隙控式全射流喷头运转动力学分析

针对隙控式全射流喷头在恶劣工作条件下出现的附壁力小、驱动力矩小等不足,研究了获得射流元件的最大附壁驱动力矩和减小摩擦阻力矩的方法,对射流元件进行优化设计,以保证喷头的正常运转．分析了隙控式全射流喷头的转动驱动力矩和摩擦阻力矩,喷头转动驱动力矩由射流附壁时与射流元件侧壁产生的驱动力矩,射流与出口盖板的作用力矩组成,喷头的摩擦阻力矩由空心轴端面摩擦阻力矩,空心轴与轴套间的摩擦力矩,密封机构摩擦阻力矩组成．根据动量守恒方程推导出附壁射流中心线方程,得到中心线附壁点距离及附壁冲角的计算公式．推导了理论状态下,附壁力矩最大值与结构尺寸之间的关系．由刚体转动定律计算出全射流喷头的力矩公式及全射流喷头步进角度公式．     

全射流喷头内部流场测量实验研究

简述了隙控式全射流喷头的工作原理。介绍了国内外附壁射流现象的研究进展。在国内外现有研究成果的基础上，提出了采用粒子图像测速技术（PIV）对全射流喷头内部流动理论进行研究，并简要介绍了PIV系统的工作原理。设计了全射流喷头附壁射流流场测试实验。针对射流元件内部流动状态和射流控制切换规律，将实验分为静态和动态两部分。静态实验观测稳定状态下的附壁射流流场，动态实验对喷头实际工作状态下的附壁频率、压力分布进行测量研究。对实验中存在的附壁点判断、操作精度控制、运转震荡、观测区尺寸偏小的难点进行了分析，并针对难点提出了相应的解决方案。     

全射流喷头内部附壁点距离的计算

阐述了全射流喷头中水射流附壁点的距离是喷头射流元件设计的关键尺寸．基于Bourque理论,采用控制面模型,计算了全射流喷头内射流附壁点的距离,并与试验结果和相关文献进行对比,发现在射流扩散系数取9时,计算值与试验值接近．讨论了影响附壁点距离的各种因素,包括位差、壁面倾角、射流流量、射流扩散系数等．研究发现,可通过增大偏移率,增大壁面倾角来增大射流元件中附壁点距离,其中以改变壁面倾角最为显著,流量的改变几乎不影响附壁距离．研究结果对于改进全射流喷头射流元件的设计具有指导意义．     

全射流喷头射流元件附壁频率

基于全射流喷头射流元件的工作原理和内部流动状况,分析射流元件附壁频率的影响因素.利用元件两侧压差大小,建立附壁频率计算式,通过射流元件壁面脉动压力测量获得的附壁频率试验数据,频率计算值与试验值符合较好.计算与试验结果表明,附壁频率随元件腔室容积增大,信号水导管长度的变长而减小,随喷头工作压力增大,信号水流量的增大而增大,对于PXH30全射流喷头射流元件,获得信号水流量与附壁频率的线性关系式.在无因次数计算与分析中,喷嘴雷诺数对斯特劳哈数影响较小,斯特劳哈数随欧拉数的增大而减小.附壁频率的研究能指导射流元件的设计和全射流喷头工作状态的调节.     

跌坎空腔水力特性研究

应用附壁射流理论，分析了影响跌坎空腔的回水流量、空腔长度、射流冲击角、空腔回水动量及空腔负压的一些水力要素，并分析了这些水力要素与空腔回水流量、空腔长度、射流冲击角、空腔回水动量及空腔负压的相互关系。应用附壁射流理论分析的结果与水工模型试验得出的结果吻合良好。     

小位差比率射流元件内部流场PIV试验

采用PIV测试技术对小位差比率射流元件内部附壁射流流动进行了测量,得到了射流元件附壁流动速度场分布以及附壁点位置的准确数据,从而为数值模拟研究提供参照和判断。分别研究了流量、位差比率、补气孔距离、盖板尺寸对射流元件附壁流场的影响,并与数值模拟结果进行了对比。结果表明:一定范围内,流量和工作压力对附壁点位置基本无影响;小位差比率下附壁点距离比随位差比率增大而增大,得到了小位差比率下附壁点距离比与位差比率之间的关系式;附壁点距离随补气孔开孔位置变化先减小后增大;位差比率和盖板尺寸对射流元件附壁效果影响较大。     

