弹簧刚度对敏感波纹密封件特性影响的分析

对某些特殊性能的波纹管,可以采取在波纹管内腔或外部配置圆柱螺旋弹簧的方式。本文通过对弹簧数据、p-w曲线特性数据的分析,包括均布力刚度、压力灵敏度、重复性误差、迟滞误差、最大量程等数据,同时通过Ansys软件对密封组件进行受力分析,探究弹簧对测量类敏感类波纹管组件的影响。结果表明,加入弹簧后,波纹管组件特性有改善,均布力刚度下降,压力灵敏度升高,重复性误差、迟滞误差、最大量程等减小,并且通过选择合适刚度的弹簧,可以使组件性能达到最佳。

煤化工反吹阀用波纹管国产化设计研究

为了研究煤化工反吹阀用波纹管失效原因,运用有限元法对波纹管进行静力学和瞬态动力学分析。与静力学分析结果对比,考虑惯性力及阻尼作用后,波纹管的最大应力有所增大,疲劳寿命下降,最大应力出现位置由波纹管中部转向阀杆端部。为了验证仿真计算的准确性,设计了专用的高温、高压疲劳试验台,实现了苛刻工况波纹管型式试验。和试验结果对比,波纹管设计寿命与真实寿命偏差30%以内,失效位置与仿真分析结果一致。根据仿真和试验结果,提出了优化阀杆端部波纹管材料及波形结构改善波纹管寿命的设计方法。

含分布式电源的改进PSO算法配电网无功优化

在电网无功供电性能优化问题的研究中,针对包含分布式电源的配电网无功优化的特点,利用一种改进粒子群算法,对含分布式发电的配电网系统进行了无功优化的计算。考虑了电网损最小、节点电压和发电机无功出力的约束作为优化目标函数,采用粒子群算法,在其速度进化方程中引入了自适应惯性权重和收缩因子以提高,并运用遗传算法中的交叉技术,对PSO算法产生的粒子进行遗传交叉运算来改善全局搜索能力,并在迭代后期将其取消来提高计算速度,仿真结果对比表明,提出的优化算法能够有效地提高电网电压质量和减少功率损耗。

小尺度管壳式换热器管程流场的数值仿真

换热器的管间距直接影响其换热效果。针对其尺寸的设计一向受到重视的问题,为改善实验周期长、条件有限的现状,通过合理的简化,建立了小尺度管壳式换热器管程流动的物理模型和数学模型,利用CFD软件FLUENT,基于结构化网格的有限体积法,运用RNG k-ε模型,在入口速度为0.6m/s及通流面积不变的情况下,分别针对三种不同结构的管程流体流动进行了仿真,得到三种结构下的流场、压力场和涡量场的分布。仿真结果表明,随着管间距的增大,管程流体流动的阻力亦有随之增大的趋势,流动趋近平稳,但换热效果随之降低,为工程设计提供了实际的依据。

锥形孔板在气液两相流量测量中的应用

通过对利用差压脉动特性,来测量汽液两相流量的2种测量方法分析后,发现尽管两种测量模型不同,但其测量机理相似。于是借鉴2种测量模型各自的优点,选定了测量方法。在完成对标准孔板改进后,结合此测量方法,实现运用单一节流件,完成了汽液两相流量的双参数测量。试验结果表明,干度的测量误差≤±4.9%,质量流量测量误差≤±9.7,而且在试验范围内B和x基本呈现单值函数关系。

基于PSO优化LS-SVM的气液两相流干度软测量

对标准孔板进行改进,设计了一种流出特性较好的锥形孔板。将锥形孔板压差脉动特性的经验公式与经过粒子群算法优化的混核最小二乘向量机模型结合,建立了气液两相流干度的软测量模型。该模型的优点是采取径向基核函数和多项式核函数的混合核函数兼顾了局部和全局的拟合能力,且通过对传统最小二乘向量机模型的参数优化,可减少对初始点和样本数量的依赖。实验结果表明,该预测方法可行,且比未经过优化的最小二乘支持向量机模型和经过优化的单核最小二乘向量机模型的泛化能力强,具有实际工程意义。

