基于CFD的双导轮液力变矩器流场模拟与试验研究

目的:针对双导轮液力变矩器两个导轮依次空转的仿真难点,提出一种导轮无叶片处理的CFD数值模拟方法,以便正确获取双导轮液力变矩器内部流场。方法:借助Solidworks对自行设计的双导轮液力变矩器进行流道模型抽取,采用导轮无叶片法模拟导轮变相点后的空转工况,利用ANSYS Meshing进行网格划分,得到3种全流道网格模型。运用ANSYS Fluent进行CFD数值计算,模拟转速比i=0.6中速工况下的流场特征。在液力变矩器试验台上进行样机的台架试验,得到其原始特性曲线。结果:CFD数值模拟能够准确预测双导轮液力变矩器的原始特性,仿真结果与试验结果较为吻合。泵轮与涡轮入口到出口的速度与压力变化趋势相反,两个导轮的速度与压力变化相对较小。结论:采用CFD数值计算并结合导轮空转无叶片法能够较好地预测双导轮液力变矩器的流场特性,为进一步优化设计提供理论参考。

线缆生产设备专用铝合金导轮研制及应用

针对3种不同工艺制备的Φ290×28卧式收线机导轮的材料成分、力学性能和组织性能的测试、生产周期、生产成本及导轮的应用情况等分析,发现定制的6061铝合金材料主要化学成分为1.12%Mg、0.71%Si、0.11%Cu、1.25%Zn及96.34%Al,1.25%Zn使铝合金冲压成形性能有较大改善。精密锻造工艺制备的导轮硬度为124HV,抗拉强度为325MPa,延伸率为14.25%,应变达到14.8%时材料才发生断裂,组织结构均匀致密,无疏松多孔缺陷。与利用铝棒进行机械切削加工和铸造成型切削制备导轮的两种工艺相比,导轮的硬度、抗拉强度、韧性、组织性能大幅度提升,导轮机械综合力学性能好,外观美观光洁度好,动平衡性好,整体质量好,而且生产成本下降50%以上,使用寿命长。可见,利用模具精密锻造铝轮胚体快速成型,经T6热处理和表面强化制备导轮工艺为最佳导轮生产工艺。

矿用孔内涡轮发电机涡轮与导轮叶数匹配研究

为研究涡轮与导轮叶片数匹配对涡轮发电机性能的影响规律,建立多种涡轮与导轮叶片数配合的涡轮发电机模型,基于CFD仿真技术对涡轮发电机模型进行三维非定常数值模拟,研究结果可为煤矿井下钻孔内涡轮发电机优化设计提供一定参考。

逆向技术在叉车液力变矩器导轮设计的应用研究

为提升新型叉车液力变矩器的研发效率,对叉车液力变矩器导轮逆向工程及3D打印技术进行了研究。通过光学扫描软件对液力变矩器导轮结构进行扫描和建模,并逆向成技术图纸,再通过金属3D打印技术快速增材制造,最后对导轮进行了工作性能试验研究。结果表明,本研究制作的导轮能完全满足加工技术要求和实际性能需求,逆向工程配合金属3D打印技术在叉车液力变矩器设计制造中具有明显优势。

关于活动式测斜仪的导轮结构的研究

活动式测斜仪是一种用于测量深层土体变形情况的精密仪器,在工程安全监测中起着至关重要的作用。除了倾角计的精度,测斜仪的导轮结构对测量精度和可靠性也有着非常显著的影响。该文分析了导轮结构在测斜技术中的机械原理,和导轮结构的扭簧力与测斜仪重量的比值对精度的影响,以及推导了失真倾斜角的计算公式。通过系统性的实验,揭示了扭簧力与重量的比值对测斜仪的下放情况、重复精度以及数据准确性的影响。该研究工作弥补了活动式测斜仪在导轮结构部分的技术空白,对测斜仪的设计和参数选型具有指导意义。

液力变矩器导轮流场数值模拟与试验

利用CFD分析软件对W305型液力变矩器的内部流场进行了仿真计算。采用混合平面理论处理旋转速度不同的各叶轮之间的相互作用。基于仿真计算结果,重点分析了导轮内流场的速度和压力分布情况,并将导轮内流场计算结果与试验结果进行了对比分析,结果表明流场计算结果具有较高的精度。

