基于CFD的机械随动调节高度控制阀数值仿真

机械随动调节高度控制阀是列车悬挂控制装置的核心部件,其性能的好坏直接影响系统能否稳定工作。在设计过程中,采用CFD对其进行仿真计算,通过对其流场特性的分析,可以验证其流量特性是否满足系统需求。针对机械随动调节高度控制阀内部气体流动特性,建立了机械随动调节高度控制阀流场仿真模型,利用Fluent分析了机械随动调节高度控制阀阀口在不同开度下的流场特性,研究结果为机械随动调节高度控制阀流量性能指标试验提供理论支撑。

流量控制阀K形金属密封圈结构参数优化

流量控制阀K形金属密封圈结构参数较多,且不同结构参数对密封性能影响程度存在较大差异。以密封面接触压力、密封面有效接触长度及最大Mises应力为约束条件,采用正交试验设计研究影响K形金属密封圈密封性能结构参数之间的主次关系,确定了唇部长度、悬臂内张角与悬臂厚度3个因素作为响应曲面法的设计变量;通过正交试验和回归分析得到接触压力、最大等效应力及有效接触长度与设计参数关系的二次回归方程,并基于响应面法对密封结构进行优化分析。优化后K形金属密封圈的接触压力增加了8.09%,有效接触长度增加了14.73%,最大等效应力减少了13.44%,表明优化后K形金属密封圈密封面接触压力分布更加均匀,有效提高了金属密封圈的密封性能。

负载口独立控制阀控非对称缸压力跃变消除方法研究

针对液压同步控制系统中非对称缸换向时产生的压力跃变导致同步控制系统振荡甚至不稳定问题,提出一种基于负载口独立控制阀控非对称缸系统的换向压力跃变消除方法。分析了传统阀、非对称阀和负载口独立控制阀控非对称缸系统产生压力跃变的机理。在AMESim中搭建传统阀与负载口独立控制阀控非对称缸系统模型,在不同系统压力和给定信号下,对比分析了两种系统液压缸位置跟随及换向时两腔压力跃变情况。搭建了负载口独立控制阀控非对称缸系统实验台,验证了该方法的有效性。仿真与实验结果表明,采用负载口独立控制阀控非对称缸系统通过模糊自适应控制算法可以很好地实现位置跟随;可以完全消除非对称缸换向时的压力跃变,减小系统抖动,使得系统动作更加平稳;当液压缸以方波动作时,换向时压力冲击较正弦波动作时大。

汽车空调压缩机变排量控制阀的研究现状

结合相关课题 ,针对目前应用较广的斜盘式压缩机的变排量控制阀进行了研究 .在对现有的几种变排量压缩机控制阀的结构和控制方法进行分析后 ,认为 :与目前普遍使用的气动型控制阀相比 ,电动型控制阀作为一种新型的控制元件 ,可以自动调节压缩机排量 ,有助于汽车空调系统整体综合控制的实现 .因而 ,结合系统整体的运行特性 ,研制电动型变排量控制阀 ,制定最优的控制策略 。

ITER气体注入系统注入管线和气体流量控制阀特性研究

为验证国际热核聚变实验堆计划(ITER)的气体注入系统(GIS)的设计是否能够满足装置运行的要求,以及为优化气体注入系统的气体加料控制模式提供直接而可靠的数据支撑。该研究在基于ITER GIS最终设计阶段提供的设计方案的基础上,在模拟实验平台上进行实验研究,该研究涉及燃料气体H2、D2以及杂质气体Ne、Ar、N2及其混合气体的注入特性,包括其供气压力、注入管线结构对响应时间的影响。实验结论证明,气体注入系统的设计可以满足ITER装置的运行要求,且实验数据为ITER装置的气体控制模式,尤其是实现杂质气体快速、精确的控制,从而保障ITER装置安全运行,提供有力的技术支持。

喷油器控制阀微流道可视化试验与仿真研究

为了优化控制阀油路内空化导致燃油流动状态改变对喷油特性的偏差和局部结构的穴蚀破坏,对控制阀流道进行试验与数值模拟。试验通过提取喷油器控制阀流道的等效二维截面,在不同压差下开展了两个结构控制阀二维流道的流动可视化研究。结果表明,随着压差的增大,流道内流量变化趋势从线性的无空化段,逐步发展为流量稳定的强烈空化段。对于带有流道节流结构且球阀阀体圆柱边缘采用直角结构的A流道,空化初生压差范围为6.22~9.00MPa。对于无流道节流结构且球阀阀体圆柱边缘采用圆角结构的B流道,空化初生压差范围为5.63~8.17 MPa。空化最先出现在流道最窄处的球阀侧,随后出现在密封锥面侧。控制阀的密封面处的局部结构对空化的发展会产生显著影响。计算流体动力学的仿真结果表明,k-ω剪切应力运输(shear stress transport,SST)湍流模型和Zwart-Gerber-Belamri(ZGB)空化模型的仿真结果与试验空化分布吻合更好,流道密封面处尺寸的微小改变及流道宽度对空化初生的位置影响显著。

