中压甲铵泵内流场数值模拟分析

本文利用相似理论及速度系数法进行中压甲铵泵的水力设计,并利用Solidworks软件建立过流部件的三维模型,利用CFX流场分析软件对定常下的中压甲铵泵进行数值模拟分析,计算出泵的特性参数,判断离心泵设计的合理性;对非定常工况下中压甲铵泵内流场进行数值模拟,得到旋转周期内压力和扬程的变化规律以及非定常条件下的离心泵特性参数。     

基于CFD的喷水推进器进水管道流场分析

喷水推进器的效率主要有两个指标:水泵的推进效率和系统的损失效率。若想获得高效率的喷水推进器,必须要综合考虑两者,在两者之间找到一个平衡点。本文通过对喷水推进器进行进水管内的数值模拟,研究IVR(船速与进水速度比)对流场的影响。     

轴对称挤压过程中速度和温度关系的计算

建立了轴对称挤压过程热平衡的有限差分模型，在该模型中采用了动可容球形速度场，综合考虑了塑性变形，摩擦、热声望地以及材料流动等引起的挤压温升，利用该模型分析了等速挤压的温度变化、模拟等温挤压和等温挤压的速度，温度的变化关系，其结果与实验数据相符，可用于热挤压工艺参数的优化设计。     

泵用串联式干气密封的优化设计及其性能校核

通过多目标优化理论构建了螺旋槽气膜开启力与泄漏量之比的协调函数,并利用该目标函数,通过Maple软件,对泵用串联式干气密封进行近似求解,获得螺旋槽的最佳槽形参数,获得气膜厚度2.14μm.应用Solidworks软件建立螺旋槽和气膜模型,并利用Gambit软件对模型划分网格.运用Fluent软件,在给定的工作条件下,对螺旋槽内部微间隙三维气体流场进行数值模拟,得到了速度分布、压力分布和泄漏量等数据,经计算得到最终的气膜厚度2μm,与优化气膜厚度的误差仅为6.5%.从而证明可以利用该方法对此类干气密封装置进行优化设计及性能校核.     

动感雕塑中直线驱动电机的电磁模型及参数优化

提出了一种新型圆筒型直线感应电机.针对电机轴对称结构的特点,给出了其涡流电磁方程,基于变分方法,建立了该轴对称场的有限元模型,通过仿真计算,得出电机的电磁推力和启动电流等参数.以理论计算结果为样本数据,对电机结构进行优化,获得了电机的最优性能参数.为了验证理论计算和优化结果的正确性,按优化结果参数制作样机并测试其性能,实验结果和计算结果一致.     

采油单螺杆泵型线优化设计

通过对单螺杆泵啮合过程中流动接触点相对滑动速度和固定接触点综合曲率的分析,得出提高流动接触点最小相对滑动速度就有利于延长单螺杆泵的使用寿命的结论,并给出了型线优化的依据.     

基于改进粒子群优化算法的PID控制器参数优化

PID参数优化是控制领域的热点,其控制效果与比例、积分、微分参数有直接关系.为了改善系统性能,提出用一种改进的粒子群优化算法对PID控制器参数进行优化.该算法引入进化速度因子和聚集度因子对权值进行改进,进而改进了速度更新公式,并引入飞行时间因子以改进位置更新公式.通过3种典型函数证明了该算法的优越性,加快了收敛速度,提高了寻优效率.以典型二阶被控模型为研究对象,将上述算法与其他粒子群算法进行对比,表明改进的粒子群算法得到的PID参数具有更好的控制性能.     

型材挤压过程的上限法分析

建立了用于分析流线型模和平模挤压的上限模型.在该模型中采用坯锭和型材截面的插值构造挤压变形区曲面,动可容速度场则考虑了轴向流动速度分布,变形区曲面和动可容速度场中的伪独立参数由优化计算确定.计算分析表明,该上限分析方法具有较高精度,计算与实验结果吻合较好.     

液压传动行星减速器在钻井绞车中的应用

根据机械传动行星减速器在钻井绞车应用中存在传动噪声大、平稳性差、外形尺寸和重量大的问题,设计液压传动钻井绞车,并对该绞车所使用减速器的设计方法进行确定。以JC14绞车为例,对液压钻井绞车所用减速器进行分析,对马达、泵参数的选定方法进行说明,对减速器的结构形式和齿轮进行具体设计。优化后的设计经过实际使用,表明其克服了机械传动钻井绞车使用中存在的问题。     

一种新型的电动按摩机构

针对机械式按摩装置输出速度不可调、转速单一等问题,基于双输出无级变速器的工作原理,设计了一种按摩速度和按摩频率可调的电动按摩装置.该装置按摩头的旋转速度可根据人体舒适度进行调节,并可使旋转速度发生脉动变化,能较好地模拟人手的按摩,提高了人体感觉的舒适性.     

