作动器位移传感器常规工况热防护研究

航空发动机矢量喷管作动器位移传感器在超温后工作失效。为实现位移传感器热防护要求,考虑了作动器内的导热和对流换热项,建立了作动器系统内各部分温度分布的数学模型。在常规工况允许的参数变化范围内,研究了作动器环境温度t_(wai)、入口工作介质温度tin和冷却衬套厚度Delta(δ)三个因素对位移传感器热防护的影响。结果表明:降低环境温度、降低作动器入口工作介质温度,减小冷却衬套厚度,均能有效降低位移传感器温度,建议通过合理设计作动器环境温度、入口工作介质温度和冷却衬套厚度实现位移传感器热防护。     

发动机矢量喷管作动器电磁阀非稳态热分析

为研究航空发动机矢量喷管作动器电磁阀在不通油工况达到可耐受最高温度的时间(超温时间),采用集总参数法对电磁阀进行非稳态热分析。分别以整个作动器壳体和电磁阀部件为研究对象,考虑了电磁阀与环境的对流换热与辐射换热,建立了电磁阀温度与时间的数学模型,研究了环境温度T_(wai)、冷媒初始温度T0两个参数对电磁阀温度随时间变化关系的影响。结果表明:电磁阀温度随着环境温度的升高而升高;超温(T*℃)时间随着环境温度的升高而缩短。在环境温度与加热时间相同的条件下,电磁阀部件的温度远高于壳体的整体温度。在T_(wai)为250℃的不通油工况下,当T_0为70℃时,电磁阀部件的超温时间为17 min,电磁阀壳体的超温时间为59分钟,当T_0为93.76℃时,电磁阀部件的超温时间为15 min,电磁阀壳体的超温时间为50 min。     

具有回油冷却结构的航空伺服作动器热力学建模与分析

航空矢量喷管作动器受发动机热辐射的影响严重,常采用回油冷却方式进行作动器及其部件的温度控制. 考虑发动机与伺服阀控作动器的对流、辐射以及作动器各部件之间的传热过程,建立真实工况下基于集总参数法的矢量喷管作动器热力学模型,取得了活塞在中位附近以及往复运动时作动器各部件的温度分布规律及其影响因素. 分析结果表明:活塞在中位附近时,油液流过冷却流道通过热传导作用带走热量,冷却效果显著. 活塞往复运动时,油液不断进出有杆腔和无杆腔,各节点温度达到稳定波动状态,较中位附近时的热平衡温度均有所降低. 作动器各节点温度随机闸辐射温度、环境温度和油液温度升高均升高,其中发动机机闸的辐射温度影响最为明显. 缸筒直接受机闸热辐射作用,某机闸温度从300 °C升至400 °C时,左、右两侧缸筒温度升高约40 °C. 通过对流换热作用,随环境温度、油液温度的升高作动器各节点的温度线性升高.      

高速飞行器发动机舱内元组件热环境研究

为满足高速飞行器发动机舱内元组件热防护及热管理的需要,就热环境问题提出了严格准确的定义;然后基于此定义与准则关系式建立了一套估算高速飞行器发动机舱内元组件热环境的传热模型。利用建立的稳态热平衡方程,通过迭代求解得到某高速飞行器发动机舱内元组件在典型飞行工况下的一维热环境。对典型飞行工况下不同参数进行了系列研究。结果表明:舱内元组件的热环境随着冷却气流流量的减少而恶化,当冷却气流质量流量从1.0 kg/s减少至0.5 kg/s时,冷却气流出口温度增加了0.185 4无量纲温度。舱内元组件自身发热量对冷却气流的温升有较大影响;且冷却气流流量越小,温升越大。当冷却气流质量流量为1.0 kg/s时,元组件自身发热量导致了0.139无量纲温升,而当冷却气流质量流量为0.5 kg/s时,元组件自身发热量导致了0.294 9无量纲温升。     

高压共轨柴油机ECU热测试分析

柴油机电控单元(Electronic Control Unit,ECU)的集成化和小型化发展及其恶劣的工作环境导致元器件存在高温失效的危险.基于ECU负载模拟器和快速温度变化试验箱,搭建ECU热测试平台,模拟柴油机的不同运行工况和环境条件,研究ECU热负荷状态.研究表明,柴油机转速和扭矩的大小影响元器件的热损耗,75%的元器件在柴油机额定功率点温度最高,但喷油器电磁阀驱动模块元器件在柴油机最大扭矩点温度最高且受柴油机运行工况影响最突出.环境温度的改变影响元器件与环境之间的综合热阻,引起元器件与环境的温差随环境温度上升呈先减小后增加的变化趋势.当环境温度达到105℃时,ECU内部分元器件温度达到汽车电子元器件的许用温度125℃,需改善元器件换热条件.     