导叶可调式液力变矩器导轮特性研究

液力变矩器内部流动复杂,是非定常、不可压缩、三维、黏性流体的流动.可调式液力变矩器在三元件变矩器基础上增加可调导轮.在可调式液力变矩器可调导轮导叶存在多个开度的基础上,建立不同开度下的变矩器全流道模型;采用分离式求解器、SIMPLE算法及大涡模拟湍流模型对变矩器内部流动进行数值模拟.基于变矩器内部流场数值模拟结果,分析其流动特性,研究导轮的工作特性,得到固定导轮与可调导轮的作用,可为可调式液力变矩器性能改善和导叶的设计提供参考.

液力变矩器导轮叶片造型及优化设计

为减少叶片设计参数,提高设计效率,用儒科夫斯基型线进行液力变矩器导轮叶片造型研究.对儒氏型线进行简化,并采用尾部加厚处理,使其适应液力变矩器流动要求;构建儒科夫斯基导轮叶片型线模型,用该模型对一系列液力变矩器导轮叶片进行拟合.仿真计算与实验结果对比表明:处理后的儒氏型线能够精确表达已有液力变矩器导轮叶片,可以用于液力变矩器导轮叶片的设计.在集成式液力变矩器设计平台上,利用基于存档的小种群遗传算法对儒氏型线液力变矩器导轮叶片进行优化,结果显示:与传统叶片造型方法相比,儒氏型线可以利用较少的参数有效地进行液力变矩器导轮优化设计,缩短了设计周期.

带前置导轮的轴流泵装置模型试验结果及分析

结合新滩口泵站技术改造 ,利用前置导轮消除或减轻轴流泵汽蚀以及因进口流态不良引起的水力振动 .装置模型试验结果表明 :装上前置导轮后 ,叶轮进口断面的压力变均匀 ,振动减小 。

液力变矩器导轮空转特性无叶片数值仿真

分析了导轮在液力变矩器工作液体循环中的导流作用,在此基础上提出一种无叶片数值仿真方法。采用该仿真方法,直接获取了各导轮空转工况下变矩器的转矩特性和循环流量特性,并通过设定监控点来观测相应的导轮空转转速。与传统方法仿真结果和现有试验数据进行了对比,结果表明:无叶片法具有较高的仿真精度,并有效减少了导轮空转仿真的计算量。

多目标遗传算法在电梯主动导轮系统集成优化设计中的应用

介绍了一种基于多目标遗传算法的电梯主动导轮系统集成结构和控制器优化设计方法。在本方法中,电梯主动导轮结构参数和主动控制器参数同时作为优化设计变量,电梯系统性能和控制代价作为优化设计目标。这是一个复杂的多目标优化问题。由于控制器具有特定的结构,多目标遗传算法直接被用来求解该多目标集成优化问题。这样不仅可以避免权函数的选择,而且一次运行就可以求出所有的Pareto最优解。最后用一个实验室比例电梯模型作为例子来说明该设计过程。

潜油电动离心泵叶导轮的优化设计

通过对潜油电动离心泵的叶导轮内的液体质点的运动研究 ,建立其运动方式的速度三角形 ,同时研究影响叶导轮抽液性能的结构尺寸和性能参数。在此基础上 ,对目前使用的叶导轮进行优化 ,开发研制出单级高扬程的叶导轮 ,从而可以减少离心泵的级数 ,降低组装成本。

5万吨级前置预旋导轮结构设计及强度直接计算方法研究

目前各大船级社还没有针对前置预旋导轮及附属结构的明确的设计规范或规定。论文以一艘5万吨级散货船的前置预旋导轮为研究对象,采用有限元直接计算方法对导轮结构进行强度分析。对设计的结构进行了振动计算和强度校核。根据计算结果对结构进行了加强,形成的产品已经安装到实船。论文提出的导轮结构强度设计计算方法能满足工程应用需要,还可应用于同类产品的结构设计。

