G型π桥溢流阀稳定性理论与试验研究

对以G型π桥液阻网络为先导控制回路的溢流阀稳定性进行了理论分析,指出G型π桥溢流阀稳定性与先导回路液阻参数、先导阀的受压面积及弹簧刚度有关.根据劳斯稳定判据,建立了G型π桥溢流阀稳定的判定条件.通过试验研究,说明本文的理论分析结果与试验结果有较好的一致性,其研究成果为G型π桥溢流阀的动态设计提供了理论根据.图3,参7.     

导阀参数对先导式减压阀动态特性影响的分析

在分析先导式减压阀的结构和工作原理的基础上,基于多学科领域复杂系统建模仿真平台AMESim软件建立了先导式减压阀的仿真模型,通过改变导阀参数对先导式减压阀的动态特性进行了数值仿真,得到了先导式减压阀的动态特性曲线。由仿真和实验结果对比可知,导阀参数的合理选择可优化先导式减压阀的动态品质,研究结果可为先导式减压阀的工程设计提供可靠的理论基础。     

结构简单无位移死区的比例流量阀原理与模型

针对具有内部机械反馈的比例阀结构复杂、可靠性较低等问题,提出一种采用流量-位移反馈机制的三位四通比例流量阀原理与模型。给比例电磁铁施加电信号使先导阀芯产生运动,进而改变先导流量,使主阀芯两端压力失衡,主阀芯在压差作用下产生位移,而主阀位移又使主阀两端压力重新平衡,形成流量-位移反馈机制;以三位四通阀作为主阀使比例流量阀可以控制负载运动速度与方向;基于流量-位移反馈机制建立了三位四通比例流量阀的状态空间模型,推导出主阀芯位移与先导阀芯位移的近似函数关系。通过分析比例流量阀模型控制腔压力调节的范围,发现控制腔压力的下限值由零位时可变液阻等效面积与固定液阻直径决定,当阀芯离开零位时控制腔压力升高,其上限值为油源压力值。采用AMEsim仿真软件对所提出的三位四通比例流量阀模型进行仿真实验分析,分析结果表明：该比例流量阀结构简单、可靠性高,主阀芯位移与先导阀芯位移在零位附近为线性关系,且主阀阀芯位移在最大行程内没有死区;当控制腔压力为油源压力的0.3倍时,主阀阀芯位移在阶跃信号下响应时间为0.01 s,在同等条件下与传统比例阀相比提高了50%。     

高负压液压油缸系统流量再生液压阀再设计和能效分析

为解决高负压液压油缸系统存在的机器作业效率低与能量损耗大的问题,提出了高负压液压油缸系统流量再生液压阀再设计的方法。首先,以某土方机械油缸用常用液压阀为研究对象,通过析因分析可知,非再生流量回路的固定液阻参数对液压阀流量再生供油率的效应显著;其次,对液压阀最大流量再生供油率较低的问题,提出将非再生流量回路固定液阻设计为可变液阻、且与再生流量回路可变液阻差动联控的方法;最后,在所提方法的基础上,借助试验设计和响应面方法,实现以阀结构参数为设计变量、液压阀流量再生供油率最大化为优化目标的阀结构再设计。通过对2 000 h以上的小样本整机进行试验验证,结果表明,流量再生液压阀的供油率和工作装置快降作业效率分别提高了29%、27%以上,非再生流量理论能量损失减少了90%以上。该方法有效解决了油缸无杆腔高负压及其能量损耗问题,同时所提面向液阻差动联控的液压阀再设计理念与流程,对解决同类高负压液压油缸系统设计问题具有一定的工程意义。     

电子膨胀阀节流机构流量特性的实验研究

分析总结了国内外对膨胀阀流量特性的研究成果,指出电子膨胀阀节流机构流量多元影响因素的特性.利用自行研制的液环法电子膨胀阀流量特性实验台分析了出口压力、入口压力、入口过冷度、阀开度、入口密度和出口干度对电子膨胀阀质量流量及流量系数的影响.结果表明:上述参数对电子膨胀阀的流量特性均有一定的影响,但各参数的影响程度不同;开度是改变质量流量的主要因素,并反映出阀的调节特性.     

