离心泵内部流场的三维空化湍流的数值计算

采用Singhal等人发展的一种三维混合流体完整空化湍流模型,基于RNG的k-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对离心泵内部的全流道三维空化流动进行定常和非定常数值模拟.根据空化流动模拟计算的结果,得到定常和非定常情况下空化余量和扬程的曲线,与实验结果进行对比,说明计算结果能够真实反映离心泵内部空化流动的性能.进而有效地预测叶轮内部流道空化发生的部位和空化流动的发展情况,分析空化余量的降低对离心泵空化性能的影响.研究结果表明,所采用的空化模型和数值计算方法能够用于离心泵在设计工况下的空化性能的计算.

离心泵空蚀湍流的非定常数值模拟

为了研究离心泵内部的空蚀流动,结合Fluent软件中的空蚀模型和混合流体两相流模型,对离心泵流道内的三维湍流空蚀流场进行非定常数值模拟.根据模拟计算结果的液相和空泡相流动特征,预测离心泵在设计工况下运行时流道内空蚀发生的位置和程度;通过分析空蚀发生过程中叶片上的压力分布,揭示出离心泵流道内空蚀流场的内在特性,并可对泵的性能进行预估.

粘度对离心泵内部尾流的影响

利用试验测得输送粘性油时离心泵叶轮内部流动特征,在不同工况下观察到叶片吸力面附近流动发生分离形成尾流的变化差异,随着流体粘度的升高,叶片压力面附近的流体向叶轮出口流去而不断加速,直到叶轮出口为止.在叶片的吸力面附近促使尾流的形成,两叶片之间截面相对速度与中心区存在差异,加速尾流并分离形成了旋涡.由叶轮内部流动属于分离流动模型,叶轮是对流体粘度反应最灵敏的过流部件,并且其水力损失具有突变性.在试验过程中改变叶轮的一些性能参数会影响试验性能,为了提高叶轮输送粘性介质时的水力性能,必须采取适当方法削弱或消除分离的尾流.为进一步研究输送粘油泵时的水力性能和优化设计方法提供借鉴.

核电站三级循环混流泵的三维湍流数值模拟

针对某在建核电站三级循环给水混流泵在多工况下高效率运行的要求,基于雷诺时均N-S方程、标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,对叶轮及蜗壳内部流场进行数值模拟,并预测其性能曲线.在清水实验台上进行性能测试,实验结果表明数值计算与试验结果吻合较好,但数值模拟和试验结果均显示该样机效率不达标,可以通过增大蜗壳断面面积以及减小叶片进口冲角进一步提高整机效率.

高比转数离心泵叶轮内空蚀两相流动的数值模拟

为了研究高比转数离心泵内部的空蚀流动,采用完整空化模型和混合流体两相流模型对比转数为177的离心泵全流道内空蚀流动进行定常数值模拟.根据计算结果,分析液相和空泡相主要流动特征及叶片上的静压分布,揭示叶轮内空蚀两相流场的内在特征,结果表明预测得到的空蚀现象与实际离心泵受空蚀现象的影响与破坏情况基本一致.

螺旋式离心泵性能的试验与分析

在分析螺旋离心泵特殊结构和性能的基础上,对某型螺旋式离心泵进行了试验。根据试验的结果,指出了影响螺旋式离心泵性能的几种因素,并对这几种重要影响因素进行了定性的分析。通过对该型泵试验结果的分析,提出了相对应的解决措施。利用这些解决措施对试验用泵进行了改进,得到了改进后试验结果,同时对改进前后的试验结果与设计参数进行了对比。结果表明,在泵的设计中几何参数的选择、叶轮出口安放角β2、叶轮与锥型吸入室间的间隙δ等是影响螺旋式离心泵性能的重要因素,并为以后泵的设计和优化提供依据。

斜柱塞斜盘式轴向柱塞泵锥形缸体设计校核方法及结构优化

针对斜柱塞泵锥形缸体较直柱塞泵柱形缸体结构及受力更为复杂的特性,考虑到现有的柱形缸体设计与校核方法不能较好适用于锥形缸体的实际情况,在柱形缸体设计校核理论的基础上,推导出适用于斜柱塞泵锥形缸体结构的泵的排量要求、缸体强度及刚度、缸孔与柱塞接触强度、最大相对速度、最大比功率校核公式.以锥形缸体体积最小作为优化目标函数,建立锥形缸体结构的优化模型.在同样的输出压力、输出排量及额定转速下,对锥形缸体进行优化后泵的体积比原来下降大约13%,泵的结构更为紧凑.

气动单向阀的流量特性参数测定

气动单向阀属于流通面积随进口压力变化而变化的气动元件,本不能使用ISO 6358测定其流量特性参数。但由于单向阀的全开压力较低,且其临界压力比b较大,故可以使用定压法、变压法和串接法测定其流量特性参数。在已知S和b的情况下,还给出如何求得任何压力差p_1-p_2下通过该单向阀的流量q_v。

直动式压电气动伺服阀阀芯运动系统建模分析

本文主要研究气动控制领域的直动式压电气动伺服阀。阀芯运动机构是该阀设计的核心部分,主要由作为动力源的积层式压电驱动器、柔性铰链微位移放大机构、阀芯、弹性回复机构以及相应的连接件组成。设计基于柔性铰链微位移放大机构的阀芯运动机构,结合有限单元法对阀芯运动机构进行静力学与动力学的仿真分析,验证理论分析,为直动式压电气动伺服阀总体设计以及控制策略的选择提供理论依据。

