钻井液提升阀流量系数的测定

以钻井液作为介质,对锥阀、球阀、板阀3种阀芯4种不同结构的阀座形式在不同开度下的流量、压力进行测量和计算,得出了各种条件下钻井液提升阀阀口流量系数及其规律,并与水压阀阀口流量系数进行对比分析.结果表明:阀座倒角角度和倒角长度对锥阀及球阀阀口流量系数有较大影响,对板阀影响较小;背压存在与否对板阀流量系数变化规律影响较大;与水压阀相比,钻井液提升阀阀口流赶系数略高.     

阀盘的运动特性与泵阀失效机理

对钻井泵阀阀盘运动特性进行了计算分析，结果表明，泵阀密封面联接磨损的磨损速度与密封面上的接触比压成正比，泵的冲次是影响阀盘运动规律及对阀座产生冲击的重要因素，泵阀产生磨料磨损的疲劳磨损的主要原因是泥浆，阀盘和阀座的冲击，冲蚀磨损导致泵阀的刺     

不同阀座半锥角条件下的锥阀阀口流场仿真

针对锥阀阀口在小开度条件下的高速喷流容易产生气穴的特性,采用流固耦合的方法,模拟锥阀在真实开口情况下的流动状态,研究在不同阀座半锥角条件下阀口的流动特性.通过仿真计算表明,不同阀座半锥角对阀口的流动特性有显著的影响,通过合理选取阀座半锥角,可改善阀芯的稳定性;同时减小气穴区域,可改善阀口出流的流动特性.     

空化流动下液压锥阀所受推力的数值计算

为寻求一种较准确的方法来计算油空化流动下液压锥阀所受的推力,通过对Fluent软件中壁面函数、空化流动模型及模型参数的分析、选择和调整,经数值计算并与实验数据的对比结果表明:采用可缩比例壁面函数和Zwart-Gerber-Belamri空化模型,在空泡半径为1μm,蒸发和凝结校正系数分别为0.4和0.000 1时,空化流动下锥阀所受推力的数值计算结果与实验结果吻合良好.并用所述模型研究了锥阀锥角及阀座倒角长度对锥阀阀口空化的影响.结果表明:阀芯锥角越小,阀座倒角长度越小,阀口空化强度越弱.     

阀盘的运动特性与泵阀失效机理

对钻井泵阀阀盘运动特性进行了计算分析。结果表明，泵阀密封面联接磨损的磨损速度与密封面上的接触比压成正比，泵的冲次是影响阀盘运动规律及对阀座产生冲击的重要因素，泵阀产生磨粒磨损和疲劳磨损的主要原因是泥浆、阀盘和阀座的冲击，冲蚀磨损导致泵阀的刺蚀。因此，优化泵的工作参数是提高泵阀的密封性能、延长其使用寿命的重要途径。     

高压压裂泵配流阀流场特性分析及结构参数优化

针对高压压裂泵配流效率低、配流阀工作寿命短的问题,通过流场特性仿真对配流阀的结构参数进行优化。分析阀盘升程及锥角对阀内压力、阀口流速及流量系数的影响,得出合适的阀盘升程及锥角参数。结果表明:阀盘底部所受压力最大,阀口流道中靠近阀盘底角处流体速度最大,由于流体速度方向的变化,在靠近阀座处出现固体颗粒堆积;阀盘锥角一定时,阀口流体流速及流量系数随阀盘升程增大而减小;阀盘升程一定时,阀口流体流速随阀盘锥角增大而减小,流量系数则随阀盘锥角的增大先升后降,锥角为60°时流量系数最大;阀盘锥角和升程的优化值分别为60°和15 mm,这有利于降低阀口流速,减弱高速流体对阀盘密封面的冲蚀作用,提高配流效率并延长配流阀的使用寿命。     

液压锥阀的气穴研究

本文分析和研究了液压锥阀阀口的气穴现象,主要对液压锥阀中产生气穴的状况、气穴与阀口形状的关系,以及锥阀中气穴产生的界限进行了研究分析.     

