A parametric study on unbalanced moment of piston type valve core

In this paper,the piston type valve core and the unbalanced moment on its bottom are studied.To decrease the influence of non-common geometrical factors,a simplified model of the piston type globe valve is proposed in this study.Based on the computational fluid dynamics(CFD)method,the effects of different geometrical parameters on the unbalanced moment existing on the bottom of the valve core,which include the bending radius of the inlet flow channel,the diameter of the special-shaped pipe,and the height of the valve core,are studied.Finally,the effects of geometrical parameters on the unbalanced moment on the bottom of the valve core are clarified by correction and variation classification and provide a basis for further optimizing the structure of the piston type valve.The results show that the unbalanced moment decreases with the increase of the bending radius of the inlet flow channel,but increases with the increase of the diameter of the special-shaped pipe and the height of the valve core.Moreover,the relation between the unbalanced moment and flow rate is proposed.

超声波燃气表燃气-空气关系计量特性研究

作为新型电子式计量器具,超声波燃气表具有宽量程、无机械传动结构、灵敏度高等特点。燃气表的计量特性评价一般采用空气介质。因此,空气介质和燃气介质下计量性能的一致性至关重要。采用扩展不确定度U=0.25%(k=2)的活塞式实气流量标准装置,分别对流量范围为0.04~6m~3/h和0.025~4m~3/h的1.5级超声波燃气表的燃气-空气关系性能进行试验。试验结果表明:1~#、2~#、3~#G4超声波燃气表在流量点q_(min)的燃气-空气平均误差偏移相对较大,而4~#、5~#、6~#G2.5超声波燃气表在各流量点的误差发生普遍偏移。这分别是由零点漂移和错波现象引起的。因此,在超声波燃气表的检验检测和计量性能评价试验中建议增加燃气-空气关系项目。试验结果可为国内超声波燃气表的技术研发和检定方法改进等提供重要的数据参考。

交通活塞风作用下H型隧道火灾烟气蔓延规律数值模拟研究

为探究非事故隧道交通风对火灾烟气蔓延的影响规律,基于理论分析,通过FDS数值模拟,研究了不同车流量产生的交通风速在H型隧道中不同火源功率情况下对烟气扩散、温度分布和流速变化的影响。结果表明,不同交通风在不同火源功率条件下,烟气扩散、温度分布和流速变化规律基本相同。随着交通活塞风速的增加,横通道两端压力差越大,火灾烟气运动到非事故隧道时间越短,在隧道内蔓延的长度越长;随着火源功率增大,火灾烟气逆流到事故隧道入口和扩散到非事故隧道内的时间越短,非事故隧道内流速场发生变化的时间越晚。

基于正交试验的压力计量仪泄漏量影响因素分析

针对0~250 MPa自动活塞式压力计量仪器的活塞系统,利用ANSYS Fluent仿真软件,仿真计算了不同压力、密封间隙、不同动力黏度条件下活塞系统泄漏量的变化规律。在压力为250 MPa时,间隙为0.02 mm,动力黏度为0.018 2 Pa·s,此时的泄漏量达到最大3.864 cm^(3)/s。通过正交试验对比分析得出各因素对活塞泄漏量影响的主次顺序依次为活塞间隙、压力、流体动力黏度。研究结果对研制高效率、高精度的活塞式压力计量仪器具有指导意义。

一种大型液压轴向柱塞泵的优化

以750 mL/r轴向柱塞泵为研究对象,对其在35 MPa高压、1600 r/min高转速工况下试运行出现的关键部件磨损、黏铜、损坏等现象进行分析。通过优化关键部件的结构参数,提高结构件硬度、表面粗糙度等措施,并依据行业标准进行出厂试验和型式试验,相比优化前试验结果,优化后的关键性能参数如溢流特性和摩擦磨损特性等得到明显改善,证实了优化方案的有效性。

火电厂除尘器脉冲阀主要故障分析与处理

结合火电厂除尘器的实际运行情况和日常维护经验,查找除尘器脉冲阀缺陷的产生原因并针对性地研制带减震功能的活塞式电磁脉冲阀以及加装可调直流稳压电源,以提升脉冲阀动作的可靠性,消除布袋积灰的安全隐患,提高除尘效率,有效保障了火电机组的运行安全。

活塞式排气阀机械结构优化与应用研究

海上电泵机采完井中常在电缆穿越式封隔器上配置排气阀,用于排出封隔器下方积聚的气体从而避免电泵气锁。常用的排气阀是通过液压控制本体内活塞进行轴向移动来实现排气通道的启闭,存在加工精度要求苛刻、加工成本高、启闭压力不稳定、防震防碰效果差及成品率低等问题。通过机械结构优化设计出一种新型排气阀,其启闭压力稳定性大大提高,同时下入深度由552 m增加到1000 m以内,具有加工组装简便、生产成本低、成品率高的优势。室内试验验证通过后,该活塞式排气阀被推广到渤海和南海电泵机采井生产中,并广泛替代了原有技术排气阀。