基于LabVIEW的比例压力控制阀自动测试系统

根据某公司比例压力控制阀的出厂测试要求,本文设计了一套比例控制阀自动测试系统。该系统基于LabVIEW编程和PLC控制,可实现共轨管稳定的超高压供给,并自动实现比例压力控制阀的耐久测试、流量滞环测试及压力-流量测试,且操作简便,满足企业需求。

面向工业目标检测的密集控制阀零件数据集

工业生产中的自动化智能化离不开自动目标检测,而高准确性的自动目标检测则依赖于与实际场景相适应的数据集。本文针对工业实际场景,发布了一个密集控制阀零件数据集,命名为PD4CV(Part Detection for Control Valve)2023。该数据集的图像全部来源于控制阀生产车间,图像采集完成后,首先对数据集图片进行预处理操作,接着对数据集图片中的零件目标进行标注,然后再对数据集图片进行训练集、验证集以及测试集的划分。PD4CV2023数据集共涵盖9类零件,包括510张工盘图像和15 015个零件样本,平均每张图像含有约29个零件样本。与现有的目标检测数据集相比,该数据集具有零件摆放密集、遮挡,零件尺寸差异大,部分零件外形相似,零件样本数量不均衡等特点。最后,在不同类型数据集上的预训练对比实验表明,一般场景数据集、特定工业场景数据集只适用于一般和特定任务,而代表实际控制阀生产工况下的PD4CV2023数据集,可用于控制阀零件目标检测,其具有其特殊性和不可替代性;一系列目标检测算法在该数据集上的综合对比则验证了PD4CV2023数据集在一般性目标检测、多尺度目标检测、小规模、不均衡数据下目标检测中的有效性。PD4CV2023数据集可用于面向工业的目标检测的相关研究。

基于黏度敏感性的流量控制阀研究及应用

在石油开采过程中,由于底水锥进、储层非均质性等原因会出现油层出水现象,这会导致产油量递减加快,于是不断有新技术被应用到油井完井之中,以达到延缓水突破和控水增油的目的。为此,文中研发了一种基于流量控制阀的控水技术,该结构可根据流体黏度大小自动控制阀体过流量,限制低黏度流体的通过性,在一定程度上起到了控水的作用。借助CFD软件对该项技术进行深入研究,并通过对流场特性分析,剖析了其工作原理及工作特性,该技术经渤海油田现场应用验证,取得了显著的控水增油效果,为控水生产的相关工具开发提供了理论依据及技术支撑。

高参数高压差流量调节无死区控制阀的研究与应用

目前高参数高压差控制阀广泛采用迷宫式和多级套筒式结构,由于迷宫片的工艺结构因素(每一碟片流道间均存在轴向上的高度)和多级套筒式(笼罩式)开孔布局等情况,均存在流量控制调节死区问题,即控制阀的流量特性曲线不是连续变化的。通过对套筒式(笼罩式)节流元件进行大量研究和模拟试验,在流量调节控制无死区方面有所创新和突破,解决了控制类阀门内件等关键零部件设计的重大问题。经多家用户长期使用,证明该控制阀具有调节性能好、无调节死区、工作可靠等特点。

基于AMESim的压力加油控制阀的性能研究

压力加油控制阀采用两套相互独立的控制措施,实现压力加油双余度切断功能,其安装于油箱底部,利用该加油控制阀进行压力加油时,当油液达到相应高度时切断加油。为了研究该压力加油控制阀的工作性能,依据其实际结构改变节流孔大小对其加油过程进行分析。首先建立压力加油控制阀数学模型并结合物理模型进行定性分析;再利用AMESim建立仿真模型,通过仿真数据分析不同参数对压力加油控制阀切断时间的影响;最后通过试验验证仿真结果的可靠性。仿真分析结果表明:节流孔大小对压力加油控制阀切断性能有很大影响;调整节流孔大小可显著优化压力加油控制阀的切断时间。

基于LabVIEW的变速箱换挡控制阀测试系统

本文介绍了一套变速箱换挡控制阀测试系统。采用PLC和LabVIEW进行程序开发,实现对测试系统的控制和测试数据的处理,并在满足测试条件的前提下,使用模块化的方法应对复杂的测试要求。实验证明:该系统能极大地提高测试系统的开发效率和液压测试水平,可为故障排查提供便利。

