轴向柱塞泵热特性及热力学建模实验研究

针对轴向柱塞泵在高压和高速工况下发热过快的问题,对柱塞泵热特性和热力学建模进行了仿真分析与实验研究。首先,在摩擦副发热理论基础上,考虑了泵内油液搅动摩擦与轴承摩擦发热源,研究了柱塞泵内发热机理和传热分析的热特性理论;然后,根据柱塞泵部件复杂和固流态域区分度高的特点,阐述了所采用的控制体积法原理,将泵划分为5个控制体积后,建立了以各个控制体温度变化为导向的热力学模型;最后,采用光纤光栅温度传感器和蓝牙无线温度传感器,针对不同的控制体节点设计了传感器封装结构和布置方法,共同组成了轴向柱塞泵在线热监测系统,并进行了在不同压力条件下的对照实验,对理论模型进行了有效性验证与分析。研究结果表明:对比实验和仿真结果,模型温度变化与实际误差值在5%左右,验证了该模型能准确地反映和预测泵热力学变化过程。该结果为柱塞泵热力学状态监测提供了故障诊断基础,并为液压系统热管理系统设计提供了理论基础和设计依据。

基于工况特征的高速插齿机静压主轴润滑特性研究

针对高速插齿机静压主轴在实际工况特征下存在润滑特性不明晰的问题,以摩擦学和流体力学理论为基础,采用有限元仿真法建立不同受载状态下的静压主轴流体仿真模型及流固耦合模型,基于实际工况特征探究不同工况参数下静压主轴的润滑特性变化规律。结果表明,油膜承载力、主轴轴套变形量及黏性阻力随径向增大而增加,而油膜刚度则是随径向载荷增大先减小后增加。轴套最大变形位置随径向载荷增大而不同。在相同径向载荷下,主轴冲程速度对油膜承载力基本无影响而黏性阻力随冲程速度增大而增加。增大供油压力可显著提高静压主轴承载性能但轴套最大变形量也有明显增大,同时会改变油液流动方向进而加剧油膜黏性剪切应力集中现象,最终使得应力集中区域油膜破裂出现润滑失效现象。

多级压差控制阀的设计与验证

介绍了多级压差控制阀的工艺参数、工作原理及结构特点,设计了一种应用于某核能开发工程项目减温减压装置的功能部件,并对其结构设计、密封形式、口径、压差的选取、强度校核进行了详细的阐述。为确保满足复杂的实际工况,对控制阀的基本误差、回差、死区、额定行程偏差、耐压强度、填料函及其他连接处密封性、泄漏量、额定流量系数、固有流量特性进行检验验证,为解决流量变化范围大、高变压差等复杂工艺参数工况阀门的选型提供了参考。专利号:ZL202223305670.3。

高压涡轮非对称叶冠表面热负荷特性研究

高压涡轮带冠叶片工作于高温、高压和高转速的恶劣环境中,导致叶冠容易发生掉块现象,这严重威胁到燃气涡轮发动机的安全运行。因此,有必要研究不同参数对涡轮叶冠表面热负荷变化的影响以及作用机制,该文着重分析不同叶冠结构、宽变工况对叶冠表面热负荷变化的影响,同时,根据叶冠表面壁面热流密度的分布和变化规律,对叶冠结构形状进行改进,最终达到降低叶冠表面热负荷的目的。研究结果表明:由于篦齿的密封作用,叶冠后缘容腔内的泄漏流流动比叶冠前缘稳定,导致叶冠后缘的壁面热流密度分布比前缘更加规律。宽变工况条件下,主要通过影响叶冠前缘的壁面热流密度分布进而改变叶冠表面的热负荷。最后发现对叶冠后缘切削10%的面积,可以降低叶冠表面热负荷高达19.2%,这为今后新型涡轮带冠叶片设计提供参考。

极复杂条件下过遗留煤柱强卸压技术管控研究

针对新疆急倾斜煤层大段高工作面过遗留煤柱安全开采问题,采用地质普查梳理遗留煤柱及采空区区域,并进行危险区域划分,通过采动影响及不同危险区域采用强卸压技术方案保证顺利通过危险区域。结果表明,根据遗留采空区及煤柱,分为东三石门保护煤柱、原安宁渠煤矿采空区遗留煤柱、原安宁渠采空区边界保护煤柱区域。在大段高采动下,采用“顶煤+危险区域顶板”致裂技术保障工作面顺利通过,由地表运动可知,强卸作用下的采后各区域的地表均产生不同的裂隙,生产过程中未发生动载矿压现象。

