阜康抽蓄电站下库深厚覆盖层工程性质特征分析

阜康抽蓄电站下库覆盖层厚度达65 m左右,是以中、粗粒为主的漂石、砂卵砾石层,在平面和垂向上均无明显的分层特征,总体上整个深厚覆盖层可按同一土体进行评价。漂石、砂卵砾石层具有较高的承载和抗变形能力,深厚覆盖层的渗透系数为5.67×10^(-2) cm/s渗透能力较强。波速试验表明,漂石、砂卵砾石层的剪切波速自上而下逐渐递增,地层密实程度逐渐由松散到密实。研究区的主要工程地质问题为渗透变形和承载力问题,渗透变形破坏形式流土、管涌和过渡型均可存在,承载力问题则主要表现为地基不均匀沉降。

热容模式下片状Nd:GGG光学畸变的模拟和实验研究

基于二极管泵浦的固体热容激光器,采用有限元软件ANSYS模拟了泵浦光高斯分布条件下,圆片状Nd:GGG晶体内部的温度分布,计算并分析了热致折射率梯度和端面形变带来的光学畸变对热容激光器输出激光波前的影响。利用干涉法对介质的光学畸变进行了测量,提取出畸变的轮廓图,计算出等效热焦距,与模拟结果基本相符。结果表明:泵浦光与激光介质形状的不匹配将会使激光介质产生光学畸变,光学畸变的形状与泵浦光的形状密切相关。

非均布导叶对核主泵模型泵性能及压力脉动的影响

为研究核主泵模型泵导叶非均布对于其外特性及压力脉动影响,分别采用SST(剪切应力输运)k-ω湍流模型和分离涡模拟方法对泵内部流场进行了三维定常和非定常数值模拟,得到两模型泵外特性曲线和内部压力脉动情况,并对压力脉动进行时域频域分析。结果表明:采用特定形式的非均布导叶可以改善出口流动,提升模型泵多工况性能;导叶非均布对于泵内不同区域压力脉动影响不同,但其改变了由动静干涉产生的脉动频率分布,削弱了脉动幅值,有助于降低泵的振动和噪声,提高核主泵的安全性。

叶片不等间距对离心泵水动力噪声的影响

以一台六叶片单级单吸立式离心泵为研究对象,研究了叶片不等间距对离心泵流体诱导噪声的影响。首先基于转子自动平衡理论建立了3种叶片不等间距叶轮模型,并对模型泵全流场进行了CFD数值计算,以提取蜗壳及泄露流道壁面偶极子声源。通过振动试验与基于模态响应的振动计算结果对比,验证了模型泵振动噪声数值预测的可行性,并进一步借助直接边界元法完成了水动力噪声计算。对比叶片不等间距叶轮与原叶轮模型计算结果,分析表明:叶片不等间距布置后泵总声功率级与声压级频谱均整体明显降低,但各不等间距模型总声功率级差距较小,最大仅为0.5%;除原叶频及谐频处声压级峰值外,叶片不等间距模型在145 Hz及其谐频上产生了新的声压级峰值,噪声能量更分散,噪声频谱更平稳;最小角间距θmin=50°时模型更能兼顾叶频和145 Hz处辐射噪声特性,噪声性能更优。

旋涡泵压力脉动特性的研究

旋涡泵作为低比转速泵越来越多地应用于船舶、航天航空和化工等领域。但是旋涡泵内部的流体压力脉动会引起泵和装置的振动噪声问题,成为高性能旋涡泵设计应用过程亟待解决的问题。本文通过数值模拟和试验分析相结合的方法分析一台旋涡泵的压力脉动特性,并探讨通过非等距叶片分布方式以降低压力脉动的方法。结果表明:叶片均布条件下,叶频是压力脉动的主要频率,且在阻隔面附近叶频的幅值最大。与均布叶片旋涡泵相比,非等距分布叶片旋涡泵在不影响其性能的同时能够显著降低在叶频处的脉动峰值,但在叶频两侧产生了附加的频率,而振动总级有明显的下降。该研究为减小旋涡泵的压力脉动和泵体振动提供了一个可行方案,对含旋涡泵系统的减振降噪具有参考意义。

大港南部油田有杆泵井偏磨机理探讨及综合防治

大港南部油田部分油井抽油杆和油管偏磨严重,造成抽油杆断脱、油管漏失及频繁作业,严重影响了油田的正常生产。通过对165口因杆管偏磨造成抽油杆断脱、油管漏失的井进行调查分析,结合抽油杆下行阻力理论计算,发现造成杆管偏磨的主要原因是高冲次、高含水、低沉没度导致抽油杆下行弯曲和井斜变化大。结合生产实际提出了抽油杆底部集中加重、中性点扶正、配套应用大流道泵减少抽油杆下行弯曲;底部减少加重、偏磨段连续扶正、上部延伸保护和井口旋转减少井斜偏磨;确定合理的生产参数减少杆柱共振等综合配套防治技术。现场应用表明,提出的方法可有效地改善大港南部油田偏磨现象。