热流密度对低干度两相流自然循环稳定性的影响

在 ２００ ＭＷ供热堆实验回路（ＨＲＴＬ－２０Ｑ）上，以水为工质，在压力 １． ０～４． ５ ＭＰａ，加 热功率 ２７～１９０ｋＷ，入口欠热度 ５～８０℃，加热段出口质量含汽率小于 ５％的实验参数范围（包 含了２００ＭＷ供热堆参数的运行工况），研究了加热功率对低压、低干度汽水两相自然循环系统 的循环流量、流量相对振幅、流量振荡周期等的影响。结果表明随加热功率的增加流量呈非线 性增加，振荡周期逐渐减小，最大流量相对振幅变化不大，发生流量振荡的冷却剂入口欠热度范 围向大欠热度方向移动。     

矿井降温系统压力交换装置热混合过程研究

矿井地面集中降温系统中使用压力交换装置对高压冷水进行降压,可以达到节能减耗的目的．该装置采用冷热水直接接触的方式进行压力能交换,冷热水的混合会导致冷水出口温度增加,进而增大末端空冷器的热负荷,影响其降温效率．针对这一问题,建立了适用于矿井降温系统的三缸阀控式压力交换装置(TC-ERD)水压缸内冷热水混合的三维计算流体力学(CFD)模型,研究了二次低压回路中温度混合段的形成和演变规律,分析了热水进流流量、冷热水温差操作参数以及水压缸的长度、直径结构参数对冷水出口温升的影响．结果表明：结合径向速度分布规律,水压缸内速度场和热混合场表现出随时间同步发展的特性,入口效应会造成热混合段初始阶段快速发展．出口温升一定时,热水流量的增加和冷热水温差的减小均会增加水压缸的容积利用率．装置处理量固定为30 m3/h时,增大水压缸的长度可在提高其容积利用率的同时降低电磁阀的切换频率．当水压缸的长度为18 m、出口温升为1℃时,容积利用率能达到93.88%,电磁阀切换频率仅为1.5 min-1;内径在100～150 mm范围内,水压缸的容积利用率能达到90%以上.     

一种背压控制排气再循环系统的设计

提出了一种背压控制ＥＧＲ系统的设计方法．该系统由排气再循环阀和背压转换器组成，具有闭环反馈控制特性，保证汽油机在低负荷和全负荷时不进行ＥＧＲ，在中高负荷区域则ＥＧＲ流量随负荷增大而增大．给出了ＥＧＲ流量的计算公式，讨论了该系统的结构参数对ＥＧＲ流量的影响．     

先进安注箱热工水力特性研究

为了研究先进安注箱的热工水力特性,建立了其数学模型,包括基本守恒方程、传热模型、传质模型和阻尼器模型。开发了先进安注箱计算模块,并将其嵌入到RELAP5/MOD3.3程序中。通过与CFD模拟结果的比较分析,验证了文中模型和求解方法的合理性。针对某先进安注箱,研究了其热工水力特性,并开展了参数敏感性分析,结果表明:各参数的变化趋势合理,先进安注箱能实现从大流量到小流量段的过渡;小流量阶段的出口质量流量随阻尼器直径的增大而减小;整个阶段的出口质量流量随大流量水体积与氮气体积比的增大而减小;当立管形阻系数在一定的变化范围内时,大流量阶段的出口质量流量随立管形阻系数的减小而增大。该研究将为我国先进安注箱的设计和实验研究提供理论依据。     

固定锥形阀特性参数及流动特征的仿真分析

固定锥形阀应具备良好的水力特性以满足管线系统中不同工况的调流和消能要求,以DN1200锥形阀为研究对象,利用计算流体力学(computional fluid dynamics,CFD)方法分析不同开度下的稳态工况及开、关阀过程的瞬态工况,通过对比流量系数、流阻系数、排放系数、汽蚀系数、消能率等阀门特性参数及套筒闸的动静态不平衡力和阀内流场分布等,全面分析了固定锥形的水力特性。结果表明,流量系数和排放系数具有较好的线性特性,其过流能力随开度增大而线性增加。流阻系数和消能率曲线的变化趋势相同,小开度时对水流的流动阻碍和能量损耗作用明显,开度增大后流阻系数和消能率迅速减小。汽蚀系数表征实际工况中的汽蚀可能程度,在设计流量工况下,各开度对应的汽蚀系数呈抛物线变化趋势。另外,由于流动和启闭同在轴向,故套筒闸主要受到轴向的不平衡力;稳态不平衡力与水流方向相同,而开关阀过程的瞬态不平衡力均与水流方向相反,且关阀力略大于开阀力。最后,分别以各开度下的压力、流速、湍动能和湍流耗散率等流场分布对固定锥形阀的流动规律进行说明。     