活塞式供粉装置中进气流量对粉末流化输送特性的影响

针对粉末发动机中活塞式燃料供给系统,设计一种内置进气通道式供粉装置。基于欧拉-欧拉双流体模型,在气体-粉末-运动壁面多个物理耦合作用下,开展进气流量对粉末流化和输送特性的数值仿真研究。研究结果表明:气固分界面主要在进气口上部波动;随进气流量的增加,气相作用范围和粉末层(粉末体积分数ε_(p)=0.1)面积增大,不同进气流量下的拟颗粒温度峰值主要存在两相喉道附近,锥形收敛段头部位置和两相喉道处的气固两相速度随进气流量增大而增大,粉末面平均体积分数随进气流量增大而降低;当流量比为0.10%时,出口处的粉末在输送后期会发生突喷现象,且粉末储箱内压力出现明显的跃升和骤降,当流量比为0.33%时,出口粉末流量波动和粉末储箱内压力波动相对稳定,当流量比为0.56%~1.25%时,出口粉末流量和粉末储箱内压力分别表现出相似的波动规律,但波动幅度较大。研究结果为发展高效的粉末输送装置提供了理论参考。

斯特林机活塞杆帽式密封结构改进研究

为解决斯特林机活塞杆处介质泄漏的问题,对其帽式密封结构进行改进,并利用有限元分析软件ANSYS建立其二维轴对称模型;基于实际运行工况,分析比较改进密封结构的性能指标,并通过改变边界条件,探究介质压力、摩擦因数及活塞杆运行速度对改进密封结构性能影响规律。结果表明:改进的密封结构消除了原有结构O形圈的应力集中问题,提高了最大接触应力,且在增加有效密封面积40%的同时又将O形圈的最大等效应力降低了近50%;3个关键参数中介质压力对密封性能的影响力最大,对于改进密封结构,在介质压力为6~8.5 MPa时其密封性能最佳。

基于能量增强的双斜式轴向柱塞泵滑靴磨损故障诊断方法

针对盾构机等大型设备用双斜式轴向柱塞泵故障诊断中滑靴磨损故障特征信号易被湮没的问题,提出了一种基于能量增强的双斜式轴向柱塞泵滑靴磨损故障诊断方法。首先,考虑到双斜式柱塞泵滑靴磨损会造成轴向、径向两个方向的振动,对发生滑靴磨损故障下的泵的力学特性进行分析,确定了敏感频率范围;其次,考虑到故障信号易被湮没,将轴向和径向的振动信号分别进行小波包分解,进而得到轴向和径向的振动信号的能量谱,并将轴向与径向敏感频率范围内的能量谱进行叠加,增强故障特征;最后基于试验数据进行验证,对比正常状态与滑靴故障状态下的能量谱,可以有效提高故障诊断的准确度。

高压气动减压阀在液压系统中的特性研究

液压系统中常使用减压阀控制出口压力,节流阀和调速阀控制出口流量,但常规减压阀最小可控压力通常在0.35 MPa以上,节流阀和调速阀最小可控流量在0.2 L/min以上,然而控制压力范围在0.1~0.35MPa、流量范围0.05~0.2 L/min的常规阀并不多见。以一种二通高压活塞式气动减压阀结构形式为研究基础,将其应用在液压系统中,作为0.05 L/min低流量稳定调速阀使用。通过结构形式分析,建立活塞式气动阀数学模型,并利用AMESim软件搭建仿真模型,对其关键结构参数在液压系统中调速特性的影响进行研究。同时对比气体与液体介质,对此类阀流量压力等特性的影响。可指导此结构形式阀在液压系统应用研制。

双斜盘轴配流轴向柱塞式液压电机泵的实验研究

研制了一种双斜盘轴配流轴向柱塞式液压电机泵样机,并通过实验研究了样机所能达到的性能:理论排量7 mL/r、额定工作转速6000 r/min下公称压力20 MPa;5000 r/min下最大工作压力30 MPa;液压泵部分的容积效率达到91%以上。测得液压电机泵总效率最高值到达61%,中等转速区间(2000~4500 r/min)和压力区间(10~30 MPa)范围内总效率在0.56~0.61。实验表明,此类型液压电机泵,转子黏性阻力损失和配流轴间隙处的泄漏损失是两大主要损失,温度对这两大损失分别有明显的减少和增加作用,通过改善散热条件、选取合适的配流副间隙和使用低黏度液压油,有望更进一步提高样机的总效率。结果表明:适度提高液压电机泵的工作转速和提高电机的电流密度可以显著提高液压电机泵的功率密度,但转速过高,会带来较大的黏性阻力损失;采用较低工作转速、偏细长型的转子,采用低黏度液压油和取合适的配流副间隙,并且改善散热条件等,都是提高轴配流液压电机泵总效率的有效方法。

活塞式标准体积管发展现状

标准体积管是一种常见的检定液体流量计的流量标准装置,其结构简单、使用方便、应用广泛,特别适合现场校准,但目前仍缺乏对体积管发展现状进行系统梳理的研究。针对此问题做了深入的文献调研,主要研究内容为:回顾国内外标准体积管的发展历程;简述标准体积管的基本原理和应用场景;对比分析不同类型体积管的性能特点;归纳了体积管的未来发展方向,为下一代体积管技术研发提供参考。

