钻井用水力振荡器阀组压降计算方法

水力振荡器通过螺杆旋转驱动阀组运动,使过流面积发生周期性变化,导致阀组两端压降产生相应变化,从而产生周期性的轴向力,实现水力振荡效果。为较为准确地得到水力振荡器阀组两端压降,根据阀组流道的结构,建立阀组流道有限元模型。运用滑移网格和Realizable k-ε湍流模型对不同尺寸的阀组组合进行流体仿真分析,并结合试验数据验证仿真模型和结果的正确性。仿真结果对水力振荡器的阀组的参数设计有重要的指导意义。     

TBM液压阀块流道压降特性研究

针对全断面硬岩掘进机(TBM)掘进过程中强振动对液压阀块内部流道的影响,建立了基础振动下U型、Z型、V型3种典型流道的流场仿真模型,并通过实验验证了仿真模型的正确性.仿真分析了振动方向和强度对典型流道压降特性的影响规律.研究发现:基础振动下液压阀块流道的压降随时间做周期性波动,压降的波动幅值和平均值随着振动强度的增大而增大;在阀块内布置流道时,U型流道应避免Y方向的振动,Z型流道应避免X方向的振动,V型流道应避免Z方向的振动.研究结果能为基础振动下液压阀块结构的设计提供理论依据.     

改进型径向流磁流变阀压降特性研究

在常规型径向流磁流变阀基础上设置导磁零件和不导磁零件,引导磁力线垂直通过未被利用的轴向液流通道,在未改变阀整体外形尺寸和液流通道总长度下,使常规型径向流磁流变阀同时具备有效径向和轴向阻尼间隙,得到一种改进型径向流磁流变阀.采用有限元法（FEM）仿真模拟以观察零件设置对磁流变阀的磁通量分布和压降变化的影响,并结合推导的磁流变阀压降数学模型评估磁流变阀性能.为了验证仿真结果,组建了磁流变阀压降性能测试平台,加工了同样结构尺寸参数的改进型和常规型径向流磁流变阀,并进行实验对比分析.实验数据表明:同样结构参数和磁场参数下,电流为1.8 A时,常规型径向流磁流变阀压降为3 MPa,而改进型径向流磁流变阀压降可达4 MPa,压降有效增加了33%,从而使磁流变阀应用范围进一步得到拓宽.      

锥阀流场的数值模拟与结构优化

运用PHOENICS流体计算软件,建立了锥阀的物理结构和参数的计算几何模型。采用了结构化正交局部加密网格,应用了k-ε湍流计算模型,对外流式锥阀的内部流场进行了模拟仿真,给出了优化方案。并对其进行了CFD验证,研究了流量变化、开启度变化对锥阀流场特性的影响。研究结果对于分析锥阀的性能、进行流道的结构优化和实际工程应用都具有一定的指导作用。     

内流式锥阀流场的数值模拟与结构优化

运用PHOENICS流体计算软件,建立了锥阀的物理结构和参数的计算几何模型.采用了结构化正交局部加密网格.应用了k-ε湍流计算模型,对内流式锥阀的内部流场进行了模拟仿真.提出了优化方案,并对其进行了CFD验证,研究了流量变化、开启度变化对锥阀流场特性的影响.研究结果对于分析锥阀的性能、进行流道的结构优化和实际工程应用都...     

多相流下剪切阀连续波发生器水力转矩参数化建模与分析

振荡剪切阀连续波发生器具有信号传输速率高、鲁棒性强的特点,具有广阔的应用前景,而对于作用于剪切阀转子的水力转矩规律不明确制约了其发展。目前关于多相流影响下作用于任意形状振荡剪切阀阀口的水力转矩的研究尚不充分,对于水力转矩的变化规律尚不明确。本文基于流体动量定理,采用有限元方法,建立了分流量负载转矩分析模型,并采用计算流体力学(CFD)仿真加以验证,并分析了井深及钻井液性质对于水力转矩的影响,得到如下结论：(1) 作用于振荡剪切阀的水力转矩呈先增大后减小趋势且方向始终为使通流面积最大的方向,(2) 水力转矩随井深的增加略有减小,(3) 水力转矩随固相含量和液相密度的增加而增大,(4) 钻井液气相含量对水力转矩的影响很小。本研究结果可为剪切阀连续波发生器设计提供理论参考。     

