多泵切换对数字液压传动风力机工作特性影响的分析

多泵数字液压传动风力机可根据风速大小使相应排量液压泵参与工作,使液压风力机在整个工作风速范围内始终保持高效。但不同排量液压泵参与工作的切换会造成风力机液压传动系统流量发生突变并产生压力冲击,影响风力机工作特性和风轮对风能的吸收。在分析多泵数字液压传动风力机工作原理的基础上,对5 MW级多泵数字液压传动风力机的方案进行设计和AMESim仿真建模;进行恒定风速和变风速条件下液压泵工作切换的仿真研究,得到多泵切换时液压风力机的风能利用系数、液压系统流量、压力等工作特性的变化规律;搭建了5 kW风能能量多泵数字液压传递半实物仿真实验平台对仿真结果进行实验验证;研究结果为多泵数字液压传动风力机风能高效利用和稳定运行提供理论依据和技术参考。

弹用减压器工作特性仿真计算分析

针对弹用减压器的高可靠性需求,结合减压器出现的输出压力偏高、出口压力振荡等故障问题,对重要零部件如活门、弹簧、密封圈等,以减压器的使用环境条件、贮存条件以及工作载荷为基础,开展其全生命周期的复杂应力条件下的失效分析,识别其关键设计参数弹簧刚度和胶圈摩擦力及参数变化范围。根据减压器结构设计参数和进出口工作参数,采用AMESIM建立工作性能模型并通过试验验证模型的有效性。在此基础上结合失效分析数据建立减压器的多故障模式仿真模型,实现其多故障模式工作特性仿真分析,为开展减压器可靠性设计优化提供数据支撑。

基于Winkler地基离散元模型的复合地基褥垫层工作特性模拟

为了更为真实地反映复合地基的工作状态,建立了Winkler桩土地基、基础钢筋混凝土筏板和素混凝土保护层的复合地基离散元(DEM)数值模型并进行了标定。设计了一组L_(16)(4^(5))正交数值试验,以探究复合地基褥垫层厚度、桩宽、基础底板厚度、桩土刚度比的影响,对复合地基褥垫层变形形态、基础底面受力和桩土应力比等进行了分析。结果表明:不同因素对基础底板受力均匀程度的影响由大到小依次为褥垫层厚度、桩土刚度比、底板厚度、桩宽,不同因素对桩土应力比的影响由大到小依次为桩宽、桩土刚度比、褥垫层厚度、基础底板厚度;随着褥垫层厚度的增加,褥垫层变形由三角形模式逐渐扩展,直至形成等沉模式,同时褥垫层力链网络分布更加均匀,桩土应力比显著减小,当褥垫层厚度达到300 mm时,基础底面受力趋于均匀分布。

冠梁对既有-新增双层排桩支护结构工作特性的影响

以既有建筑增层开挖为研究背景,采用室内模型试验的方法建立地下空间向下增层既有-新增双层排桩支护结构模型,对地下空间向下增层过程中既有-新增双层排桩支护结构的工作特性进行研究,重点分析冠梁对既有-新增双层排桩支护结构桩顶水平位移和桩身弯矩的影响。研究表明,有冠梁约束时既有支护桩桩顶水平位移曲线比无冠梁约束时更平缓,增设冠梁能够明显减少空间效应对支护结构的影响;增设冠梁后,前后排桩的桩顶水平位移差由10.43 mm减少为0.06 mm,有效提高了前后排桩的整体性;既有支护桩桩顶增设冠梁后,既有支护桩桩身弯矩明显增大,而新增支护桩桩身弯矩变小。

一种碘工质电推进贮供系统工作特性研究

本文以碘工质电推进贮供系统为研究对象。比较了以往设计方案的优缺点,提出了一种碘贮罐粗调压,Bang-Bang控制器精调压,热节流管精确限流的设计方案。采用AMESim软件对该方案进行了仿真分析,对比了实验数据和模拟结果。研究了热节流管入口压力和热节流管内气态碘温度对输出气态碘流量的影响。分析了Bang-Bang控制器和热节流管的工作特性以及碘贮罐温度对输出气态碘流量的影响。结果表明:在0.2 mg/s-3mg/s的气态碘流量范围内,为实现±10%的控制精度,热节流管入口压力误差需≤±50 Pa或气态碘温度误差需≤±15 K;通过改变Bang-Bang控制器的压力控制上下限能够有效控制热节流管的输出流量,实现气态碘流量在0.2 mg/s-3mg/s的非连续变化,且大部分流量波动在±10%之间。碘贮罐温度变化±5 K时,输出气态碘质量流量误差仍小于±10%。研究结果说明该设计方案可明显降低碘贮罐温度控制难度,提高输出气态碘流量精度。