高压叶片泵瞬时流量分析

针对高压叶片泵在预升压过程中工作腔机械闭死压缩,排油区的油液通过减振阻尼的回冲过程改变了泵瞬时流量的波形,增大了流量脉动等问题,文章作者以VQ35泵为例,对高压叶片泵瞬时流量进行了仿真分析,得出了影响高压叶片泵瞬时流量脉动的主要因素是泵的工作压力和工作介质的体积弹性模量。

双作用子母叶片泵瞬时流量的分析

针对工作介质的可压缩性,以VQ45型泵为例,在考虑了预升、卸压闭死区和减振阻尼槽的引油作用时,对双作用子母叶片泵瞬时流量进行了仿真分析,计算了流量不均匀系数,找出了双作用子母叶片泵瞬时流量脉动的主要影响因素是泵的工作压力和工作介质的体积弹性模量.

多级串联柱塞泵流量波动性的研究与探讨

在单级柱塞泵流量波动性的基础上提出了多级串联柱塞泵流量波动性问题,并进行了理论探讨,得 出了有益的结论。

高压子母叶片泵流量均匀性

针对液压用油的可压缩性,研究高压子母叶片泵流量均匀性及其改善的办法。对液压传动领域中传统的忽略油液可压缩性的理论瞬时流量公式进行修正,建立考虑油液可压缩性时的理论瞬时流量数学模型,绘出理论瞬时流量波形图,计算出流量不均匀系数。通过研究泵的工况参数变化与流量不均匀系数的关系,确定影响高压子母叶片泵流量均匀性的主要因素是油液的体积弹性模量、泵的工作压力、转速和阻尼的结构型式及参数,而不是排油腔几何容积变化率的不均匀性。研究结果表明,选择合适的阻尼结构型式及参数,使工作腔在预升压过程中,由机械闭死压缩、阻尼倒灌及吸油区叶片伸出耗油而产生的瞬时损失流量在时域上叠加,并将叠加后的幅值近似为常值,可有效地改善泵的瞬时流量均匀性。

轴向柱塞泵瞬时流量的理论分析

针对轴向柱塞泵的流量脉动是工程噪声控制的主要因素之一,找出了轴向柱塞泵瞬时流量的影响因素,并运用计算机仿真分析给出了减小流量不均匀系数的方法.求得轴向柱塞泵瞬时流量脉动系数比工作介质不可压缩时大一个数量级,且与柱塞数的奇偶性无关.同时指出流量脉动系数最大的影响因素是油液的弹性模量和油泵的工作压力,其次是柱塞数.

多轴联动构造蠕动泵与针头的协调关系

为解决传统的蠕动泵点胶不均的问题,根据流量的等量关系,建立了一种虚拟的坐标函数关系.运用加减速的插补法构造出了泵与针头的协调关系,实现了两者的同步运行,从而很好地解决了针头在加减速过程中遇到的胶水堆积问题.结果表明,泵与针头的协调控制能大大提高了点胶精度.

凸舌油槽对摆线转子泵脉动特性的影响

为了改善摆线转子泵流场脉动特性,建立一种具有增加极限进出油面积的凸舌油槽结构模型。采用数值模拟方法,对凸舌油槽结构的摆线转子泵模型内部流场进行计算,分析了凸舌油槽结构对转子流体内部齿顶处、齿根处及最大啮合容积处压力脉动的影响,研究了转子轴向压力不均匀度以及轴向流场特性。结果表明:凸舌油槽结构能够有效改善摆线转子泵流场压力脉动;在齿根处压力脉动下降约25%,最大啮合容积处压力脉动下降约54. 2%,对齿顶影响不大;齿根处轴向不均匀度约3. 5%,齿顶处约17. 9%,最大啮合容积处约3. 1%;齿间容积越小,轴向流动阻力越大,使得高压流体沉积,导致轴向存在不均匀度。