工业循环冷却水系统关阀水锤瞬态分析

文章针对工业循环冷却水系统中的关阀水锤问题，利用一维流体分析软件Flowmaster，结合工程实例，建立循环冷却水系统模型，进行瞬态分析，得出系统在不同关阀方案下的水力仿真结果，通过对结果的分析比较，得到较为合理的关阀方案，为系统的安全运行提供了依据。     

基于CFD的电液控制主阀阀芯所受作用力分析

针对矿用电液控制主阀阀芯所受的作用力,运用三维建模软件PROE对其流道建立了模型,并通过数值模拟软件Fluent在不同的边界条件下对阀道内流场做了仿真,得出了相应边界条件下阀芯所受的总作用力,并将仿真值与理论计算值进行比较,通过两种方法的比较,明确阀芯所受作用力的变化规律,为进一步了解主阀阀芯的受力特性提供参考。     

阀泵并联控制系统的研究

介绍了阀泵并联控制系统的组成。对阀和泵的输出流量实施最佳分配,建立了系统的状态空间模型,并通过Simlink对系统进行了仿真,得到了仿真结果。     

基于UG的芯套双动高速开关阀的仿真研究

运用UG软件对芯套双动阀进行了仿真研究,建立了芯套双动高速开关阀的模拟仿真模型,对阀进行了模拟仿真,并对影响阀性能的因素进行了研究。研究结果对高速开关阀的改进设计有一定的借鉴作用。     

液压阀阀体内流场的数值分析与可视化

液压滑阀是液压控制系统中控制液压油流动方向和流量的重要元件,阀体内流场特性直接影响阀的工作性能．按照实际使用中的参数,建立了滑阀的三维几何模型,利用CFD软件对其阀体内液体的流动状态进行了仿真分析,其结果对阀体结构的设计和性能优化都有重要的实际意义．     

涡轮式水力振荡器结构参数优化及流体仿真

大位移长水平井开发的后期,存在着大摩阻的问题,严重制约钻具向更远目标的快速钻进,在世界范围内引起了广泛关注.水力振荡器是油井开发后期降摩减阻的重要工具.针对该问题提出了一种涡轮式水力振荡器.该水力振荡器通过静阀与转阀流道口之间的相位变化将钻井液的动能转化为周期性脉冲压力,有效地解决了钻井过程中出现的托压和自锁问题.分别...     

大型模锻水压机高压大流量水阀开启力特性

以带先导卸荷阀结构的大型水压机高压大流量水阀为研究对象,建立其数学模型,对该模型进行数值仿真,系统研究该类水阀的开启力特性问题,分析阀芯开启速度、开启高度、工作水压、水阀内泄漏等各种因素对水阀开启力的影响。使用TableCurve3D对仿真结果进行数值分析,得到开启力与水阀开启速度、内泄漏间隙之间的关系,确定水阀最优开启时间,拟合得到水阀内泄漏间隙简化计算数学模型。建模和仿真结果表明:水阀开启力具有瞬变特性,且阀芯开启速度越快,瞬变特性越明显;在同一工作水压下,水阀开启速度和内泄漏对阀芯开启力的影响最为明显。仿真结果和测试数据吻合较好,证明了建模仿真方法的有效性。研究结果可对水阀开启控制优化、健康使用及维护决策提供理论指导。     