主通风机监测系统完善及润滑油路改进

由于防爆对旋式矿井主通风机电动机轴承的直角润滑油路设计不合理,造成油路中的新旧润滑油置换困难,加之环境温度影响,引发个别电动机轴承温度接近超温临界点,原有微电脑在线监测系统检测到轴承温度异常,造成主、备用通风机频繁倒机问题,该文对所述问题采取有效措施,增设电动机电接点温度计辅助监测装置及外部降温水幕,改进电动机润滑系统,有效保证了主通风机正常运转。     

自然工质二氧化碳汽车空调性能的实验研究

实验研究了跨临界二氧化碳汽车空调系统的性能.实验结果表明:环境温度、气冷器冷却风量、压缩机的效率和转速、运行的高压值等因素对系统性能有极大影响;在不同运行工况下,降低气冷器出口CO2温度、调整系统的运行高压为最佳压力值,是提高系统性能的首要途径,这对控制器的设计提出了较高的要求.     

基于TE160型液压站油位报警装置的设计

主副井液压站在整个提升机系统中位置非常重要,提升机在运行过程中的加速、减速、停车需要8副闸盘可靠动作,闸盘的开合取决于液压站工作时液压油能否正常进出。当液压站油箱中的油位过低时,液压站油路中没有足够的高压油进入闸盘,闸盘不能正常打开,从而造成提升机无法正常运转,影响主井正常提煤、副井正常提人提物。     

锂电池性能与温度相关性的基础实验研究

为综合分析影响电池性能的热环境因素,利用恒温油浴工况、近似绝热工况分别模拟有无热管理措施的动力电池组工作热环境,对松下18650锂电池进行了充放电性能与温度相关性的基础测试,研究了电池工作热条件、电池状态及放电倍率对其充放电性能的影响。研究结果表明:无论在何种热条件下,电池充电容量总是小于上次放电容量;当充电温度低于20℃时,电池充电容量随着充电温度的降低迅速衰减,若前一次放电倍率为0.5C、充电温度从20℃降至-10℃时,充电容量衰减12%;较高的放电温度能有效抵消电池大倍率放电引起的容量损失,当电池在40℃环境中以2C倍率电流放电时,其容量衰减仅为3.7%;当电池放电倍率较小,且工作温度高于30℃时,温度对电池放电性能的影响逐渐减小;环境温度较低时,电池放电容量随温度降低迅速衰减,当电池放电温度为-10℃时,其2C倍率放电容量衰减高达50%。本研究期望对高效、可靠及合理的电池热管理系统的设计提供理论依据。     

气动伺服机构特性的影响因素分析

分析了一种由减压阀、电磁阀、固定节流器、单喷嘴挡板阀、单作用气缸构成的气动伺服机构原理,建立了其数学建模.基于不同海拔高度的工作环境,分析了气动伺服机构特性的影响因素.研究结果表明,供气温度、环境温度、供气压力对伺服机构的特性影响较小;海拔高度上升时,气动系统背压降低,导致伺服机构工作点发生明显变化.     

基于混合建模方法的车用比例电磁阀热效应影响分析

针对现有方法无法准确分析、评估热效应对车用比例电磁阀动态性能影响的问题，提出了一种基于多物理场有限元方法与系统动力学混合建模的分析方法. 该方法首先在考虑环境温度下，根据电磁铁的发热与散热特性，建立包含电磁、温度、结构的有限元模型，获得准确的温度场分布及关键参数的变化规律；然后，再与系统动力学方程相结合，建立考虑温度场的系统动态模型；最后，通过试验对比分析了电磁阀在无温升和有温升时的动态特性. 研究结果表明:由温度场引起的参数变化对动态特性有很大影响，当电压为8 V时，电磁阀启动时间延迟了2 ms，建压时间延迟了3 ms；通过试验验证了该方法能够分析热效应对电磁阀动态性能的影响.      

输油管道液柱分离模拟

为了研究输油管道在不稳定流动过程中,因轻质组分挥发、气泡聚集而形成的液柱分离现象,建立了水击分析数学方程.基于分相流模型,采用特征线法、有限差分法将偏微分方程数学模型转化为代数方程组,并采用Newton-Raphson法进行求解,给出了分析步骤.最后,采用VC++开发了仿真程序,分析了输油管道中途截断阀突然关闭时,阀后管道拔高点处的水力瞬变工况.同时,还分析了初始油品中的含气率对液柱分离的影响.结果表明,当含气率大于10-6时,初始含气率越大,管道拔高点处低压持续时间越长,压力响应越滞后,液柱弥合压力越大;否则,可以不考虑含气对水力瞬变的影响.     

