生产肘形管用多丝嘴缠绕装置的设计

丝嘴是纤维缠绕机中不可缺少的部件,常见的纤维缠绕机中一个绕丝嘴对应一个缠绕工件,本文通过对不同形状与数量绕丝嘴的应用分析,阐述一种多丝嘴缠绕装置的设计,该装置采用多丝嘴水平圆周均布形式,实现了舰船用非轴对称肘形管的纤维缠绕成型。

大型肘形管专用缠绕机的结构设计及缠绕工艺实现

为了满足舰船用大型肘形挠性接管的生产需要,研制了新型龙门式肘形管专用缠绕机。它全新的芯模偏转机构,接模支架固定在回转台上,支撑刚度高,缠绕时芯模偏转稳定,配合立式绕丝头旋转机构,确保上下模具快速方便,大大提高了生产效率。

三轴运动肘形管缠绕机的控制方法

一个两端带有直管段的90°弯管是典型的非回转体,由于其纤维路径设计复杂,很难在常规的三维运动控制缠绕机上缠绕成型。利用多丝嘴回转盘旋转、主轴升降及主轴偏转三维运动控制,其机械运动路径简单,结合基本缠绕原理,易实现其缠绕成型。

小型泵站进水池改造为肘形进水流道水力性能研究

为了解决淮安市徐溜电灌站水泵进水流态差导致机组振动和水泵装置运行效率低下等问题,基于该电灌站的设计参数,采用三维湍流流动数值模拟方法对进水池及其改造为肘形进水流道的水力性能进行了研究,对两种进水型式时的泵装置能量性能进行预测计算,并对改造前后的流道及泵装置的流态和性能进行比较分析。研究结果表明:该站进水池具备改造为肘形进水流道的条件;原进水池方案的流道水头损失大、池内流态紊乱,改造后的肘形进水流道水头损失显著减小、流场平顺无旋涡,水力性能大幅度提升;改造后的泵装置水力性能较改造前明显提升,设计流量下泵装置效率提升5%以上。改造后现场水泵机组整体运行稳定,表明将开敞式进水池改造为肘形进水流道是成功的,可为同类型的小型泵站的建设和改造提供参考。

基于熵产的肘形吸入流道对管道泵性能的影响分析

针对肘形吸入流道造成管道泵效率降低的实际工程问题,为了对流场中的能量损失作出定向和定量分析,引入熵产理论对管道泵流场进行了分析。以比转数为190的单级单吸式管道泵为研究对象,对不同流量工况(0.5Q~1.2Q)下肘形吸入流道的管道泵性能开展了数值模拟和试验研究,并与相同参数下直锥形吸入流道端吸泵的相关特征进行对比,分析了管道泵内部流动损失的分布特征以及肘形吸入流道对泵内流动损失的影响机理。结果表明,湍流熵产和壁面熵产是总熵产的主要来源;随着流量的增加,整体水力损失呈现先减小后增大的趋势;吸入流道的改型并未改变不同流量工况下总体流动损失的变化趋势,但改用肘形吸入流道使得叶轮入口处流动不均匀性增加,主要增强了内部流动的湍流脉动,导致各流体单元的流动损失增加。另外,涡流和流动分离使得叶轮段局部呈现高熵产率,而肘形吸入流道使得叶轮段的高熵产区域分布更广;在小流量工况下,叶轮段熵产的湍流熵产比率最大可达约为90%。研究结果可为管道泵的优化设计提供理论基础。

基于RFID无源无线技术的环网柜肘形电缆头智能测温技术应用

为响应浙江电网多元融合的高弹性电网建设需求,研发并在实际电网中应用了一套基于RFID无源无线物联网技术的环网柜肘形电缆连接头智能温度在线监测系统,有效解决环网柜肘型电缆头被柜体密封而无法监测温度问题,同时挖掘沉睡资源、注重创新发展、大幅提高电网的安全抗扰能力,改善电网辅助服务能力,提高电网安全抗扰能力,推进新型电力系统建设。

肘形橡胶软管平衡性能研究

推导了肘形橡胶软管帘线缠绕的平衡角和实际缠绕角,利用非线性有限元软件MSC.MARC,分析了不同缠绕角的肘形软管在内压作用下的平衡性。结果表明,缠绕角大于平衡角时肘形管会外张,缠绕角小于平衡角时肘形管会内收;实际缠绕时,最佳平衡性点并不是在φ=90°时缠绕角为54.7°,而是要比这个角度稍小一些。