高压轴向柱塞泵缸体抗空化结构分析

针对高压轴向柱塞泵缸体内油液空化现象,分析缸体倾斜式柱塞腔和腰形孔抗空化结构对空化的抑制情况。基于Pumplinx仿真分析平台,对柱塞泵工作过程中缸体柱塞腔内气体体积分数进行仿真分析,分别探究缸体柱塞腔倾斜角度和腰形孔倾斜角度对空化的抑制情况;通过Kriging插值预测已知参数邻近未知参数,解析抗空化最优结构参数。结果表明:缸体腰形孔和柱塞腔倾斜最优角度分别为75.3°和9°,柱塞腔内气体体积分数分别降低了1.2%和1.7%。

高速动压式胀圈密封温升变形及试验研究

针对高速旋转机械的高转速、低磨损和长寿命的要求,研制出非接触且磨损小的动压式胀圈密封,但是当密封设计不当时,密封环变形会严重影响其密封性能和稳定性,因此,本文针对动压式胀圈密封结构参数对温升、变形的影响展开分析。利用有限元分析软件建立流固热耦合分析模型,通过数值模拟和试验相结合的方法分析胀圈动静环主要结构参数对密封环温升、变形的影响规律,基于响应面法对密封进行多参数结构优化。研制出动压式胀圈密封的试验样机及试验系统,并进行实际运转试验。结果发现,动压式胀圈密封可大幅降低密封温升和摩擦磨损,从而提高其密封性能和稳定性;减小螺旋角、选择合适的槽坝比可降低密封环的温度峰值和变形峰值;减小轴向厚度可降低密封环端面温度和变形,减弱端面温度分布和变形分布不均的程度;增大压差可降低切口间隙端面的最大变形和变形不均的程度,增加转速可降低主密封面变形峰值。研究结果为解决旋转设备轴承腔的高速密封难题提供了新思路和新方法,为动压式胀圈密封的结构设计提供参考,并促进其性能提升和工程应用。

大口径活塞式调流调压阀流动特性研究

活塞式调流调压阀用于实现管线不同流量和压力工况间的转换,其良好的调节性能和流动特性对管线系统的安全高效运行意义重大。中小口径活塞式调流调压阀技术成熟,应用业绩丰富,DN2000 mm直径以上大口径活塞阀工程实例少,实际运行数据匮乏,其运行稳定性和调节可靠性有待深入研究。以LHX941-16Q-DN2200型大口径活塞式调流调压阀为研究对象,通过模型试验和CFD流场分析计算,研究了不同压差、不同开度工况下,阀门流量系数、流阻系数、泄放流量等核心流动特性参数,通过模型阀CFD计算和模型试验结果对比,验证模型阀结构设计的合理性。结果表明:流量系数随着阀门开度增加逐步增大,流阻系数随着阀门开度增加逐步减小;小开度时流阻系数较大,流态紊乱,各工况点流量系数、流阻系数试验值与计算值偏差较大,随阀门开度增加流阻系数下降明显,大于20%开度以后流阻系数-开度全线较为平稳,且模型阀流态趋于稳定。模型阀结构设计可直接用于指导原型阀生产和制造。

球面配流副油膜动态耦合建模及求解方法

柱塞泵摩擦副多场耦合建模及求解是柱塞泵失效机理研究及可靠性提升的基础,针对双斜式柱塞泵球面配流副多场耦合模型求解难的问题,提出油膜厚度场-压力场-温度场动态耦合模型及求解方法。在球面配流副受力分析的基础上结合雷诺方程和能量方程建立球面配流副油膜厚度场-压力场-温度场耦合模型;基于有限差分法和牛顿迭代法求解动态耦合模型,温度场、压力场、厚度场间相互耦合变化;通过仿真求解,与现有模型进行对比,结果相近且更符合实际,验证了所提模型及求解方法的有效性。

热水采暖系统恒温控制阀结构的分析与改进

比较分析了6种不同的流量控制结构形式,在考虑经济实用的情况下,对比了截止式和活塞式两种结构的流量和关闭压力,对活塞式控制阀进行了验证和讨论,希望对实际生产提供参考。

基于Altair Inspire软件的内燃机活塞结构优化研究

在保证发动机经济性、舒适性、可靠性的前提下,制造活塞时如何减少材料的投入进行轻量化设计,为此优化设计尤为重要。基于铝硅合金材质的活塞,利用Pro/E软件进行三维建模。确定优化设计方案,在合理的范围内减小尺寸,降低质量。使用Altair Inspire软件,确定建立模型的材料之后建立活塞头部优化设计模型,对自动几何重构得出的模型进行有限元分析。发现不能满足要求,为此根据约束条件和负载情况,基于拓扑优化原理,采用手动几何重构的方法,对活塞设计空间部分进行X型优化设计,同时基于仿生设计学进行拱型优化设计。经过有限元分析对比得出最优活塞模型,进而确定最终优化的结果。

POC型煤气柜活塞倾斜故障分析及改进措施

对本钢板材股份有限公司能源管控中心新建的POC型煤气柜活塞倾斜度测定误报警原因进行了分析研究,制定了相应的改进措施。