固体颗粒对射流偏转板伺服阀前置级冲蚀磨损的影响

针对射流偏转板伺服阀油液中的颗粒在高速射流时对其前置级产生冲蚀磨损的问题,将计算流体动力学和冲蚀磨损理论相结合,对射流偏转板伺服阀前置级进行了数值计算.模拟前置级油液的流动及固体颗粒的运动轨迹,计算了不同直径颗粒的最大运动速度及对前置级冲蚀磨损率的影响,分析了不同偏转板位移、V形导流窗口夹角以及不同偏转板厚度与前置级冲蚀磨损率的关系.结果表明:固体颗粒主要对劈尖冲击发生冲蚀磨损,油液中固体颗粒的直径越大其运动速度越小,但较大直径颗粒对前置级的冲蚀磨损较大;偏转板位移、V形导流窗口夹角以及偏转板厚度增大时前置级冲蚀磨损率减小.     

不同锥角的直动式溢流阀稳态液动力分析

为了降低稳态液动力对比例溢流阀性能的影响,分析了阀座带锥角和阀芯带锥角两种比例溢流阀的基本结构方案,利用PRO/E建立两种结构下不同锥角的流道模型.通过计算流体动力学(CFD)流场仿真软件对不同阀座与阀芯锥角的锥阀口流场进行数值模拟,分析不同锥角阀口的压力流场分布.对不同结构、不同锥角情况下的稳态液动力进行分析,结果表明:阀座带锥角比阀芯带锥角的结构稳态液动力减小了35%~60%;当阀座半锥角为32.5°,阀芯半锥角为30°时,稳态液动力最小.     

流场对锥形先导阀稳定性的影响分析

先导阀节流孔位置精度,阀口圆度误差及导阀出流口位置影响并决定着先导阀流场特性,而先导阀流场是先导阀能否稳定的关键.分析了影响先导阀流场的主要因素,定性描述了流场对先导阀工作稳定性的影响,建立了阀腔内流场的数学模型,利用Fluent软件对先导阀腔内流场进行了仿真,得到了先导阀芯表面漩涡分布和切应力的分布图.通过改变先导阀出流口位置和阀腔节流孔位置偏差,得到先导阀表面应力分布,从而揭示了流场是先导阀稳定工作的关键,为改善先导阀稳定性提供一定理论依据.     

水压锥阀阀口气穴数值模拟与可视化研究

气穴是研制水压阀存在的主要难题。认识阀口形状与气穴的关系,避免产生气穴现象极其重要。应用有限体积数值计算方法针对阀座倒角长度变化对水压阀阀道内流场的影响进行数值模拟和可视化研究,得到了一些有益的结论:倒角长度的改变对阀口间隙以及阀芯锥面与柱面相接的地方的负压会产生比较大的影响。     

水压锥阀阀口流场的仿真研究

气穴是流体经过低压区生成气泡,经过长大、溃灭的一个过程,是传动系统的一种有害现象,低压是生成气泡的主要因素,而压力分布决定了气泡的尺度大小和成长过程,对气穴与噪声特性有直接的影响.以计算流体力学软件fluent为基础,在锥阀阀口几何参数与边界条件改变的情况下,对阀口的压力分布进行了仿真研究.对于预测阀口产生气穴的区域以及水压元件的设计和噪声控制都具有一定价值.     

天然气集输场站管线弯头冲蚀磨损数值模拟研究

集输管线中,颗粒冲蚀磨损常对管道内壁造成破坏。即使颗粒尺寸较小,累积的颗粒冲蚀磨损依然会对管壁造成严重的壁面减薄,甚至引发管线泄漏。为了研究天然气集输场站内管线的弯头冲蚀磨损,针对某集气场站站内管线弯头冲刷腐蚀减薄案例,通过机理分析和流体动力学(CFD)仿真分析方法,研究了站内管线直角弯头、圆弧形弯头及不同锥角直角弯头内壁冲蚀磨损规律。结果表明:集气场站管线内常存在冲蚀敏感区,使得管道、设施内壁易受颗粒冲蚀磨损影响;利用流体动力学仿真分析方法,可以有效预测弯头内冲蚀磨损位置分布并优化弯头结构设计;直角弯头的耐冲蚀磨损性能优于常规圆弧形弯头。可见研究石油天然气集输管线内冲刷腐蚀规律,对寿命预测、管道检测及运行安全防护都有重要的指导意义。     