大型泵站肘形弯管进水流道数值优化研究

针对江都三站运行存在的主要问题,采用了直接求解基于时间平均的N-S方程雷诺和k-ε紊流模型方程组的方法,通过数值模拟预测肘形弯管进水流道内部流动,优选了肘形弯管的改造方案。改善了流速分布,使得该泵站装置具有了较高的性能。

基于CFD流动分析的泵站肘形进水流道水力特性研究

肘形进水流道是在大型泵站中最常用的流道形式,它与喇叭管进水流道相比具有水力损失小和宽度较小的优点.本文基于质量加权平均的流速均匀度优化目标函数和重整化群湍流模型,应用SIMPLEC算法,计算了泵站肘形进水流道内定常流动.基于FLUENT软件的CFD(computatical fluid dynam ics)流动计算,获得了肘形进水流道内部三维流动规律:其内部水流为逐步收缩的运动,分为水平收缩段、肘形弯管段和垂直调整段3个阶段.通过分析肘形流道各个断面的轴向流速分布,提出了新的叶轮名义高度的取值范围,并给出了流道主要控制参数的取值范围.计算流场与实验结果进行了比较,两者较为吻合,这表明采用计算模型和方法是可靠的.提出了新的优化设计思路,即先按照控制主要参数尺寸进行流道轮廓线进行设计,然后设计进水流道的各过渡断面,按照各断面平均流速光滑变化进行控制,最后通过CFD技术进行流场细节分析和水力优化.这将大大减少水力优化设计的工作量和难度.

肘形进水流道对立式轴流泵水力性能影响的数值模拟

为定量研究肘形进水流道对轴流泵水力性能的影响，实现性能预测，该文采用雷诺时均N-S方程和标准紊流模型，数值模拟了某肘形进水流道和轴流泵联合运行时的三维流场，获得了水泵的流量～扬程曲线、流量～功率曲线和流量～效率曲线，并与设计进水条件下的水泵性能进行了对比。在该肘形进水流道提供的进水条件下，在计算流量范围内，泵的扬程和效率分别平均下降约8．62％和5．74％，轴功率平均增加约3．56％，最优工况点效率降低了5．99％，流量减少了8．59％。通过5个肘形进水流道设计方案的计算对比发现，流道出口水流的偏流角与水泵性能的发挥密切相关，在相同流量下，水泵效率差值达4．34％。因此，为确保水泵高效、安全地运行，应重视进水流道水力设计优化和面向对象的水泵设计，改善水泵进水条件，减少进水流道对水泵水力性能的影响。

肘形进水流道水力优化仿真计算与试验

为了分析大型泵站肘形进水流道的开挖量与流道水力损失及内部流态之间的变化规律,对流道设计进行了研究.设计了8组肘形进水流道方案,其中1-4组方案流道底板上翘角度不同(方案1底板上翘角为0),5-8组方案流道后壁弯曲段半径R不同.基于雷诺平均N-S方程和标准k-ε湍流模型,运用SIMPLEC算法,模拟了额定流量下肘形进水流道的8组方案三维流场.结果表明:1-4组,底板倾角不断抬高.当底板上翘7°时,流道水力损失只有略微增加,流道进口底板较方案1抬高1.15 m;继续增加底板倾角,水力损失明显增加.5-8组,流道后壁弯曲段半径R不断减小.当R为1.03倍叶轮直径时,水力损失较方案1增加14.5 mm(水力损失以水头高度表示),整体流道底板抬高0.36 m;若继续减小R值,水力损失明显增加.对优选的底板上翘7°流道方案进行模型试验.换算到原型后,流道水力损失与计算结果基本吻合.

肘形橡胶软管内压作用下的平衡特性

对肘形橡胶软管内压作用下的应力和骨架帘线缠绕几何结构进行分析,推导出肘形橡胶软管管体骨架层平衡角的一般公式,并得到缠绕角控制方程。理论分析和试验结果表明,当骨架帘线缠绕角接近力学平衡角时,由此得到的肘形橡胶软管在内压作用下的变形较小,具有较好的平衡性。