埋地热油管道停输后周围土壤温度场的数值模拟

为精确模拟管道周围土壤温度场,建立了埋地热油管道周围土壤温度场数学模型.在模型中,根据管外不同位置处土壤受热油管道散热影响的大小,将管外热影响区域简化为矩形并分为两部分,其中第一部分为距管外壁0.5 m内的环形烘干区域.针对该模型,编制了有限元程序计算管道周围土壤温度分布.计算结果表明,管外径426 mm、管内油温65.0℃、管道埋深处自然地温9.0℃时,矩形热影响区域的水平边界距管中心距离在13 m左右;若管道停输40 h,仅管道周围1.1 m内的土壤温度发生变化,为管道停输再启动的安全性评价提供了科学依据.     

PWM驱动模式下螺管电磁阀动特性的优化方法分析

讨论了脉冲宽度调制驱动模式条件下 ,螺管电磁阀动态特性的数学模型 .文中分析了影响电磁阀动态特性的一些因素 ,提出了改善电磁阀动态特性的方法 .实际的工程应用论证了此方法     

基于自适应变尺度混沌优化的柴油机高速电磁阀特性仿真

为优化柴油机高速电磁阀设计参数及提高其工作效率,建立高速电磁阀静态吸附特性和动态响应特性模型;采用Visual Basic 7.0和MATLAB相结合的方法研发柴油机高速电磁阀特性仿真系统,并对设计参数优化与特性进行仿真分析.研究结果表明:采用自适应变尺度混沌优化算法可实现柴油机高速电磁阀设计参数优化和工作效率提高;当工作电流为10 A时,所产生的最大电磁吸附力能够确保柴油机高速电磁阀正常开启稳定;当工作气隙宽度为50 μm时,能够有效缩短柴油机高速电磁阀的静态响应时间;当弹簧预紧力为80 N左右时,可确保其工作开启和关闭的响应时间满足实际要求,而衔铁质量对柴油机高速电磁阀动态响应影响不大.     

海底热油管道悬空段停输温降过程的数值模拟

海底热油管道的悬空段由于没有周围泥沙的保温蓄热作用,停输之后管内温降比埋入海底泥沙中的管段快得多,故而其温降成为停输过程的关键。针对海底管线悬空段的热力特性,考虑原油凝固潜热对停输温降的影响,利用CFD软件,对其停输温降过程进行数值模拟。分析温降变化规律、不同海水温度对温降的影响,从而确定最佳停输时间,为海底热油管道制定再启动方案提供理论依据。     

剪切对几种加剂原油流动性影响与其组成关系

为揭示剪切（泵的强剪切和管道的弱剪切）对原油流动性的内在影响机理,给新管线建设及管线安全运行提供决策依据,采用气相色谱、核磁共振、DSC热分析和偏光显微镜等分析方法,对5种原油的组成、蜡结构、析蜡点和蜡晶形态进行分析;按照参考文献报道的模拟实验方法,评价泵强剪切和管道弱剪切对5种原油添加降凝剂后的原油流动性影响。结果发现,在析蜡温度点以上,原油中仅有极少量的蜡晶析出,泵强剪切和管道弱剪切对原油的流动性无影响。在析蜡高峰温度区内,原油中有大量的蜡晶析出,泵强剪切对原油流动性有恶化作用;管道弱剪切对原油流动性的影响与原油的组成（蜡含量、胶质沥青质含量）和蜡的结构（碳数分布、支链度）有关,既对某些原油的流动性有改善作用而对某些原油的流动性有恶化作用,导致上述现象的主要原因是析蜡高峰温度区内的剪切对蜡晶形态和蜡晶生长影响较大。     

埋地输油管道的热力计算

在埋地热油管道中,当其输送工况变化后,管内油品及土壤中的热力平衡会遭到破坏,油温及土壤温度将重新分布。因而,研究这一非稳定热力过程就必须对非稳定温度场进行分析。通过运用数学分析法(保角变换、拉普拉斯变换等)对管道内介质和周围半无穷大土壤的不稳定传热问题进行了分析,得出土壤温度场的计算公式。同时研究了埋地热油管道的停输理论计算问题。     

埋地热油管道停输温降的CFD模拟

针对埋地热油管道的停输温降过程,分别建立了埋地热油管道的物理模型和数学模型,并应用FLUENT软件模拟了不同土壤导热系数、不同大气温度下的温度场分布。同时在稳态的基础上模拟非稳态,得出停输后温度场、速度场的分布。并对不同油温下的温度分布进行模拟,得出了温度场在不同条件影响下的分布规律。对于优化管道建设和制定科学合理的热油输送工艺具有重要的作用。