大型轴流泵前置导轮的研究

结合湖北南套沟泵站２８ＣＪ５６型大泵技术改造，提出在大型立式轴流泵进口加装前置导轮，解决叶轮淹深不足，或由于其它原因造成的水泵严重汽蚀及其噪音、振动问题．文中还分析了导轮的工作原理、汽蚀及能量特性、导轮结构及其对机组结构和性能的影响．理论分析结果表明，这种方法不仅可以用于泵站技术改造，而且能与大泵配套，扩大其吸人性能的使用范围．

基于格子Boltzmann方法的液力变矩器导轮流场仿真

研究了基于格子Boltzmann方法(LBM)的液力变矩器导轮内流场数值计算理论与方法.首先,提出了LBM中处理旋转周期性边界条件的方法.然后,分析了LBM中各项参数对于计算稳定性以及计算效率之间的影响.为了保证粒子迁移与碰撞计算的稳定进行,必须合理选定弛豫时间τ,从而避免在计算过程中平衡态分布函数feq出现负值的情形.此外,在LBM中运用大涡模拟(LES)可以降低计算稳定性对于弛豫时间τ选取的限制,在一定程度上提高计算效率.最后,在开源代码Palabos的基础上进行功能拓展,实现导轮内流场的仿真计算,得到了导轮尾迹区域瞬时非定常流动分布特征.结果表明,LBM与传统计算流体力学(CFD)方法相比,液流对导轮作用力的计算结果在数值上较为接近.然而,使用LBM可以获得详细流场形成过程的时间历程以及局部复杂的流动细节.

用导轮减轻固液两相流对离心泵叶片的磨损研究

本文提出了一种新型泵结构，即在叶轮进口增设导轮，以减轻固液两相流对离心泵叶片的磨损， 达到延长叶轮使用寿命、提高泵效率的目的；并通过试验，初步验证了其可行性。 （*导轮——是本文作者自己命名的一个安装于叶轮吸入口，与叶轮一直运动的“微形开式叶轮”，其作用是引导固体 颗粒从叶轮叶片非工作面侧进人叶轮，以减轻固体颗粒对叶片工作面的磨损。）

大型集装箱船节能导轮设计研究

采用CFD方法开展了大型集装箱船前置预旋导轮参数优选工作。首先参考节能装置母型设计了大型集装箱船的节能导轮参数,并进行了初步建模和水动力评估。随后开展了节能导轮的优选工作,主要针对导叶攻角、导管长度和扩展角三个参数进行了方案优选,对最终优选方案进行了评估,模型节能效果约为3%,并且预报实船节能效果约为4%,节能效果较好。通过流场分析可知,安装节能装置后,降低了螺旋桨引起的尾流旋转能量损失。项目研究可为大型集装箱船节能导轮设计参数选取提供参考。

带前置导轮轴流泵内流场数值模拟及性能预测

基于雷诺时均N-S方程和标准k-ε湍流模型,采用FLUENT软件,运用SIMPLEC算法,对设计工况下有、无前置导轮时轴流泵的三维不可压缩湍流流场进行了数值模拟.得到了轴流泵内部流场的压力分布、速度分布情况,并对分布情况的特征进行了分析,初步了解轴流泵内部流场的流动情况.最后,对不同流量下,有、无前置导轮时轴流泵的扬程、效率进行性能预测并分析.结果表明,加前置导轮后,轴流泵的性能不稳定区变窄,但效率有所降低.通过分析轴流泵内部流场特征,研究前置导轮对轴流泵性能的影响,从而可为其水力优化设计提供有益参考.

射频电导轮廓的概念及应用

提出了粗糙表面射频电导轮廓的概念及物理意义,介绍了与射频电导轮廓相关的技术指标和测量、计算方法,对射频电导轮廓在分析计算粗糙表面射频等效电导率、优化射频微波器件加工工艺流程等方面的应用情况进行了简介。实验表明,研究成果与实测数据相吻合。

表面复合渗镀耐磨合金导轮的研制

针对高速线材轧机使用的各种导轮材料存在的问题 ,研究了碳化物细化 -复合渗镀 -等温淬火 -深冷处理对Cr12MoV钢耐磨性的影响。应用该项处理技术制造的导轮 ,比镍铬合金导轮寿命提高 1倍。