水压锥阀内流场的数值模拟

在大雷诺数下应用雷诺应力湍流模型和计算流体力学方法对锥阀的内部流场进行数值仿真计算,着重研究阀的结构参数、入口压力、出口压力、阀口开度等对锥阀流场的影响.研究结果表明:阀的结构参数对流场的分布和气穴的产生有较大的影响.同时随着阀口开度、入口压力的增加,低压区逐渐扩大,压力逐渐下降,产生气穴的区域也随着扩大;而随着出口压力的升高,低压区的压力也逐渐升高,产生气穴的区域也逐渐缩小,对气穴有一定的抑制作用.     

纯水锥阀式先导阀阀口流场的CFD分析及结构优化

介绍一种纯水锥阀式先导阀的结构,并用FLUENT软件对其内流场进行仿真分析。得到流场压力,速度及湍动能分布云图,根据仿真分析结果对锥阀结构进行两种结构的优化和改进。分析结果显示,改进后的结构明显地减小了阀内的静压力和湍动能的损失,降低了阀口气穴产生的几率,减小了振动。     

液压锥阀阀口流场数值模拟与仿真分析

利用计算流体动力学(CFD)技术对液压锥阀流场内部流动情况进行了数值模拟.针对阀口附近压力梯度大、速度突变的特点,通过对该区的流线、流型及压力分布情况进行分析,发现由于高速流动和流体脱离而产生的低压区以及旋涡流动是阀内气穴产生的根本原因.该研究对于建立基于流场仿真预测阀口气穴的方法,以及对液压元件的气蚀、噪声控制都具有重要的参考价值.     

锥阀受力的理论分析

作者对锥阀在工作过程中的受力情况、锥阀液动力的计算及作用方向、锥阀阀系数求取等问题作了深入细致的探讨.在瞬态液动力的分析中,用控制论将其复杂的教学公式进行了简化,展示了数学物理方法在液压技术中应用的前景.文章最后得出了两个重要结论:1.锥阀受力情况,可依设计者需要,从结构上在一定范围内自行改善或调整;2.为了提高锥阀的静态刚度,锥阀的压力—流量系数Kc值可取得小一些.     

船用双燃料发动机燃气喷射阀流动特性分析

在“双碳”减排政策下,双燃料发动机成为船用发动机主流,燃气喷射阀关键技术影响动力以及排放。基于计算流体动力学（CFD）仿真技术,建立燃气阀计算模型,结合实验分析不同压力边界工况的流量特性,最后分析模型内部关键位置流动情况。结果表明：燃气阀质量流量的仿真数值和实验结果一致,相对误差小于6.92%。燃气喷射阀的节流损失主要发生在阀座间隙和阀座孔,在间隙和孔位置的马赫数较高,燃气易出现超声速现象。研究证明了仿真模拟的可靠性,为燃气阀设计提供理论指导。     

某舰船消防栓阀头的技术改进

某型号军舰消防栓阀头密封失效由于阀线损伤引起,维修困难,通过改原来的阀头与阀座＂阀线—阀线＂硬对接密封为＂阀面—阀线＂软对接密封,可以比较快捷地完成修理任务。     

轴流泵固液两相数值模拟及磨损特性研究

为研究轴流泵输送含沙水时过流部件的磨损情况,基于ANSYS CFX软件,应用非均相流模型和粒子模型,对轴流泵内固液两相流场进行数值模拟.重点分析了过流部件壁面处固相体积分数分布、固相滑移速度、体积分数分布及滑移速度与过流部件磨损的关系.结果表明:固相颗粒主要集中于叶片头部和叶片工作面,导致了叶片工作面磨损速度大于背面,并以进口头部的磨损破坏最为显著;固相滑移速度方向的不同,造成了叶片头部和叶片表面磨损类型的不同;固相滑移速度大的地方,固相体积分数较大,过流部件的磨损较为严重;在相同固相体积分数下,叶片工作面固相滑移速度大于背面;在叶片表面的同一部位,固相滑移速度均随着固相体积分数和颗粒直径的增大而增大,大颗粒对过流部件的磨损更为严重.