电动汽车CO_(2)空调涡旋压缩机变工况工作特性

为了提升电动汽车续航里程,研究了CO_(2)空调系统变工况运行性能及涡旋压缩机工作特性。构建了耦合涡旋压缩机一维通流模型的跨临界CO_(2)空调系统的性能预测模型,并利用试验数据校核了模型有效性。对比了压缩机简单模型与通流模型变工况条件下对系统性能预测的差异,分析了涡旋压缩机吸气预压缩及排气非对称流动的变化规律。结果表明:变工况工作条件下,用恒定效率的压缩机简单模型所预测的系统工作特性指数(系统制冷量与压缩机功耗之比),比用一维通流模型,最多高20%;压缩机吸气真空度是影响吸气预压缩程度的主要因素,压缩机转速从2500 r/min增至6000 r/min,吸气预压缩程度增加1.92%,容积效率提高4.72%;排气口通流面积变化主导排气腔压力非对称分布,减小压缩机排气腔压力非对称度,有利于提高压缩机等熵效率。

油田分层精细注水管柱的工作特性建模与仿真

分层注水技术能够有效控制采油井的油水比例,进而提高油田采收率。为了提升精细注水的合格率,研究智能分层注水管柱的工作特性建模方法。首先介绍分层注水的管柱结构,定性分析结构参数改变时各层段注水工作点的变化规律;然后根据管柱结构,基于达西公式、注水泵及配水器水嘴的流量特性,建立分层注水管柱的压力-流量参数工作特性模型,得到不同层注水工作点的求解方法;最后采用数值仿真方法观察分析稳态注水工作点的变化。验证分层注水管注工作特性模型,并通过图像得到:恒压注入和恒流注入模式下,井口阀组和井下水嘴开度改变,将会改变地面向井下解算和从井下向地面解算的压力-流量特性曲线的曲率或截距,进而得到稳态注水工作点变化规律。使两条曲线的交点(即注水稳态工作点)发生变化。

劈尖冲蚀变形对射流管伺服阀工作特性的影响

为研究射流管伺服阀前置级劈尖的冲蚀变形对伺服阀工作性能的影响,采用Fluent仿真软件,对射流管伺服阀的前置级进行冲蚀仿真,并将仿真结果与冲蚀实物进行对比分析,发现劈尖是前置级冲蚀最为严重的部位;根据劈尖冲蚀前后的前置级结构形状,构建前置级的数学模型,分析了劈尖冲蚀变形对前置级压力的影响。利用AMESim仿真软件,搭建射流管伺服阀的整阀仿真模型,研究了劈尖冲蚀变形对整阀工作性能的影响;通过实验验证了AMESim仿真结果的正确性。研究结果表明,劈尖冲蚀变形后,射流管伺服阀前置级的恢复压力和负载压差减小,导致整阀的阶跃上升时间延长,幅频带宽减小,但整阀的空载流量特性和压力特性几乎不受影响。

滚动转子式油气混输泵工作特性试验研究

滚动转子式油气混输泵正在天然气开采领域快速推广,其试验研究有助于为泵头理论分析和正向设计建立基础,对于实现高性能泵头研发和推动天然气开发具有重大价值。通过搭建宽工况、高稳定性、高精度的内循环试验平台,开展了某型滚动转子泵工作温度、压力、排量和功耗测试试验,完成了其工作特性分析,全面建立了泵头工作机制,证明了该类泵头性能的优越性。研究结果表明:在油气混输作用下,滚动转子泵的缸内气体增压过程趋于等温压缩,工作腔温升有限,排气温度能够维持在55℃左右。滚动转子泵虽然在天然气开发领域作为压缩机使用,但更多地体现了泵的工作特性:泵头实际排量与转速和进气压力呈正比,与进排气压差线性负相关;泵头容积效率与进排气压差线性负相关;泵头功耗与进排气压差线性正相关,但与进气压力无关,且随转速升高其增长幅度不断上升;滚动转子泵的出口压力脉动远低于往复式天然气压缩机,而其增压橇外输压力脉动几乎被完全削减,体现出了重大设备优势。研究结果可为油气混输泵的设计与应用提供参考。