冲蚀磨损对全射流喷头可靠性的影响

阐述了全射流喷头射流元件主要磨损形式为冲蚀磨损．为了研究冲蚀磨损对全射流喷头可靠性的影响,定义了全射流喷头的三项失效指标：末端雨滴直径、步进频率和步进角度．完成了磨粒质量浓度为1％,2％和3％三种情况下的全射流喷头磨损试验,测试了喷头的主要水力性能参数,即喷头流量、喷头信号水流量以及末端雨滴直径随时间变化规律．试验结果表明：喷头的主要水力性能参数随着磨粒质量浓度的增加而显著增加,但质量浓度变化对水力性能参数的影响逐渐减小．信号接嘴1作为喷头的最易磨损件,可选用耐磨材料来加工,以提高喷头工作的可靠性．     

PSBZ型自控式全射流喷头的研究

一、前言近几年来,全射流喷头的研究取得了较大的进展,在生产中已逐步推广应用。目前出现的几种步进式全射流喷头,它们的射流元件的基本特点是: 1、都是附壁式元件,这种元件的特点是:主射流两侧有一定的压力差时,主射流将附壁于压力低的一侧。 2、主射流方向的改变即射流的“切换”,     

大射程全射流微喷头设计与性能试验

利用射流附壁原理,设计一种大射程的全射流微喷头.分析了全射流微喷头旋转驱动力与射流元件作用区结构尺寸的关系,得到两种驱动力的计算公式.通过正交试验得到了最优转速、最远射程时的作用区位差、作用区长度和盖板位差的尺寸组合.对最优结构样机进行了水力性能测试,测试结果与正交试验结果一致.样机水量分布均匀,射程、水滴直径达到设计要求.     

分水针对喷头喷灌质量影响的试验研究

以S800草坪喷头为研究对象,选择分水针直径、分水针插入主射流深度和喷头工作压力为试验因素,通过正交试验系统研究了分水针对喷头低压工况下水力性能的影响。获得以下试验结果:随着分水针插入主射流的深度增加,在喷头射程降低的同时能显著提高喷头低压工况下的灌溉均匀度,分水针直径的变化对喷头射程和灌溉均匀性影响较小;喷头射程损失系数主要与分水针插入主射流的深度有关,与喷头工作压力及分水针直径无显著性关系。综合分析可得,若使用分水针改善喷头低压工况下的喷灌均匀性,只能通过加速射流破碎,以降低喷头射程为前提实现。     

玉米播种机电液播深调节装置运动仿真与优化

针对玉米免耕播种机在起伏较大的地面工作时播种单体被架空、导致播种深度不合格的问题,设计了一种电液播深调节装置。该装置在平行四杆机构处加装了液压缸,用以调节播深。通过对电液播深调节装置进行受力分析,确定了影响液压缸受力的因素;在ADAMS软件中建立播深调节机构简化模型,采用有限元构件法建立土壤模型,对开沟铲入土过程进行仿真,并以液压缸受力值为目标函数对液压缸进行仿真优化。结果表明:开沟铲入土仿真过程符合实际入土情况,确定了液压缸的安装位置及上-下播深休止状态液压缸伸出量。该研究结果为设计智能播深控制免耕播种机提供了理论依据。     

压捆机出料口尺寸高度变化对压缩力的影响

苜蓿草在压缩过程中出料口尺寸高度变化对压缩功耗、压缩密度以及草捆质量等均有很大影响。为了得出苜蓿草在压缩过程中压缩力变化规律,采用LABview测试技术,在相同喂入量下,选择出料口尺寸高度为试验因素,对苜蓿草压缩力进行测试研究,获得了出料口尺寸高度对苜蓿草压缩力的影响规律,并给出了压缩力的线性关系曲线。结果表明,出料口尺寸高度变化对压缩力影响显著,并呈指数关系。     