调节阀内三维流动与启闭过程的数值模拟及分析

运用计算流体力学方法（CFD）对调节阀的定常与非定常水力特性进行了数值模拟．定常模拟得到各种开度下的三维流场分布以及压降与流量的特性曲线,特性曲线与试验结果相吻合．非定常计算模拟了阀门开启和关闭过程中流动特性的变化,得到流量和阀芯轴向力随时间变化曲线,并对启闭速度的影响进行了分析．     

带有K型节流槽的液压支架换向阀改进设计

针对煤矿综采工作面现有液压支架换向阀阀口过流面积梯度大、仅能够实现开关型控制功能的现状,以及由此造成的支架供液系统内液压冲击剧烈问题,提出在阀芯径向过流孔凸肩位置增设K型节流槽的换向阀改进设计方案。得出了K型节流槽等效阀口过流面积计算方法,采用AMESim软件搭建了换向阀液压仿真模型;并对现有开关型换向阀和改进换向阀进行了对比研究。结果表明:带有K型节流槽的换向阀改进方案可实现阀芯开启过程中的阀口过流面积分段线性增大规律,在阀芯开度小于5. 5 mm时,阀口过流面积梯度较小;在阀芯开度大于5. 5 mm后,该梯度数值增大至与现有换向阀相当;阀口通流流量和阀口压力可相应实现分段增大规律。改进设计思路对于面向支架不同工艺动作的换向阀结构优化具有借鉴意义。     

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。     

插装式电液比例流量放大阀特性分析

插装阀具有通流量大、结构简单和成本低等优点,广泛应用于液压系统中。笔者针对一种主级基于流量放大原理、先导级采用单级伺服比例方向阀的两级插装比例节流阀特性进行分析,建立了该比例节流阀的简化数学模型,获得了简化条件下的特性关系式。以此为基础,在SimulationX软件环境中建立该液压阀的仿真模型,利用实验数据对模型正确性进行验证,运用验证后的仿真模型对比例阀性能特性进行分析。结果表明:该液压阀输出流量静态特性存在死区,阶跃响应存在时间滞后,主阀流量放大倍数并不是常数,性能影响因素与主阀反馈槽预开量、面积梯度、级间过渡容腔体积以及先导阀通流能力等相关。     

水力振荡器流道口形状对阀前后脉冲压力幅值影响规律研究

水力振荡器流道口过流面积的周期性改变可以产生周期性压力脉冲周期性压力脉冲传到振荡短节,在蝶形弹簧的作用下,使振荡短节外壳产生周期性的轴向振动,从而使钻柱与井壁的静摩擦变为动摩擦,有效降低了摩阻,提高了钻压传递效率和钻进速度。水力振荡器的振荡效果很大程度上取决于轴向冲击力的大小和变化频率,即取决于流道口过流面积的变化规律。而在相同条件下不同形状的流道口过流面积的变化规律不同。为了获得更高效的水力振荡器,在一种涡轮式水力振荡器的研究基础上,分别采用矩形流道口、菱形流道口和圆形流道口进行流道口形状优化设计。通过对数值仿真得到的数据进行対比分析,发现菱形流道口的降摩减阻的效果优于另外两种流道口。     

作业型ROV推进器动力学建模与响应分析

为研究深海作业型遥控水下机器人（remotely operated vehicle,ROV）液压推进器控制系统的动力学响应特性,建立了一种考虑螺旋桨动态负载影响的伺服阀控制液压推进器动力学系统的数学模型,提出一种伺服阀控制液压推进器的马达流量、压力、扭矩、转速、螺旋桨转矩和推力的求解方法.通过数值仿真,分析了不同控制电压下伺服阀、液压马达和螺旋桨的动态响应过程及特点,建立了推力分配方法中推力简化约束模型,并得到了期望推力和推进器控制电压之间函数关系的数学模型.与推进器水池试验结果相比,本文仿真结果准确可信.这种完整和准确的液压推进器动力学系统的数学模型,对实际水下机器人和动力定位船舶的运动控制方法、推力分配策略及推进器控制的研究,具有一定的指导意义和工程价值.