阀用波纹管耐压及气密性试验检测工装设计

为满足阀用波纹管出厂耐压及气密性检测需求,围绕波纹管组件密封结构设计、限位结构设计及零部件强度校核计算等内容,设计了2种耐压强度检测工装及1种气密性检测工装。设计的试验检测工装结构简单,使用维护成本低,覆盖产品范围广。应用上述工装对产品进行试验检测时,能够满足阀门厂产品验收要求。

基于改进小生境粒子群优化算法的电力系统无功优化研究

根据电力系统无功优化问题的特点,提出一种用于电力系统无功优化的最小欧氏距离下改进竞争小生境粒子群算法,利用该算法来克服粒子群优化算法容易早熟而陷入局部最优解的不足。通过对测试系统IEEE30节点进行电力系统无功优化的仿真,说明该算法能以更快的速度得到最优解。

锥形孔板流出系数的研究及其在测量中的应用

通过对孔板流量计进行管内流动数值模拟,找到了孔板流出特性较差的原因。为了得到较好流出特性的孔板,笔者设计了3种不同入口锥角的锥形孔板,通过管内模拟结果得出锥形孔板流出系数随着入口锥角的减小而增大,但增大趋势递减。最终根据模拟得到的理想孔板设计了实物节流件,分析了实验结果和模拟结果的流出系数值产生偏差的原因。并将此种改进孔板应用到实际流量测量中。

基于锥形孔板压差脉动特性测量湿气流量

设计了一种具有防堵特性的锥形孔板,在定压条件下结合锥形孔板的压差脉动特性完成了湿气流量的双参数测量。借鉴压差脉动法测量流量的成熟理论,运用支持向量机以R和x作输入变量、以干度为输出值,得到了在干度变化较大非定压条件下的干度测量模型。实验结果表明:此种测量方法不仅适用于湿气工况下干度的测量,同时适用于非湿气工况下气液两相流量的干度测量。

小尺度管壳式换热器流场的数值分析

针对小尺度管壳式换热器的管间距选取问题,建立三维模型,基于Simple算法,采用SST k-ω湍流模型,结合有限体积法对控制方程进行离散,在管径d不变的情况下,分别针对管间距a=1.2d,a=1.4d和a=2.0d 3种不同的管间距工况对壳侧流场的分布及阻力变化进行了研究。由于管路附近的速度梯度较大,为了提高计算的精度,进行局部的网格细化,最终对比了不同模型的流场模拟效果。结果表明:阻力和湍流强度随着管间距的增大而减小,应按照压降的减小比例小于平均湍流强度的减小比例为原则来选取a的值。对于这种小尺度的流场模拟,采取实验的方法将受到极大的限制,通过大型商用流体仿真软件来模拟计算,为工程实际设计提供参考的依据。

利用锥形孔板测量气液二相流量

利用一种改进的防堵孔板和沿程管段的组合装置,基于考虑滑移比影响的均相流模型,应用伯努力方程和连续性方程推导出影响气液二相流干度的因素为p和Δp1-2/Δp3-4,建立了干度的测量模型;并通过支持向量机(SVM)以p和Δp1-2/Δp3-4作为输入变量,干度为输出值,得到干度的测量相对误差≤3.6%,在结合林氏流量测量模型后,在实验测量参数范围内,总质量流量的测量相对误差≤8.3%。实现了运用一个节流件完成流量的双参数测量,并完成了锥形孔板流出系数的标定和林氏模型中参数θ的拟合公式,分析得出它是影响林氏模型测量误差的重要因素。

高温工况阀用波纹管疲劳寿命有限元分析及试验研究

对于某些特殊应用领域的阀用波纹管,用户有对波纹管在高温工况下进行疲劳寿命型式试验的需求。由于该实验装置专业性较强,目前国内市场上暂无该类产品的销售。为了解决此问题,设计了一种高温工况下使用的疲劳试验装置,该装置能够在不同温度、不同压力条件下对波纹管进行疲劳试验。由于在高温疲劳试验过程中存在试验效率低、较常温试验条件增加安全隐患等因素。提出了以有限元仿真计算为基础,在超试验压力前提下进行常温疲劳试验替代高温疲劳试验的方法。通过试验验证该方法是可行的。