燃气轮机燃料控制阀气动噪声特性及降噪设计研究

燃料控制阀是燃气轮机中用于控制燃料流量的关键流程阀门,在全流程运行过程中因阀芯节流设计导致湍流程度增加、诱发气动噪声。为揭示燃料控制阀气动噪声形成机理、提出相应降噪设计方法,该研究采用流体-声学混合计算方法,以200℃甲烷(CH 4)为工质,求解了10%~100%共5个开度条件下燃料控制阀的稳态流场;以稳态流场为初始解,求解了燃料控制阀气动噪声计算所需的瞬态流场参数;建立了气动噪声声传播模型,求解了燃料控制阀气动噪声特性;基于多孔消音理论,开展了燃料控制阀降噪设计。研究结果发现燃料控制阀的全方位气动噪声特性呈现出以中高频为主导的连续宽频特性,多孔消音节流设计可有效降低噪声。该研究为抑制控制阀气动噪声提供重要依据。

井口控制装置用液气控制阀启闭特性研究

防喷器使用液气控制阀控制系统动力泵的启停,稳定控制系统管汇压力。针对现场普遍存在管汇压力波动大的现象,通过数值建模,从气源压力、油压端口面积以及弹簧刚度3个方面进行研究,分析液气控制阀启闭特性,并进行试验验证。研究结果表明:气源压力对液气控制阀启闭特性影响较小,油压端口面积与启闭压差成线型反比关系,弹簧刚度与启闭压差呈二次曲线关系。试验证明:为实现稳定精准控制,弹簧刚度应设计在94~97.3 N/mm之间为宜;同时应合理增加液气控制阀油压端口面积。所得结论可为提升液气控制阀控制精度提供理论依据,保障管路系统的安全性和可靠性。

基于AMESim的潜液泵专用液压控制阀动态特性分析

所研究的液压控制阀主要用于潜液泵的启停、扭矩调节和限制潜液泵最高转速,介绍了液压控制阀的工作原理和工况,利用AMESim软件对液压控制阀在扭矩调节工况和限速工况下的动态特性进行了仿真计算,分析了控制压力等因素变化对液压控制阀动态特性的影响,提出了在液压控制阀的控制油路中增加阻尼提高控制阀的稳定性的方法,并通过仿真进行验证;还分析了液压控制阀运行参数的变化对并联运行的其他潜液泵的影响,对液压控制阀样机性能进行了试验研究,对于提高潜液泵液压控制阀工作性能具有一定的实际意义。

仿真分析在热管理控制阀振动工装设计中的应用

振动工装是新能源汽车热管理控制阀开展振动相关的试验时必备的配套产品,它的质量好坏将直接影响试验的测试结果。本文针对某汽车热管理控制阀在进行振动耐久试验时热管理控制阀支架在安装孔附近出现破坏的问题,采用有限元分析的方法对振动工装进行了模态分析。结果表明,振动工装的固有频率太低,会导致其传递给支架的振动能量太大,因而造成支架破坏。将振动工装进行优化,支架没有发生破坏现象,试验顺利通过。这为后续新能源汽车热管理控制阀振动试验工装的设计和工程试验提供参考。

井口作业控制阀在海上修井作业中的应用

随着海上油田的不断开发,修井作业的复杂性和安全性要求日益提高。有些油井地层压力高,含气量大,给井控工作带来较大的风险。针对这种情况,研制出一种井口作业控制阀,在修井作业解封生产管柱后后第一时间可建立循环,进行洗压井脱气,有效的保证了井控安全。现场应用表明,该井口作业控制阀操作简单,维护检修方便,具有良好的推广应用前景。

现场设计中气相控制阀故障工况安全阀泄放量的简化计算

安全阀作为化工装置中常用的超压防护装置,广泛运用于阀门误关闭、火灾等各类事故工况中。但目前有关安全阀计算的相关标准规范中缺少对控制阀故障工况下安全阀泄放量的简便计算方法,而详细设计过程对该工况下泄放量的确定经验并不一定适用于现场设计过程。根据相关标准规范及现场设计经验,文章基于国际电工委员会提出的控制阀流量系数的膨胀系数计算法,提出一种在现场设计条件下利用控制阀流量系数对气相控制阀故障工况安全阀泄放量的简便计算方法。

双喷嘴挡板刹车控制阀参数敏感度研究

基于某型民用客机刹车系统架构,介绍了国内某型民用飞机刹车系统所配套的刹车控制阀的结构及工作原理,通过AMESim软件建立基于结构化的模型,仿真分析关键参数,如负载容积、弹簧预紧力、滑阀遮盖量、喷嘴前置级阻尼孔孔径、喷嘴孔径、回油路阻尼孔孔径、喷嘴挡板间隙、弹簧管弹性模量、弹簧管壁厚及磁间隙等对刹车控制阀输出特性的敏感度,辅助产品正向设计,指导产品装配调试,帮助定位产品故障原因,提高产品的性能稳定性及可靠性。

减温减压器控制阀设计与应用研究

减温减压控制阀是新时期在工业系统得到广泛应用的流体控制设备,该设备的主要功能是降低介质的温度和压力,通过调节高温高压流体,确保工艺流程的平稳运行。本文以该控制阀为研究对象,介绍了控制阀的结构设计方案、材质选型要点,在此基础上,围绕控制阀在炼油化工企业的应用方向和注意事项展开了讨论,以供参考。