基于GSA的肘形判据用于电力系统不良数据辨识

在分析GSA(gap statistic algorithm)数据挖掘技术应用于电力系统不良数据辨识的基础上,提出一种判断最佳聚类个数的肘形判据,该判据通过分析数据集的聚类离散度与聚类个数k的关系,按照各个k点的聚类离散度计算k处的肘形折角,并以最小肘形折角判断最佳聚类个数。将该判据与GSA相结合用于电力系统不良数据辨识。仿真结果表明:该方法不仅可以避免状态估计方法辨识的残差污染和残差淹没现象,而且可以克服单纯GSA辨识法在计算速度和辨识准确性方面的缺陷。对于大系统、数据量巨大的情况,该方法是一种快速高效的算法,具有很好的应用前景。

肘形进水流道优化设计与数值计算

为了提高泵站进水流道的设计水平,对应用最为广泛的肘形进水流道的型线进行了数学建模,并采用高级程序设计语言V isual Basic对工程图形处理软件AutoCAD进行二次开发,形成基于流道设计参数的优化设计软件,能够快速进行流道型线的绘制,并能使流道的型线自动符合流速渐变的原则。同时结合三维紊流数值模拟技术和流道的模型试验对流道的水力性能进行检验。通过工程实例说明,该流道设计方法快速、可靠,所设计的肘形进水流道具有出口流态较好、水力损失较小的优点。

泵站肘形流道流场可视化与仿真系统的研究

设计了肘形流道可视化与仿真的系统结构及实现环境 ,基于 CFD计算结果 ,运用流场可视化与仿真中的算法实现了断面流速可视化、流道流场整体可视化与局部可视化及流场仿真功能 。

出口段长度及弯肘段半径对肘形进水流道水力特性的影响

为了解出口段长度和弯肘段内、外半径对肘形进水流道水力特性的影响,基于雷诺时均方程和标准κ-ε湍流模型,采用通用CFD软件Fluent,应用SIMPLEC算法对肘形进水流道的三维内部流动进行了数值模拟,并引入优化进水流道目标函数作为评价标准,探讨了在保持肘形进水流道主要控制参数(流道长度L、宽度B、叶轮名义高度H/D等)不变的情况下,不同出口段长度和弯肘段内、外半径对肘形进水流道水力特性的影响。结果表明,在一定范围内随着肘形进水流道出口段长度的增加和弯肘段内、外半径的减小,出口断面轴向流速分布均匀度减小;流道对水流流动方向的调整作用增强,出口水流偏流角减小;流道水流流态变化加剧,水头损失增大。在开挖深度不变的情况下,可通过调整出口段长度和弯肘段内、外半径改善肘形进水流道水力特性。

帘线缠绕增强肘形橡胶软管耐压强度计算

在肘形橡胶软管内压作用下的应力分析的基础上,根据其几何结构,推导出帘线缠绕增强肘形橡胶软管耐压强度计算公式,分析结果表明:帘线缠绕增强肘形橡胶软管弯管段爆破压力低于直管段爆破压力,因此其耐压强度只需根据弯管段爆破压力进行评估。它与帘线强度、层数、缠绕密度、缠绕角度有关,而且还与其几何结构有关,在弯管段最外侧最薄弱。试验结果表明:肘形橡胶软管耐压强度理论计算值与试验值很接近,理论推算爆破位置与试验结果相符,这说明肘形橡胶软管耐压强度理论计算公式的正确性。

宝应泵站肘形进水流道混凝土温度应力仿真计算

根据宝应泵站的实际施工过程和现场环境,采用三维非稳定温度场和应力场有限元仿真程序,对该泵站肘形进水流道混凝土施工全过程的温度场和应力场进行时空动态仿真分析,分析了施工期泵站肘形进水流道混凝土结构裂缝产生的原因,提出相应的防裂措施。

肘形挠性接管冲击特性试验研究

针对肘形挠性接管特殊结构形式,提出了两根相同挠性接管对称或反对称安装测量方案,用于测量其不同坐标方向上的冲击特性。采用阶跃松弛释放法,测量了不同工况下肘形挠性接管冲击振荡的固有频率与阻尼比,从被测试件对应工况时机械阻抗测试曲线中获取了肘形挠性接管的端部等效质量,用于冲击刚度的计算,进而计算出阻尼系数。通过分析不同工况下冲击特性的变化规律,得到了一些初步结论,为抗冲击设计和计算提供了参考依据。

肘形进水流道在有压侧向进水泵站技术改造中的应用

在模型试验的基础上 ,优化水力设计 ,采用施工新工艺和新方法 ,使得泵站技术改造取得了极大的成功 ,消除了泵站振动危害 ,提高了装置效率 ,产生了一定的经济和社会效益 .