介质流向对截止阀流场和流阻特性的影响

为探索介质流向对截止阀内部流场和流阻特性的影响,应用SOLIDWORKS软件建立截止阀的三维模型。使用Fluent软件中的有限元法和标准k-ε湍流模型,在不同开度的情况下,采用数值模拟分析的方法,研究不同介质流向下截止阀的流场和流阻特性,分析阀体内部的速度和压力分布规律。结果表明:在两种不同的流向下,阀门的流通能力相差较小;在小开度时,介质高进低出时能够减小阀门的压力损失,在流通高压介质的情况下,高进低出的流向能够极大的减小阀门的关闭力。流场的分析为截止阀的结构设计和优化提供参考。     

水泵水轮机同步启动过程内部流场分析

为了研究水泵水轮机水轮机工况同步启动过程中的瞬态流动特性和能量转换机理,基于FLUENT动网格模型对模型水泵水轮机同步启动过程进行了三维全流道数值模拟。根据模拟结果,重点分析了活动导叶、转轮内部流场结构的演变过程。结果表明:水轮机启动过程大体可分为两个阶段,第一阶段导叶开度较小时,从活动导叶出来的高压水流在活动导叶与转轮之间的区域沿活动导叶形成的内环面作圆周运动,转轮以较小的角加速度缓慢加速;第二阶段当导叶开度足够大时,高压水流开始直接作用在叶片上,并且高压区面积不断增大转轮转速急剧增大。     

上游泵送机械密封液膜刚度的计算与分析

基于N-S方程和连续性方程,并用PH线性化及迭代法,对于上游泵送机械密封两端面间液膜流场的广义雷诺方程进行求解,并利用Maple程序计算在不同转速、压力、螺旋角、槽数、槽深下的液膜刚度。结果表明:随着螺旋角、槽数、槽深(几何参数)的变化,等温不可压缩流体条件下的液膜刚度随之发生变化,并且呈现非线性关系;随着介质压力、转速(工况条件)的增加,液膜刚度也随之增加,且呈线性关系。     

固相体积分数对螺旋离心泵内流场的影响

以某螺旋离心泵为研究对象,分析了在介质为固液两相时,初始固相体积分数沿内流场的分布变化规律和对螺旋离心泵内流场的影响.选用固液两相含沙水为介质,应用计算流体动力学软件Fluent,建立相对坐标系下的时均连续方程及Navier-Stocks方程进行数值模拟,得到螺旋离心泵内流场压力分布以及颗粒浓度分布.结果表明:螺旋离心泵内压力分布受介质固相体积分数的影响明显,而且影响到泵的扬程,体积分数过大会造成螺旋离心泵性能下降;体积分数过小,不能使螺旋离心泵在输送两相流时优势充分发挥,存在最优体积分数50%,使该泵在额定流量下扬程最高.     

基于FLUENT的三叶圆弧转子泵流场及流量脉动的研究

以三叶圆弧转子泵为研究对象,分析了泵的内部流场及其输送不同粘度介质时的出口流量脉动特性。在已知转子型线方程的基础上运用UG和ICEM建立仿真模型,运用FLUENT进行流场的动态仿真,最终得到速度、压力分布以及流量变化规律。结果表明:泵内大部分区域流速较低,速度变化梯度不大,间隙处存在剧烈的回流且流速较高;泵内静压呈块状分布,入口部分存在负压,最低压力位于两转子最小间隙处并分别向进出口增大,间隙处的动压与静压分布相反,由最小间隙处向进出口方向减小;转子泵的流量脉动频率与转子的叶数及泵的转速有关,与介质粘度无关,流量不均匀系数会因介质粘度的增加而有所改善。     

液控缓闭蝶阀流阻特性试验研究

在液控缓闭蝶阀尚无完整统一试验标准了可循情况下，依靠产研院校的技术和设备，对大口蝶阀流阻特性进行现场测试，依据结果并结合水泵机组失电过渡机理分析，证明所设计和生产的液缓代按预调角度和速度实现快慢两阶段关闭，能有效地控制水锤升压，防止水泵事故倒转，能满足大流量，高扬程，长管道、阶梯式灌溉工程所需。     

诱导轮对航空燃油离心泵性能影响的研究

目前,对诱导轮对航空燃油离心泵的性能影响认识不足,针对此问题,设计了等螺距和变螺距两种形式的诱导轮,对其进行数值研究。在数值计算过程中,对采用等螺距诱导轮、变螺距诱导轮和不采用诱导轮三个模型在0.6Q、0.8Q、1.0Q、1.2Q、1.4Q五种工况下进行数值模拟,得到了外特性曲线以及泵内流场速度、压力分布。分析结果表明:在燃油泵主叶轮前添加诱导轮,可以小幅度提升泵扬程,较大程度提高泵的效率,相比于等螺距诱导轮,变螺距诱导轮的改善效果更好;添加诱导轮后,主叶轮入口流动情况得到改善,尤其在大流量工况下,低压区的分布减少,诱导轮对泵内流动的影响主要在叶轮进口处。     

导叶叶片出口角对核主泵性能的影响

以核反应堆冷却剂泵为研究对象,探讨导叶叶片出口角对核主泵性能的影响。首先选取三个核主泵,在只改变导叶叶片出口角的情况下,构建新的导叶和核主泵,通过数值模拟预测核主泵性能,并分析导叶叶片出口角变化前后核主泵性能参数及内部流场的分布情况。结果显示:对于所选取的三个核主泵,当导叶叶片出口角减小后,核主泵的效率最低提高0.66%,扬程最低上升0.15m。其次,采用方格网保角变换法设计导叶叶片骨线时,相对于骨线的形状,叶片出口角对核主泵性能的影响更大;但是在方格网中,当叶片骨线为直线时,导叶内部的压力和速度比叶片骨线为曲线时变化更加均匀。另外,导叶可以将流体动能转化为压力能,同时又起着导流作用将从叶轮流出的液体导入蜗壳,但是导叶提供给蜗壳的流体的参数对核主泵性能参数的影响更大,为导叶的后续研究提供了参考依据。     

基于PLC的煤矿井下自动排水控制系统设计

介绍了基于S7-300PLC的煤矿井下自动排水控制系统,给出了该系统的硬件设计框图和软件设计流程图。系统通过检测水仓水位和其他参数,控制水泵轮流工作与适时启动备用泵,合理调度水泵运行,保证了煤矿排水系统的安全。