柴油机高原环境工作特性分析研究

中国西部大开发为汽车工业与配套动力带来巨大发展机遇,高原环境特点对发动机产生很大的影响,研究高原柴油机增压技术非常必要。研究介绍高原环境气候特点,分析高原环境对柴油机增压技术工作性能的影响,提出改善柴油机性能的技术措施。以某4缸柴油机为研究机型,对比单级增压对柴油机变海拔条件下工作特性的影响,在4km海拔下分析叶片开度对柴油机性能的影响。表明选配二级增压可提高柴油机对海拔变化适应性。低转速工况可变二级增压柴油机叶片开度在40%~70%转矩最大,有效燃油消耗率最低。增大叶片开度可降低排气背压,提高增压器效率,有效降低油耗率;中高转速时热传损失随叶片开度增大降低。

基于AMESim的液压间隙调节器工作特性研究

对发动机配气机构及其关键部件液压间隙调节器的组成与工作原理进行了介绍,并利用AMESim软件搭建液压间隙调节器模型,给定凸轮转速输入信号,凸轮升程段工作路径与液压间隙调节器受力、位移、过流及高压腔压力的变化趋势一致,从而验证了模型的正确性。分析油液含气量、高压腔死区容积、油温、机油牌号对液压间隙调节器工作特性的影响,结果表明:随着油液中含气量的增加,气门位移减小;高压腔死区容积减小,气门位移的随动响应性有所提升;随着油温的升高,油液的粘度减小,泄漏量增加,从而导致气门位移减小;随着机油高温运动粘度的升高,相应运动粘度等级随之提升,油液泄漏量减少。

潜油螺杆泵工作特性与故障诊断研究

潜油螺杆泵采油技术受到油井复杂运行环境的影响,无法实时了解螺杆泵运行工况,出现运行故障而不能及时解决会影响油井产量。因此需要做好螺杆泵工作特性与故障诊断研究,准确判断与分析故障类型。

大型液压挖掘机工作特性联合仿真研究

为了研究目前国内最大吨位(斗容量15 m3、机质量260 t)的矿用正铲液压挖掘机工作特性,首先在小型挖掘机上对采用的机械系统动力学与液压系统联合仿真方法进行验证,通过对比试验与联合仿真结果,确认了联合仿真研究方法能够较准确地模拟挖掘机的真实工作环境。在此基础上,采用ADAMS和AMES im软件,对斗容15 m3矿用挖掘机工作装置与液压系统进行联合仿真研究,通过仿真获得了挖掘机整个挖掘过程中工作部件对各个转动轴的转动惯量,计算出各个液压缸的位移曲线、速度曲线和压力变化曲线以及铲斗齿尖挖掘轨迹。

螺杆泵工作特性曲线的数值模拟及应用

通过数值模拟方法定量获得螺杆泵工作特性曲线,评价螺杆泵在不同结构参数、不同工况、不同工作参数下的性能,为选井选泵、优化设计、工况分析与故障诊断提供基础。也是制定螺杆泵工作特性检测标准、评价产品质量、判断油井供排关系是否协调、工况是否合理的主要依据。

基于不同增压系统共轨柴油机变海拔工作特性模拟

以两级增压共轨重型柴油机为研究机型,采用GT-Power构建了其一维热力学仿真模型,对比模拟了柴油机采用两级增压(2,TC)和单级增压(1,TC)的变海拔(0、2和4,km)工作特性.结果表明:1,TC压气机效率在发动机低速和高速时随海拔升高而降低.对于2,TC,低压级压气机效率在发动机低速时随海拔升高而降低,而高压级效率随发动机转速增加呈先升后降,且在0海拔下高转速时显著减小;相比1,TC,2,TC在高海拔下低速时的排气损失率显著降低,但传热与摩擦损失率增大,同时泵气损失随转速增大逐渐高于1,TC;随EGR率增大,1,TC压气机效率呈先升后降,且随海拔升高而降低.2,TC低压级效率随EGR率增大而快速降低,而高压级效率呈先升后降,并在低EGR率时随海拔升高而增大;随EGR率增加,2,TC传热损失逐渐高于1,TC,但能显著降低高海拔时排气损失率和改善NO_x-BSFC之间trade-off关系.

