液压锥阀空化流分析及阀芯结构改进研究

空化是液压锥阀运行时造成振动及噪声的重要因素,其影响因素颇为复杂。利用FLUENT中混合模型(Mixture)及标准κ-ε湍流模型,对锥阀阀芯锥角和阀口开度的变化对空化程度的影响进行计算流体动力学分析,发现随着阀口开度的增大,空化程度先增强后减弱,而随着阀芯锥角的增大,小开度下空化程度逐渐减弱,大开度时先减弱后增强。采用两个不同锥角的锥面对阀芯结构改进,发现可一定程度抑制空化。     

水力空化对亚甲基蓝的去除研究

采用多孔孔板水力空化器对亚甲基蓝进行去除实验。研究了温度、入口压力、空化时间与孔径、孔数对亚甲基蓝去除效果的影响,探讨了水力空化去除亚甲基蓝机理。结果表明,水力空化对亚甲基蓝的去除效果随着时间的增加而增强,随着入口压力与温度的增大先增强后减弱,亚甲基蓝去除的优化条件为:入口压力0.35 MPa,时间4.0 h,温度35℃。对于排布与孔个数相同而孔径不同的孔板空化器,小孔径的孔板空化器可以提高亚甲基蓝的去除效果。对于流动面积相同而孔数不同的孔板空化器,多孔数的孔板空化器可以提高亚甲基蓝的去除效果。水力空化去除亚甲基蓝的机理是羟基自由基的氧化降解作用。     

考虑离心项的螺旋槽液膜密封空化特性数值分析

针对液膜密封中空化问题,建立基于质量守恒JFO边界条件的螺旋槽液膜密封数学模型,采用流线迎风有限元法求解考虑液膜离心项的Reynolds控制方程,获得端面膜压分布,进而分析了操作参数对空化特性的影响。结果表明:不同操作参数下,空化发生时的液膜破裂位置均位于螺旋槽边界线上;转速的增大、膜厚及介质压力的减小促进空化的生成,反之,抑制空化发生。计算结果为液膜密封在不同操作条件下的设计和应用提供理论指导。     

节流孔板非线性空化特征实验研究

工艺系统热工水力管路中的各类阀门、文丘里管、孔板等节流件,随系统工作压力和前后压差的增大,会出现汽液两相流引起空化。本文针对不同规格孔板为代表的节流件,采用流体力学仿真、结合台架实验产生的空化汽泡图像对比分析,提出阻塞流发展变化的斜梯三角形特性曲线。该曲线描述了流体通过节流件时,在不同工况下处于空化初生、临界、阻塞流、闪蒸4个不同流动状态。并给出了利用压力恢复系数或振动加速度信号作为空化初生点的判断依据。     

基于配流盘表面形貌的柱塞泵空化现象研究

针对轴向柱塞泵配流副内的空化现象,建立了考虑配流盘表面形貌的柱塞泵配流副空化模型,分析了压力、转速和配流盘表面形貌对轴向柱塞泵配流副内空化现象的影响。首先,由于机加工零部件表面具备分形特征,采用了分形理论模拟配流盘表面形貌,在此基础上建立了轴向柱塞泵配流副空化模型;然后,采用有限差分法和松弛迭代法求解了数学模型,得到了符合精度要求的数值解,从而得出了配流副油膜压力分布特征,在此基础上分析了配流盘表面容易发生空化的位置;最后,通过改变配流副的压力、转速和分形参数,得到了不同的压力、缸体转速和表面形貌对配流副空化现象的影响。研究结果表明：配流盘表面易在高压和低压的过渡区域发生局部空化,当配流副排油腔压力达到30 MPa,且配流盘表面较粗糙时,配流盘局部气体体积分数达到92%左右;采用提高配流盘表面的加工精度,降低其表面粗糙度的方法,可以降低配流盘表面产生空化现象的严重程度。     

基于响应面法优化水力空化辅助浮选试验研究

基于Box Behnken Design(BBD)响应面试验研究方法,进行了煤泥通过水力空化预处理强化浮选的试验研究,重点考察了喉管流速、充气率以及循环次数对精煤灰分以及可燃体回收率的影响.试验结果表明:充气率是影响浮选指标最显著的因素,同时各因素具有交互作用,无药剂水力空化预处理对于煤泥浮选捕收性有较大提高且不会影响...     

泥沙颗粒级配对高速水流空化空蚀的影响

在小型循环式水洞中试验研究了非黏性沙颗粒级配对高速水流空化空蚀的影响。首先,在循环式水洞内筒中配制8种泥沙小于某粒径不同重量百分比(P<2%、12%、33%、47%、56%、70%、86%、100%)的挟沙水样,用红外测沙仪测定了挟沙水样的含沙量。利用压力数据采集系统实时量测了泥沙小于某粒径不同重量百分比P下水洞工作段(空化区、空蚀区)的压力;其次,试验采用不同强度混凝土试件,在相同含沙量S、小于某粒径不同重量百分比P的工况下,进行历时4 h的空蚀破坏试验。试验结果表明：在含沙量S=12 kg/m³,喉部流速V=38.6 m/s条件下,空化区测点压力随小于某粒径重量百分比P的增大而降低,促进了空化的发生;空蚀区测点压力则随小于某粒径重量百分比P的增大而升高,增强了空蚀的强度;混凝土试件强度相同时,混凝土试件的空蚀量随泥沙小于某粒径重量百分比的增大而增加;保持含沙量S和小于某粒径重量百分比P不变,高强度(f_cu=17.8 MPa)混凝土试件的抗空蚀能力明显比低强度(f_cu=13.7 MPa)试件高。     

超声空化处理对冷金属过渡焊接过程的影响

为了解决6061铝合金冷金属过渡(CMT)焊接过程中,因其表面的一层致密氧化膜而在焊接时产生焊渣与气孔缺陷的问题,课题组对此进行了研究,发现超声空化处理后的6061铝合金表面氧化膜厚度明显减小,可显著改善CMT焊接熔池的流动过程,减少焊渣缺陷。同时,超声空化处理可以减少熔池中的氧化膜颗粒,促进孔隙非均质形核向均质形核转变,减缓孔隙形核速率,降低孔隙形成直径。此外,寻求最佳的脉冲电流,控制熔池的温度梯度分布,减小熔池内部的洛伦兹力和熔池表面张力梯度引起的剪应力,可以获得更好的焊缝连接。实验结果表明:超声空化处理焊缝组织性能达到最佳时,脉冲电流较大,极限抗拉强度从158.7 MPa提高到208.7 MPa,组织性能明显优于普通焊缝。