对ISO 6358-2等温容器放气法的评说和建议

该文对ISO 6358-2（2013）等温容器放气法计算临界压力比b值的方法的可信性提出了质疑。利用等温放气法测量C,b值,有两点需要讨论,第一,测流动中的气体压力,应流动达稳定时才能正确测量。对等温放气法,测气罐内的瞬态压力随时间的变化曲线,测出的瞬态压力与该时刻的真实压力有多大误差？第二,该偏差对确定C,b值会带来多大的影响？对C、b值的均方根误差分析表明,测量仪表的精度宜使用特级,不宜使用A级。特级测量精度计算b值的最佳的供气压力在0.2～0.5bar（g）之间,故对流通能力小的元件及有最低使用压力要求的元件,不宜使用本方法。对同一个被测阀,用各种方法测量其S值和b值,发现等温放气法测不出S值和b值,但用定压法和串接法,测出的S值和b值都非常接近。

气动消声器流量特性的研究

利用ISO6358—1（2013）变压法，通过测试，计算出气动消声器（以下简称消声器）的临界压力比6值在0．07～O．5范围内。该文指出，这个结论是错误的。原因是，对吸声材料是塑料纤维的消声器来说，在较高使用压力作用下，消声器材料会发生一定变形，导致声速流导C值变大。按此C值用变压法计算出的临界压力比6值会很低，甚至可能为负值。该文提出，使用作图法，可简便测出消声器的临界压力比6值和临界流态下的有效截面积S值（相当于声速流导C值），且测出值可信。

串接法中辅助元件的最优选择

使用GB/T 14513-1993标准规定的串接声速排气法,按文中指导选用快换接头或管接头作为辅助元件,能大大降低临界压力比的测量误差,仅为0.032~0.0425,这是用其他各种方法测临界压力比的测量误差中最小的。

气动位置伺服系统的建模与仿真

本文针对气动位置伺服系统的一些关键技术进行了研究,建立了系统数学模型,包括比例阀非线性特性的描述、非线性摩擦力的表示、以及执行元件在端位的机械限位动态过程的描述等,并采用Matlab/Simulink模块建立了系统仿真模型,以摆动气缸位置伺服系统为例,进行了仿真和实验数据对比。结果表明该数学模型较为精确,基于该数学模型的Simulink仿真模型较好的反映了气动位置伺服系统的特性,证明所建模型的合理性。

冲击式气扳机拧紧扭矩测量不确定度研究

该文主要研究冲击式气扳机拧紧扭矩测量结果的不确定度评定,按照标准JB/T8411-2006《冲击式气扳机》和GB/T5621-2008《凿岩机械与气动工具性能试验方法》要求,结合新型冲击累积扭矩测量设备,对动态冲击扭矩测量结果进行不确定度评定,验证了该设备扭矩测量的精度,同时为冲击式气扳机扭矩测量结果不确定度评定提供参考。

积层式压电驱动器的有限元建模分析

该文利用有限元分析法对直动式压电伺服阀驱动元件-积层式压电驱动器的静、动态特性进行了深入的分析,建立了积层式压电驱动器多层压电结构的有限元模型,得到静态与动态工作的分析结果。理论分析的结果表明,积层式压电驱动器具有较大的输出位移与输出力,以及具有良好的动态响应特性,由其构造压电伺服阀,不会限制系统的频宽,结合合理的放大机构与阀体结构,有望达到高速、精密的伺服控制。

小开度节流阀流场特征及空化流动的数值分析

基于两相空化流动的控制方程和湍流模型,对节流阀在小开度下的流场特征及空化流动进行数值分析。结果表明:流体在流经节流口时,流速急剧增加,压力迅速降低至液体的饱和蒸汽压以下,形成空化。当节流阀出入口压差增大时,出口边界流速明显提高,出口两侧的流速差异更加明显,且在低速流一侧形成涡流。并且,出入口压力差的增加、阀门开度的减小会导致空化区域扩大,强度增加。研究成果可为节流阀的后续优化设计和操作提供理论依据。

对串接声速排气法的评说与建议

针对串接声速排气法,对两个流量特性参数S、b值进行了均方根误差分析,表明该方法所测出的S值和b值可信度高。串接声速排气法可在最佳点测b值,且辅助元件的S值可在很宽的范围内选择,都能保证测出的被测元件的b值的正确性。通常,可以选直通型快换接头作为辅助元件,该接头b值大,且连接方便。该方法的测试设备成本低,测试时耗气量很小,被测件的通径不受限制,但是不能测出口无连接的气动元件。

气动高精度压力控制系统的建模及特性分析

为实现气缸容腔的高精度压力控制,设计一种采用比例压力阀控制、缓冲储气罐和无摩擦气缸串联的双闭环高精度压力控制系统。建立了该类系统完整的数学模型,模型包含阀口流动的非线性、储气罐和气缸内的压力动态、比例阀的动力学、储气罐和气缸连接管路的模型和基于实验数据的气体泄漏模型。仿真分析了气源压力、气源温度、储气罐容积、连接管路长度和直径等关键参数对系统动态性能和控制性能的影响,为压力控制系统各参数的选择和控制器的设计提供理论依据。

气动技术的发展与创新

近年来随着微电子和计算机技术的引入,新材料、新技术、新工艺的开发和应用,气动元器件和气动控制技术迎来了新的发展空间,正向微型化、多功能化、集成化、网络化和智能化的方向发展。从气动元件和系统两个方面对当前气动技术的发展和创新做了简单的介绍。

气动油雾器测试标准及改进设计

针对气动油雾器产品质量监督抽查和委托检测的结果,从行业标准入手简要介绍了油雾器的主要性能指标和测试方法 ,指出了主要存在的不合格项目。为解决压力降-空气流量性能不合格问题,在对油雾器进行结构分析的基础上,提出在不改变阻尼板材料和结构前提下,采用增加流通面积以增大流量的简单方法。并以某型号油雾器为例验证了方法的可行性和有效性。最后对油雾器行业标准的修订提出了几点建议。