轴配流液压脉冲发生器内泄漏规律研究

为了探究轴配流液压脉冲发生器的内泄漏影响因素,利用Solidworks建立简化的间隙流场模型,通过ICEM进行网格划分,使用Fluent软件进行流体仿真,以开度、高压侧间隙高度、偏心量、入口压力作为变量,计算不同高压侧间隙下的周向、轴向的泄漏量并进行比较,得到了转阀内泄漏变化的规律。结果表明:高压侧间隙高度是影响内泄漏量的主要因素,且周向泄漏量大于轴向;低压工况下,各偏心量的内泄漏量基本不变,而高压时偏心量对内泄漏量有明显影响;开度对内泄漏量的影响取决于腔体窗口是否与阀芯高/低压侧连通,腔体窗口的通断使内泄漏量产生约0.5 L/min的突变,不利于保持内泄漏量的稳定;入口压力的升高总使内泄漏量增加,在同样的压力下,高压侧间隙高度或偏心量越大,内泄漏增量越大。

钻具旋转时同心窄间隙环空流动的数值模拟

钻井过程中,当循环钻井液在井眼环空中作轴向流动时,由于钻具旋转而导致周向运动的出现,整个环空中因此形成螺旋流动,从而可能会对环空(特别是窄间隙)摩擦压降存在潜在的影响。对此,本文借助数值模拟软件,对同心窄间隙环空中钻具旋转下的层流流动进行直接数值模拟计算并分析。其中,钻具理想化为钻杆或圆柱体;钻井液则选用3种不同流变参数的宾汉流体。当前数值模拟计算结果表明,在不同钻具/杆转速下,PLR(压损比)几乎保持不变;这就表明,钻具/杆旋转过程中,并不会引起环空中摩擦压降的显著变化;然而,对比一些经验公式后发现,除了Ooms(1999)的公式能与当前计算吻合外,其余公式均不能反应该现象。进一步地,通过观察环空压力沿径向的变化过程时,结果表明,在当前180 rad/min范围内,压力沿径向几乎不变;即使当转速增大到600 rad/min,这种径向变化也十分有限,占比大约是2×10^(-5)量级。因此,在当前工程应用范围(钻具转速在180 rad/min以内)内,钻具旋转既不会导致轴向摩擦压降增大,也不会引起压力沿着径向显著变化。本文研究结果为实际钻井过程中对钻具旋转引起的摩擦压降的估算提供了一些参考,有助于优化钻井工艺和设备设计,提高钻进效率和安全性。

一种高效磁流变阀及其特性测试

介绍了一种同时具有圆环形和圆盘形阻尼间隙的磁流变阀的原理、结构及其模型,建立了测试磁流变阀的磁流变液压执行器系统及基于dSPACE实时仿真系统的虚拟测试系统。研究结果不仅显示实际测试结果与理论模型的一致性,而且表明当电流增加到0.80A时同时具有圆环形和圆盘形阻尼间隙的磁流变阀能产生最大压降,并且在一定压力作用下对磁流变液具有最佳阻断能力。

磁流变复合液压执行器及其效率研究

介绍了一种可同时实现定位(驱动)与可控阻尼的磁流变复合液压执行器的原理及系统结构,研究了在入口压力较高时磁流变阀不可能完全理想关闭情况下桥式磁流变阀路的效率问题,建立了基于桥式磁流变阀路的磁流变复合液压执行器定位(驱动)时的效率模型。

环形缝隙流量公式再探讨

对于液压元件其使用的寿命,使用的性能好坏取决于诸多方面。其中一个主要的影响因素是环形缝隙的流动,影响间隙流动的因素有阀芯尺寸,油液参数。根据流体公式的论证,环形间隙的大小和其可以通过的流量呈三次方关系。环形间隙的变化也直接导致了如阀件泄漏量突变的直接原因。结合以往处理液压系统中的发热,卡死和不建压等非正常现象,说明液压元件的选用材质,加工方法和表面处理工艺将直接导致设备在长期使用过程中的性能。设备早期选用成本较低的液压元件会导致后期维修成本的大幅提高。