阀用波纹管仿真设计建模方法及其试验验证

国内企业主要参考EJMA标准进行金属波纹管的设计。虽然按该标准设计的金属波纹管大多能够满足工程使用的要求,但由于标准编制时参考的工程数据是以波纹管在内压工作环境时为前提条件的,所以当设计阀用金属波纹管时则不能再使用该标准。近些年,随着计算机行业的快速发展,对不能使用EJMA标准设计的波纹管,国内不少学者采用有限元法进行仿真设计,同时得到很好的应用效果。但对于仿真建模的方法和依据还没有提及。为此提出一种阀用金属波纹管仿真建模的理论依据和具体实施方法。为了验证该方法的准确度,以热油阀门金属波纹管为算例进行了刚度和强度的仿真计算,刚度仿真计算误差为9.3%,强度仿真计算误差为14.6%。该仿真结果精度能够满足工程使用的要求。

基于FLUENT的循环流化床锅炉冷态流场数值分析

建立三维循环流化床锅炉的物理模型,基于Simple算法,运用RNG k-ε湍流方程,结合有限体积法对控制方程进行离散,对炉膛冷态流场进行模拟,在一次风速不变的情况下,针对二次风速分别为40 m/s、45 m/s、50m/s工况下的流场分布进行对比分析,并通过试验来验证。结果表明:随着二次风速的增大,流场趋近平稳,为锅炉热态运行调整提供参考依据。

循环流化床炉膛燃烧的数值分析与试验

建立了循环流化床锅炉的三维物理模型,基于Simple算法,运用RNG k-ε湍流方程,结合有限体积法对控制方程进行离散,对炉膛燃烧进行模拟,在一次风速不变的情况下,针对二次风速分别为40 m/s、50 m/s工况下的炉膛组分及温度场分布进行对比分析,并通过试验来验证,为炉膛的优化设计和实际燃烧运行调节提供参考依据。

氟材料换热器的结构选择及传热性能分析

本文提出了塑料管壳式换热器结构的选择,以及对利用塑料材质制作相对于传统金属材质制作做出了性能与价格的比较,并建立数学模型和合理简化的物理模型,在尺寸不变的结构下,基于Simple算法,采用RNG k-ε方程及增强壁面函数法,求解三维N-S方程和能量方程模拟了烟气在不同材质制作的换热器壳程流动的传热过程,得出了不同材质换热器的温度场分布情况,并进行了对比分析。结果显示,忽略塑料材质的污垢热阻,选择热导率为20W/(m·k)的新型塑料材质与传统金属材质制作出的换热器换热性能相差不大。

超高压阀门波纹管的研制

目前国内超高压阀门波纹管的设计还无统一的设计方法,采用有限元法为基础对公称压力42MPa(2500LB)阀门波纹管进行初始设计能够降低研发成本和周期。通过工程试验检测证明采用有限元法对波纹管的设计研发具有实际指导意义。该波纹管的设计方法涉及材料选型到波纹管参数确定及定型的全过程,对超高压阀门波纹管的设计具有通用性。

航空用新型压力传感器敏感元件研制

为解决航空涡轴发动机防冰报警系统经常误报警的技术问题,提出了一种内真空式沉积波纹管与弹簧组合敏感元件的设计方案。以该设计方案为基础,运用有限元法实现产品的参数设计。为解决产品的制造瓶颈,设计了沉积波纹管的稳定热处理工艺方法、沉积波纹管与弹簧匹配工艺方法及极薄壁波纹管焊接工艺方法。以某项目的研制需求为出发点,设计的压力传感器敏感元件满足用户的使用要求。

双波纹管结构在核电厂装卸料机应急解锁机构中的应用

金属波纹管以其弹性、密封等特性已经广泛应用于阀门、电力、石化等众多民用场合,核电行业以管路和阀门用金属波纹管居多,文章中所用场合为核电厂装卸料机应急解锁机构的波纹管组件,所设计的结构为双波纹管联动形式,利用波纹管的密封性能,承压性能以及弹性性能,替换了原有的单个波纹管独自工作的结构,大幅提升了结构的可靠性、安全性以及解锁动作的准确性,替代并超越了进口产品的原有结构。