循环水养殖系统管式射流集污特性试验研究

工厂化养殖池内的污物聚集效果是养殖池设计建造和运行管理的重要指标,对提升养殖技术和管理水平具有重要意义。针对一种典型的工厂化鱼类养殖池,对边侧管式射流系统驱动下的流场特性和污物聚集效果进行研究,探讨了射流角度、射流流速和循环抽吸方式等因素对养殖池内水体流场特性及污物聚集分布规律的影响。利用手持式ADV流速仪在养殖池内进行布点测量,获得各点流速数值,然后利用MATLAB软件进行流场插值构图,研究养殖池的流场分布特性;污物聚集特性采用图像法进行处理分析。研究表明:管式射流驱动作用下,流速从池心向外呈"V"型变化。在射流角度固定为40°条件下,射流速度越大,池心低流速区域范围越小,污物聚集效果越好。当射流速度达到0.3 m/s时,污物基本聚集于池心;在流速固定的情况下,对污物聚集效果存在一个最佳的射流角度,约为40°。池内循环抽吸模式对流场和污物聚集效果同样有着显著的影响。研究表明,采用底部抽吸时,排污孔附近的径向流速与切向流速均高于边侧抽吸模式,且污物聚集效果明显优于边侧抽吸模式。该研究成果可用于工厂化鱼类养殖池管式射流水力驱动系统的优化设计,在不影响养殖对象生长的前提下,可尽量提高射流流速,最佳射流角度一般为40°左右,并尽量采用底部抽吸模式。

工厂化对虾养殖池管式射流集污水力特性

工厂化养殖池内水体的流场分布特性直接决定了其对残饵、粪便等的排污性能。本实验研究了管式射流驱动模式下,射流角度与射流流速对养殖池内水体流场与污物聚集特性的影响。养殖池流场特性采用点式流速仪进行布点测量,利用MATLAB软件对流场特性进行分析。采用相机采集的养殖池集污效果图像,并利用Photoshop软件与自行开发的不规则图形面积分析软件对图像进行分析。研究表明,流速从池心向外呈"V"型变化,在射流角度固定的情况下,射流速度越大,池心低流速区域越小,污物向池心的聚集效果越好;在流速固定的情况下,存在一个最佳的射流角度,本实验在24 cm/s流速条件下,射流角度为40°时,池内污物聚集效果最优。结论认为在保证养殖对象生长的前提下,可尽量提高射流流速;在24 cm/s流速条件下,最佳射流角度在40°左右。本研究成果可为工厂化养鱼池、养虾池等管式射流水力驱动系统的优化设计提供参考依据。

基于FMECA的射流管式电液伺服阀可靠性分析研究

通过收集整理射流管式电液伺服阀在早期故障阶段、偶然故障阶段和耗损故障阶段等不同寿命阶段的故障模式,对故障信息进行分类、归纳和统计,并运用故障模式影响及危害性分析(FMECA)方法确定薄弱环节,通过综合分析故障机理为该类产品深入开展功能和可靠性分析研究提供相应参考。

射流管式伺服阀动态可靠性建模与仿真分析

射流管式伺服阀可靠性具有显著的随机性和动态性,而忽略故障维修影响或对不同维修效果建立相同模型会导致可靠性分析结果与工程实际偏差较大。为解决上述问题,提出了一种新型动态可靠性建模及仿真方法,该方法给出了不同维修效果相应的故障时间抽样方法,以维修成本率最低为原则建立了采用蒙特卡罗法的动态可靠性模型,并应用于射流管式伺服阀动态可靠性分析中。结果表明:射流管式伺服阀最优预防性维修周期T为70000h;同时求得了系统的动态可靠性参数,可使维修活动能大幅延长伺服阀系统的服役寿命,且利用蒙特卡罗法为动态可靠性评估提供了可行的依据。

射流管式电液伺服阀可靠性数字仿真

从射流管式电液伺服阀的基本失效分析出发,运用故障树分析理论,建立了以其不能正常工作为顶事件的故障树,并收集了各个底事件的失效分布函数。运用了蒙特卡罗方法与故障树分析相结合进行可靠性数字仿真,并以MATLAB为平台,编制了伺服阀的故障树仿真分析程序,得出了射流管式电液伺服阀平均故障间隔时间和在不同工作时间要求下的可靠度,为射流管式电液伺服阀可靠性定量分析、评估提供了一定依据。

射流管式伺服阀滑阀轴向配磨及零位特性测试系统的研究

射流管式电液伺服阀因抗污染能力强、灵敏度高、失效对中等特点,被广泛应用于航空、航天、船舶及民用等领域。介绍滑阀轴向配磨及零位特性测试系统的测试原理,利用系统建模与仿真软件AMESim建立了滑阀轴线配磨及零位特性的仿真模型,分析滑阀组件四边在不同重叠量下的配磨曲线及零位特性曲线。搭建滑阀轴向配磨及零位特性试验台,验证了滑阀轴向配磨及零位特性试验台的可行性及功能性,对提高伺服阀制造工艺水平,进而提升伺服阀生产效率有着重要意义。

冷却油路型射流管式伺服阀的热力学研究

射流管式电液伺服阀因抗污染能力强、灵敏度高、失效对中等特点,被广泛应用于航天、航空、船舶等领域。介绍了冷却油路型射流管式电液伺服阀的结构原理,建立了稳态传热过程的热流量方程。利用有限元软件ANSYS对冷却油路型射流管式电液伺服阀进行了热力学分析,并分析了力矩马达内部温度分布以及热梯度等物理量。试验验证了冷却油路型射流管式电液伺服阀的冷却效果,为冷却油路型射流管式伺服阀的结构设计、热力学研究提供了理论依据。

射流管式电液伺服阀环境试验分析

中船重工第七〇四研究所生产的射流管式电液伺服阀,具有高灵敏度、响应快、抗污染能力强等特点,已广泛应用于冶金、化工等领域的电液伺服控制系统。随着我国工业生产的快速发展,对伺服阀产品的质量和可靠性要求越来越高,因而对其工作稳定性的要求越来越高。该文从常规的环境试验项目对伺服阀的稳定性进行试验考核,验证了射流管式电液伺服阀在严酷环境下工作的稳定性。

射流管式伺服阀冲蚀磨损特性

射流管式伺服阀是一种典型的两级流量控制电液伺服阀,其喷嘴至接收器部位的流场最复杂,会因液压介质的污染而产生冲蚀磨损。以射流管式伺服阀为研究对象,将计算流体力学(CFD)理论与冲蚀磨损理论相结合,应用雷诺平均Navier-Stokes方程、标准k-ε两方程模型(液相)、离散相模型(DPM)(固相)和塑性材料冲蚀磨损模型,通过流体动力学软件FLUENT建立射流管式伺服阀喷嘴至接收器部位的可视化仿真模型,并进行了冲蚀磨损率的数值模拟和理论寿命的计算。研究结果表明:液压介质中的固体颗粒对射流管式伺服阀的冲蚀磨损主要集中于左右接收孔所夹中间内壁区域,磨损率最大值随喷嘴偏移量的增加而减小且此趋势左右对称。研究方法和结果对于射流管式伺服阀故障的定性分析、预测和理论寿命的定量计算具有重要参考价值。