特大采高液压支架底板比压分析研究

为分析对比特大采高液压支架在不同工况下的底板比压分布,首先建立支架在正常工作加载、柱窝上方横向(纵向)加载、顶梁两端加载、顶梁前方(后方)扭转加载和顶梁受偏载几种工况下的原始三维模型,利用HYPERMESH对支架顶梁、掩护梁和前后连杆进行柔性化预处理,最后由多体动力学软件ADAMS建立支架的数值仿真模型。工作阻力由垂直施加于各种工况顶板的主动外载荷提供,并通过碰撞接触将外载传递给顶梁,然后经由弹簧阻尼系统等效替代的立柱及平衡千斤顶和由"旋转副"进行连接的支架各处铰接点传递到支架底座,最后由建立在底座底部的四排弹簧来平衡主动外载,使整个系统达到稳定。通过测取底座底部四排弹簧的力,可得支架在不同工况下的底板比压分布情况。结果表明:支架在不同工况下的底板比压分布情况各有异同;但整体来看,底座前端底板比压较大。

CO_2离心式压缩机高压缸转子变转速、变流量工况下轴向推力的计算与分析

在测量ＣＯ２离心式压缩机高压缸转子各级叶轮性能曲线的基础上，研究了变转速、变流量工况下高压缸转子轴向推力的变化规律，揭示了ＣＯ２压缩机高压缸转子在启动过程中容易发生窜轴事故的原因。针对５２万ｔ／ａ尿素装置实际生产过程的特点，提出了控制轴向推力大小。

极端工况下的高压柱塞马达密封环摩擦特性

为减少极端工况下因密封环摩擦磨损导致的疲劳断裂,保证马达的容积效率和可靠性。以法向正压力和剪切应力线性表示密封环摩擦力,并通过模态分析法和有限体积法分别研究系统多体动力学与缸孔内流体动力学,计算不同主轴转角、不同宽径比和弧面锥角下密封环的法向正压力和壁面剪切应力。研究结果表明:改变主轴转角引起的排量变化对摩擦力的影响较小;而密封环结构参数的变化影响明显,当宽径比小于0.3和弧面锥角小于1.8°时,摩擦力随宽径比和锥角增大而减小,在宽径比为0.3,弧面锥角为1.8°时摩擦力达到最小,最大缩减率分别为28%和25%;但当宽径比大于0.3和弧面锥角大于1.8°时,摩擦力随宽径比和锥角增大而增大;另剪切应力随着宽径比增大而增大;而受弧面锥角影响较小。研究结果为柱塞马达密封环减摩设计提供理论基础和依据。

高温高压和高速工况下SCO_(2)动压密封端面的热弹变形研究

在高参数工况下,超临界二氧化碳(以下简称SCO_(2))动压密封的端面容易发生热弹变形,从而影响动压密封性能,针对该问题,建立了SCO_(2)动压密封热流固耦合数值分析模型。在考虑了粘性耗散的基础上,求解了密封环温度场,采用CO_(2)真实物性数据求解了流体膜压力场,将温度场和流体膜压耦合到密封环上,求解了密封端面的热弹变形;对比研究了热变形和弹变形对热弹总变形的影响,分析了转速、压力和温度对密封端面热弹变形的影响规律,提出了减少热弹变形的方法。研究结果表明:SCO_(2)在动压密封高温下宜减小密封环的温差,以减小端面变形,高压下宜采用高弹性模量材料以减小端面变形,高转速下依靠动环热变形与弹性变形互相抑制关系以减小端面热弹总变形;密封环的端面最大轴向间隙与介质温度呈线性关系增大,与压力呈线性关系减小;转速则使其先减小,后增大。

高速高压圆弧螺旋齿轮泵漩涡空化数值模拟研究

为了深入研究圆弧螺旋齿轮泵在高速高压工况下吸油腔漩涡空化及其对齿轮泵性能的影响,以过渡曲线为正弦的圆弧螺旋齿轮泵为研究对象,选择全空化模型,应用计算流体动力学软件(PumpLinx)对圆弧螺旋齿轮泵在高速高压工况下进行了数值模拟,针对漩涡空化出现的位置、形成过程、演变过程及对出口流量特性的影响进行了研究。结果表明:在高速高压工况下,齿轮泵吸油腔齿背部边缘位置出现漩涡流动,从而产生漩涡空化,漩涡核心位置的空化现象最为严重,向漩涡的边缘位置空化程度逐渐减弱;该位置的漩涡空化呈现周期性的形成-发展-消失的过程;空化导致泵出口流量脉动和压力脉动增大,周期性的漩涡空化造成泵出口流量周期性波动,对齿轮泵出口流量产生不利影响。