射流振荡器的回流特性和切换特性研究

射流振荡器是一种能在入口提供定常流动,出口产生非定常脉动射流的流体器件。本文以数值模拟为主要手段,研究一种射流振荡器内部流场特征,并研究其回流特性和切换机理。提出主射流沿着其中一个出口流出,由于受到腔体低压区的作用,另一个出口产生回流。回流程度随进出口压力和环境温度的升高而减小,随劈距的增加而增大。随控制端流量的增加,出口相对入口流量不断减小,继续增加控制端流量,射流发生切换。对射流振荡器的研究设计具有一定的参照意义。     

液力缓速器关键工作参数全流道数值模拟研究

为探究液力缓速器工作时其关键参数的变化规律,针对某液力缓速器的特殊结构,通过合理设置交互面,构建了带入出口边界的全流道流场仿真模型.在不同的转速与系统流量下进行仿真计算,根据仿真结果确定了反馈压力与出口压力随转速与系统流量的变化规律,并从束流理论的角度对结果进行解释.结合部分充液稳态流场仿真以及充液过程瞬态仿真,得到了充液过程中充液率的变化以及制动转矩、反馈压力随充液率的变化规律,能为液力缓速器制动转矩特性以及入出口压力、反馈压力等特性的建模与运用提供依据.     

多路阀耦合节流槽结构的拓扑变量空间优化

针对多路换向阀换向过程中的多阀口节流耦合作用问题,提出了以圆型、U型以及半圆型3种基本节流拓扑结构的参数为设计变量的多路换向阀耦合节流槽结构设计方法。在确认多路换向阀台架实验结果与三维流场解析响应流量和压力特性基本一致的前提下,建立了多阀口耦合节流工作的数值计算模型;通过拓扑变量空间的正交实验,得到了各阀口不同开度下随面积变化的流量变化趋势、压力峰值、压力损失等的灵敏度;在有限拓扑变量约束条件下,以期望流量变化趋势与能量损失最小化为目标,构建了多路换向阀耦合节流槽结构的拓扑变量空间设计模型。仿真结果表明,设计结果在保留原有流量特性的基础上降低了能量损失,实现了工作阀口节流耦合效应优化,说明该方法可以简化表达此类耦合结构设计问题。     

"高效节能减压阀流量特性测量技术"项目通过教育部组织的专家鉴定会

2007年8月17日,由北京理工大学信息科学技术学院检测技术与自动化装置研究所彭光正教授领导的课题组完成的“高效节能减压阀流量特性测量新技术”项目通过教育部组织的专家鉴定.该课题组以国际合作为背景,经过几年的潜心研究与实验,提出了一种新的高效节能减压阀流量特性测量方法,该项目有以下技术特点:1·利用等温容器充气与排气进行减压阀流量特性测试,建立了新型的测试系统;2·通过采集过程中等温容器内的压力响应,对压力信号进行差分计算,得到流经减压阀的流量,避免了使用昂贵的宽量程、高响应流量传感器;3·首次在压力差分数据处理中应…     