空气钻井工作特性分析与工艺参数的选择研究

空气钻井是一种特殊的欠平衡钻井技术,采用具有极大压缩性的空气作为循环介质,具有钻速高、成本低、环保性好等优势,应用越来越广泛。空气钻井循环系统的压力分布、钻井装备的选择、钻井参数的合理配置与传统钻井方式相比有很大区别。在国内外现有空气钻井理论研究的基础上,通过建立压力分布模型,推导计算公式,编程计算,得到了空气钻井中压力分布规律、压缩气体流速场分布特点、空气螺杆马达转速受压力温度影响的变化趋势以及流体温度模型的改变对循环系统中压力分布的影响等结果。在空气钻井的工艺参数研究中,主要进行了最小气量和合理钻速的选择计算,结果是:环空中过流截面增大会造成最小气量取值变大,过流截面由小变大处是携屑最困难的位置;给出了排气量为1.2m3/s时,通用算例的合理钻速取值。

弯头对煤粉浓淡分离器工作特性影响的数值模拟研究

煤粉浓淡分离燃烧技术在低负荷稳燃、降低燃烧污染物排放等方面具有良好性能,得到广泛应用。由于四角切圆燃烧锅炉粉管布置要求,燃烧器前往往布置有弯头,弯头出口存在煤粉空气混合物速度和煤粉浓度分布的不均。该文采用试验和数值模拟方法,对一次风煤粉空气混合物流经弯头后形成的气、粉分布不均对浓淡分离器的工作特性的影响进行分析。试验和模拟结果表明,弯头结构和布置形式对煤粉浓淡分离器的分离效果、浓淡侧速度分布不均等都有重要影响。文中同时提出了具有前置弯头的浓淡分离器获得高分离效果及浓淡侧速度均衡的途径,为浓淡分离器的设计和运行提供参考。

固体充填工作面支架工作特性及顶板控制分析

以唐山矿9煤层充填工作面为工程背景,采用现场实测与数值模拟相结合的方法,对充填液压支架工作特性及工作面顶板沉降控制效果进行研究。研究结果表明:固体充填工作面矿压显现缓和,充填支架具有动压系数小的显著工作特性;充填支架的高效支撑对抑制顶板弯曲下沉及层间离层发挥了重要作用,实测充填工作面内顶板累计下沉量占开采高度的13%,工作面上方顶板离层现象主要分布在浅部4m范围内;支架支护阻力的提高可有效控制顶板下沉保证足够的充填空间,当支架支护强度由0.4提高到0.6 MPa时,工作面顶板下沉值降低15.6%,当支护强度继续提高时,支架对顶板下沉的控制效果开始减弱。合理的充填支架支护强度可以控制顶板下沉,保证良好的采空区充填效果,进而减小覆岩及地表变形。

可变二级增压柴油机变海拔工作特性数值模拟

以两级增压共轨重型柴油机为研究机型,采用GT-Power构建了其一维热力学仿真模型,对比可变二级增压(RTST)柴油机随高压级可变截面涡轮增压器(VGT)在不同叶片开度(20%~100%,)及不同海拔(0~4,km)下的工作特性.结果表明:不同转速工况下,空燃比和泵气损失随VGT叶片开度和海拔高度增加而降低.不同海拔下,随VGT叶片开度增大,低速时转矩与有效热效率先升高、后降低,高速时显著增大.随叶片开度和海拔增加,NO_x排放降低,soot排放大幅升高.海拔为4,km时,叶片开度从20%,增至100%,,低、高速工况的转矩和有效热效率均分别增加7.5%,和39.2%,,NO_x排放分别降低38%,和24%,;海拔为2,km时,不同转速工况下柴油机匹配RTST均能实现较高的EGR率(超过60%,).VGT叶片开度减小,EGR率快速增大,转矩及有效热效率降低,有效燃油消耗率(BSFC)逐渐增加,NO_x排放快速降低,soot排放先升高后降低.在EGR率约为35%,时,RTST柴油机综合性能达到最佳.

气举工作特性的实验与应用

研究了进气方式对气举提升性能的影响,通过改变气流喷嘴个数、喷射角度以及接气管布置方式来测试提升管出口端排液量、排沙量、沙颗粒浓度和提升效率.实验结果表明,进气方式的变化对气举提升性能有显著影响.当气量较低时,采用非对称布置喷嘴时其提升性能最好;当气流较高时,则需要采用对流体扰动较弱的进气方式以减小阻力损失,避免提升效率过低.实验还发现,气举的排液量、排沙量和举升效率都随着进气量的增加先增大后减小,即存在一个最佳气量值与之对应,但反应气举最佳工作特性的参数值几乎不能重合,因此要完全满足气举最优工况是很难实现的.另外,基于动量方程和能量方程建立了气举提升效率模型.