阀滞后角对三缸泵排出空气包后流量不均度的影响

在考虑泵阀滞后角的情况下 ,推导了三缸单作用往复泵排出空气包后管路流量表达式及其傅里叶级数 。

凸舌油槽对摆线转子泵空化特性的影响

为了改善摆线转子泵的空化特性,提出一种增加极限进出油面积的凸舌油槽结构方案,建立摆线转子泵凸舌油槽结构模型,采用RNG k-ε湍流模型对不同工况下摆线转子泵的内部空化流动进行仿真模拟,分析摆线转子泵凸舌油槽结构在不同转速、不同转子位置时的空化特性,并对不同监测点的含气率及轴向含气率不均匀度进行分析,同时对不同旋转速度及不同进口压力条件下摆线转子泵的空化特性进行试验及对比分析。结果表明:凸舌油槽结构在3种转速下对空化均有所缓解,改善的空化位置主要位于靠近最大啮合容积处;高转速时凸舌油槽结构对转子区域内含气率改善最为明显,低转速下凸舌油槽结构对空化改善效果较小;空化沿轴向具有不均匀性,在进油侧最小齿间容积处、转子底部空化严重,而在较大的齿间容积处、转子中上部的空化更为严重。摆线转子泵的容积效率模拟值与试验值较为吻合,且变化趋势一致,不同进口压力下凸舌油槽的容积效率均高于原模型,凸舌油槽的空化特性优于原模型。

子母叶片泵配流盘复合阻尼对流量脉动性的影响

针对高压子母叶片泵在预升压过程中减振阻尼的引油过程改变了泵的瞬时流量波形,增大了流量脉动这一问题,在探讨复合阻尼的组合形式及改善流量均匀性机理的同时,对泵的瞬时流量进行了仿真,计算了流量不均匀系数.由仿真结果可看出:和传统的配流结构相比,在阻尼形式上采用复合阻尼可以有效地减小流量脉动.

转速变化对车辆用高压叶片泵性能的影响

考虑到车辆用高压叶片泵驱动转速的变化,对泵的工作腔预升压过程进行了建模,仿真出了预升压工作腔的压力、压力梯度及泵的瞬时流量随转速变化的曲线,计算了流量不均匀系数,得出了转速降低时泵性能急剧恶化的结论。

一种新型旋转悬绳器的研发及应用——以X区块为例

油井抽油杆在油管中上下往复运动,易造成不均匀磨损影响生产,X区块油井偏磨现象较为普遍。为了减缓磨损,延长设备使用寿命,针对油井偏磨的问题,基于均匀磨损的原理,研发了一种新型防止抽油杆偏磨的悬绳器,并进行了现场应用。实际应用表明:①设计主要指标是高度为169 mm,光杆小于等于25 mm,极限负荷为18 t;②该新型悬绳器能合理分配能量,自动旋转,使偏磨角度从35°扩大到360°,从而能延长磨损周期10倍以上,有效地避免因偏磨带来的一系列问题;③使用该悬绳器后,平均检泵周期延长60 d,保证了油井正常生产,提高抽油机井生产的综合经济效益。以上研究成果认识对于提高油井采油工艺技术具有一定的指导意义。

燃油系统旋涡泵压力脉动的控制研究

为了改善燃油泵噪声、振动、声振粗糙度(noise,vibration and harshness,NVH)性能,提高燃油泵声音品质,开展了燃油系统旋涡泵压力脉动的控制研究。采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟方法和理论分析方法分析燃油系统微型旋涡泵的压力脉动特性,并采用随机叶片分布方法设计了2种非均布程度不同的非等距叶轮。基于CFD数值模拟结果和理论分析结果,提出一种改进的非等距叶轮设计方法。燃油泵噪声试验结果验证了该设计与控制方案的可行性。结果显示:相较于等距叶轮,随机非等距叶轮燃油泵的中高频段尖锐噪声消失,NVH性能提升;随机非等距叶轮能够显著分散叶频峰值,非均布程度的增加显著增大了随机非等距叶轮的叶频脉动幅值下降幅度。因此,采用随机叶片分布方法,有助于改善旋涡泵的压力脉动特性,对改善燃油泵的NVH性能具有重要的工程应用价值。

曲柄连杆比对往复泵排量不均度及活塞惯性力的影响分析

针对单作用往复泵结构参数设置不合理导致的排量不均匀和活塞易损坏的问题,通过推导单作用往复泵排量不均度及活塞惯性力的解析式,得到排量不均度随往复泵缸数及曲柄连杆比的变化曲线,以及活塞惯性力随曲柄转角及曲柄连杆比的变化曲线,并提出了曲柄连杆比的优化建议。结果表明:排量不均度随着曲柄连杆比的减小而减小,曲柄连杆比的变化对单缸单作用往复泵排量不均度波动的影响最大可达60%;曲柄连杆比对排量不均度的影响随着往复泵缸数的增加而减小;活塞惯性力也随着曲柄连杆比的减小而减小,且其变化曲线的2个波峰逐渐向中间靠拢,直至合并;当曲柄连杆比降低到0.3以下时,活塞惯性力变化曲线在1个周期内的波峰减少到1个。研究结果可为单作用往复泵结构参数的设计和活塞疲劳分析提供理论依据。