高压流动体系CO2水合物生长动力学特性

为探明CO_2水合物在流动体系的生长过程及特性,借助高压循环可视环路装置,开展了一系列不同初始压力、载液量、流量下,CO_2水合物生成及浆液流动实验,得到了不同因素对水合物诱导时间及耗气量的影响规律。实验结果表明:在水合物大量生成阶段,管内温度突升、压力骤降,体系流量迅速下降直至稳定、压差呈先上升后下降的趋势; CO_2水合物诱导期随初始压力的增大而缩短,耗气量则随初始压力的升高而增加。在9 L-30 L/min的实验体系下,初始压力从2. 5 MPa增加到2. 8 MPa,诱导期缩短13. 2%,而初始压力为3 MPa时,诱导期仅为17. 4 min,缩短了36. 03%;诱导时间随载液量增加呈现先减小后增大的趋势,耗气量随着管路载液量的增加而降低;流量与诱导时间、耗气量呈负相关关系,随着体系流量增大,诱导时间缩短、耗气量减小。在2. 8 MPa-7 L的实验体系下,质量流量从20 kg/min增加到28 kg/min,诱导期从25 min缩短到18. 4 min,缩短26. 4%,而流量为20 kg/min时的耗气量是28 kg/min的2. 7倍。研究结论可在一定程度上为CO_2水合物的工业应用提供参考。     

具有圆形阀口的三通滑阀的静态特性分析

对液压系统中常使用的具有圆形阀口的三通滑阀的静态特性进行了详细的分析,推导出该阀的压力-流量方程式,绘制了无因次压力-流量特性曲线,并求出阀的零点压力增益、流量增益和压力-流量系数．     

一种新型电液比例压力流量复合控制泵

本文介绍了一种新研制开发的压力流量复合控制变量油泵.该泵的控制部分采用了液压工学博士路甬祥教授发明的电液比例控制技术.其中流量控制部分采用了“流量——位移——力”反馈原理,压力控制部分采用了“压力间接检测”及先导阀与二级阀间的“级间动压反馈”原理.因而提高了油泵稳流精度,优化了稳态和动态控制特性,同时具有显著的节能效果.     

煤炭地下气化注入井压力控制

煤炭地下气化具有煤炭清洁利用和低碳能源保障的优势，是煤炭清洁转化技术创新战略方向。而压力是影响煤炭气化的重要因素，为使煤炭气化在地下高效安全进行，需要对注入井的压力进行控制研究。为了实现对注入井压力的控制，本文建立了气化剂注入的流量压力仿真模型，对水力摩阻的部分影响因素进行分析，并调整生产参数，进行了压力控制研究。研究结果表明:（1）水力摩阻随井筒直径的增大而减小；水力摩阻随连续油管外径的增大而增大；水力摩阻随注水排量的增大而增大。（2）在10 MPa注入压力下调整环空中的注水排量由5.50 L/s改变为5.75 L/s时，井底压力由7.26 MPa降至6.11 MPa。（3）当在8 MPa注入压力下调整连续油管中的注氧量由594.44 L/s改变为629.37 L/s时，井底压力由8.91 MPa降至8.87 MPa。（4）在8 MPa注入压力下调整生产井粗煤气的产出流量由800 L/s改变为900 L/s时，井底压力由8.94 MPa降至8.63 MPa。研究结果可为注入井的压力控制提供一定的指导。     

船用柴油机减压阀静态特性建模及仿真

研制了一种可正、反双向安装的某型船用柴油机气体减压阀,采用阀瓣大端作为压力反馈部件,输出压力在1.3~1.5 MPa内可连续可调.通过建立考虑非线性因素--摩擦力和流体流动作用力的减压阀静态特性数学模型,对影响减压阀压力特性的阀瓣大端直径、弹簧刚度以及阀座倾角进行了仿真研究.构建了减压阀性能测试装置,并进行了相关试验.仿真与试验结果表明,考虑非线性因素的仿真模型能较好地预报减压阀静态性能,所研制的减压阀能够满足使用要求.     

平板状电流变阀压力差理论与实验分析

利用电流变技术,基于电流变阀的工作机理,设计了单通道平板状电流变阀和双通道平板状电流变阀样机.分析了两种平板状电流变阀压力-流量方程,并通过有限元方法理论分析了平板状电流变阀的强度.在理论分析的基础上,制作了两种平板状电流变阀样机并建立了实验系统,对影响平板状电流变阀性能的关键参数进出口压力差进行了实验研究.实验结果表明,平板状电流变阀的进出口压力差随流量增加而增大,还随着输入电压的提高而线性增大.当电压为110 kV、流量为211.2 mL/min时,单通道平板状电流变阀进出口压力差达到0.12 MPa.