高压共轨燃油系统喷油量的预测模型

[目的]为了给精确控制柴油机燃油喷射量提供基础支撑,针对预−主喷模式,提出一种以间隔时间、共轨压力和主喷脉宽为输入参数的主喷油量波动预测模型的构建方法。[方法]运用AMESim仿真模型进行模拟试验并采集数据,利用获取的数据得到单一工况下的间隔时间与主喷油量之间的关系;在上述基础上,考虑共轨压力和主喷脉宽对模型系数的影响,构建出完整的多工况主喷油量预测模型;使用多组不同组合的输入参数对所构建预测模型的准确性和可靠性进行验证。[结果]结果表明,构建的多工况主喷油量预测模型均方根误差为1.443 mm^(3),所需试验量可由n^(3)量级降至n^(2)量级。[结论]所提的预测模型具有较高的准确度,对基于模型的喷油量控制具有工程应用意义。

高压注水工艺管柱受力与形变分析

高压注水工艺管柱井下作业过程中的力学行为较为复杂,会受到浮重、活塞、横向、螺旋弯曲、摩阻及温差等基本效应的影响,使得注水工艺管柱产生轴向载荷及位移。通过分析注水工艺管柱在不同工况下的力学行为,基于VB6.0语言编制了井下管柱所受轴向载荷及形变量分析软件程序,并结合实例油田对注水工艺管柱在井下不同工况下的受力与形变进行了计算与分析,以确保注水工艺管柱在井下安全有效地工作。

合肥某超高层酒店空调供冷、供热系统方案

空调用冷热源方式、水系统压力分区及设备承压问题是暖通专业在超高层建筑设计中的重点及难点。在满足经济合理的前提下,确定合理的设计方案,是确保超高层建筑空调系统安全运行及系统方便维护的关键。

西部某成品油管道事故工况模拟分析

压力管道是管道输送工程的重要组成部分之一,其安全至关重要,在总投资中占有较大的比例,在设计阶段通过软件模拟事故工况,根据事故工况模拟结果合理进行设计,减少事故工况造成的损失。

宽程高压注射泵的设计与模拟

针对高压注射泵微型化发展过程中难以实现超微流量的精确计量与稳定输送等难题,采用四级注射泵单元设计,基于分级联控技术,通过步进电机细分,实现纳升/微升/毫升多尺度下高压流体的输送与计量。为了实现注射泵在高压工况下工作的要求,从材料、密封等方面进行相关的选型设计。ANSYS CFD模拟分析结果验证了注射泵在高压工况下恒定流动的可行性。

某超高层建筑空调通风设计的若干问题

结合工程实例,介绍在超高层建筑空调设计中应注意的若干问题。重点介绍空调水系统分区的设计、用户冷却水及冷却塔供冷设计时应注意的问题,以及依据标准层内外区划分变风量空调系统的优缺点,为超高层建筑的空调设计提供参考。

高压鼓风机采用高压变频技术的节能分析

本文叙述了转炉作业周期和高压风机工况;从电机负荷变化分析当前状况下,存在能源浪费的问题,提出采用变频调速的办法节能此较用人工降电流节能和用变频调速节能效果;得出变频调速是目前最好的节能方式。并分析了变频能够节能的原理及其应用;最后阐述了高压变频的原理,并就我厂转炉风机现状提出变频器的选择。

集成太阳能辅助供热的600MW高背压热电联产机组的运行及优化

为了解决太阳能辅助燃煤发电系统与太阳能辅助抽汽供热系统的余热损失增多问题,提出一种太阳能辅助高背压热电联产系统的优化改造方案。利用EBSILON软件采用数值模拟的方法,对改造前后机组的整体性能和改造后机组在不同发电功率、背压、热网供回水温度工况下的收益变化进行了分析,对比了改造前后机组的(火用)效率与经济性差异。结果表明:改造后的太阳能辅助高背压热电联产系统节煤更多,机组回收了集成太阳能产生的余热后供热能力增强;改造后的机组在低发电功率、较高背压和较低热网供回水温度时节煤更多;在低发电功率、较低背压及较高热网供回水温度时机组的供热能力更强;改造后的太阳能辅助高背压热电联产系统(火用)效率更高、系统的经济效益更佳。

服役工况下汽轮机平衡盘区域强度及间隙变化

以某超超临界机组的高压模块的平衡盘作为研究对象,利用ABAQUS软件建立高压模块的轴对称模型,并根据电厂实际运行工况的蒸汽温度压力数据计算加载边界条件,分析了实际启动和满负荷运行工况下高压平衡盘及前后密封区域的温度、应力和位移的变化及密封处径向间隙变化规律。研究表明:运行过程中服役工况下温度和应力产生了波动,在启动阶段最为剧烈,稳态运行时波动幅度较小;启动阶段径向间隙会明显减小。