速度和总压增加明显,而轴向速度和径向速度变化不明显。     

水压轴向柱塞泵关键技术研究

轴向柱塞泵通常用在高压或者中高压场合,很多关键零件处在高相对转速、高接触比压的摩擦状况。其中3对典型摩擦副是:柱塞与缸体孔、缸体端面与配流盘、滑靴与斜盘。根据轴向柱塞泵的工作原理,分析了轴向柱塞泵摩擦副的结构与性能特点及对轴向柱塞泵进行了流场仿真,为水压柱塞泵的开发研究提供了参考。     

旋转对称圆盘间油膜传动的理论分析及数值模拟

以旋转微缝隙内的工作油流场为研究对象,理论分析了工作油的流动特性,并运用ANSYS FLUENT软件进行三维数值模拟,得到了流场内压力分布、速度分布、温度分布及剪应力分布图,模拟结果对液黏调速离合器的运行及结构优化设计具有一定的指导作用。     

厢式压滤机过滤过程数值模拟与仿真

为便于研究压滤机滤室内料浆的流动形态和规律并以此来提高过滤效率,建立滤室三维几何模型。应用计算流体力学(CFD)方法对中心进料厢式压滤机过滤过程进行数值模拟。通过流体仿真软件Fluent得到滤室内流体的固相体积分数增长规律、速度云图、速度矢量图、滤饼形成规律和滤室内压强分布云图。分析各入口速度下滤室内不同粒径的固相的体积分数增长规律,并结合不同入口速度下滤室内的压强大小,选定了在较高过滤效率下合适的入口速度。通过对速度云图、速度矢量图的分析,得出了流体在滤室内的流动状态和对过滤效率的影响。通过对滤饼的形成及发展规律的分析,为压滤机过滤效率的提高并更好地指导实际工作提供参考。     

固定床气体预分流器的优化设计研究

固定床反应器效率高低主要取决于反应区内气体流动均匀程度,入口处气体预分流器的优化设计非常重要。本文以某轴流固定床入口段为研究对象,采用数值模拟方法研究了入口空腔内气体流动情况,对比分析了加设预气体分布器的优势,并对比研究了分流器侧壁面开孔的孔隙率、孔径、开孔位置以及分布器尺寸等对流场气流分布的影响,并在此基础上提出优化建议。     

袋式除尘器喷吹均匀性的数值模拟

脉冲袋式除尘器喷嘴喷吹流量的不均匀性是影响布袋寿命的重要因素,应用FLUENT软件对除尘器喷射管内气体的流场进行数值模拟,得到了各喷嘴的流量及速度分布,分析了喷嘴喷吹流量不均匀的原因,认为喷嘴孔径截面积之和过大是导致流量不均匀的主要原因,通过改进设计,使各喷嘴流量趋于一致。