直流液压电磁阀通断响应性能分析与测试

为了获得影响直流液压电磁阀通断响应性能的主要因素及其相互关系,通过以K-01-D12型直流液压电磁阀为例,在剖析其结构和工作原理的基础上,对其通断特性进行了理论分析,从电磁力、弹簧力、摩擦力、液压油阻力等方面建立了其开启和关闭时的衔铁运动学模型.设计了以工控机为上位机、单片机为下位机的液压电磁阀性能测试平台,对模型进行了部分测试验证,理论分析和测试结果表明:直流液压电磁阀通断响应性能与液压油的温度、复位弹簧的倔强系数等因素密切相关.油温越高,液压油黏性阻尼系数越低,其通断响应时间越快,但温度过高容易导致泄漏,影响效率;复位弹簧倔强系数越大,电磁阀单腔开启时间越慢,关闭时间越快,但对电磁阀两腔之间直接切换影响不大.     

园林灌溉喷头的水力性能测试分析及应用研究

在园林绿化的维护和管理中，灌溉系统是极其重要的一部分。文中对国内目前应用最多的两种园林灌溉喷头－美国Rainbird公司的R50型及Hunter公司的PGP型喷头作了不同工况下的水力性能测试，并结合喷头的结构对测试数据进行初步分析；在水力性能测试结果的基础上，对园林灌溉系统设计中喷头的合理选用的布置提出了几点建议。     

金墅湾水源地陆域保护区污染物输移规律及水力阻截关键技术

通过实地调研、资料解析、模型计算等多种方式,在掌握金墅湾水源地陆域保护区陆域污染源类型及入河负荷的基础上,深入研究汛期及非汛期水流运动特征及污染物输移规律。针对研究范围的实际情况,研究水力阻截设施的类型、布置及阻截效果等关键技术,提出既能达到减少进入保护区污染负荷,改善保护区水体水质,又能满足河网水动力要求的水力阻截方案。     

低压重力渗灌系统渗灌的特性

为合理设计温室内低压节水灌溉系统,探讨低压重力渗灌时的渗灌特性,设置以土壤初始含水量、土壤初始容重、供水高度和渗灌管埋深为主要调控因子,通过试验模拟分析低压重力灌溉条件下渗灌管的渗流规律及土壤水分的入渗特性。试验结果表明：渗灌管出流量与时间符合幂函数,渗水速率与时间符合三次方程;渗灌条件不同,灌后土壤湿润区以及湿润区土壤含水量的分布显著不同;渗灌湿润区水分分布受供水高度、土壤初始含水量、土壤初始容重及渗灌管埋深等因素的影响;通过显著性分析,4个单因素对渗灌管出流量影响程度由大到小依次为供水高度、土壤初始含水量、土壤初始容重及渗灌管埋深,且除埋管深度外,其他三因素交互作用显著。     

基于曲轴强度的五缸泵曲柄初相角布置方案优化

为降低排出过程中液缸内压在曲轴上产生的周期性反作用力,以降低载荷、提高曲轴疲劳寿命,通过量纲一化的方法分析了曲轴扭矩、弯矩及计算应力等强度相关评价因子,提出了五缸往复泵曲柄初相角的优化布置方法,最终在120种布置方案中快捷而准确地优选出了2种使曲轴强度最优的方案,使得曲轴所受周期性扭矩及弯矩的波动幅值最小,有利于改善曲轴受力、提高强度、减小系统振动,有效地在五缸泵源头上提高动力端的工作性能,改善往复泵设计的可靠性,且所提出的2种方案与《往复泵设计》推荐的方案及国内外现行五缸泵产品所采用的布置方案完全一致,验证了本设计方法的正确性和可行性.     

喷头水量分布信息传感测试机理分

针对传统喷头水量分布特性测试手段落后的问题，研究了喷头水量分布特性自动测试的关键技术，并根据水量测试原理，建立了水量信息传感器的转换模型，实现了水量信息从模拟量到数字量的一步转换。采用基于分布式总线技术的水量信息采集方案，设计了喷头水量分布特性自动测试系统，使水量分布信息和其他测试数据快速直观地显示在计算机屏幕上，并可打印输出，提高了喷头性能测试的工作效率和水平，对新型喷头的试验研究提供了可靠数据和分析手段。     

液压泵可靠性短时试验方法研究

液压泵属于高可靠长寿命产品,其可靠性对整机的可靠性和工作性能有着至关重要的影响,即使经过长时间的加速寿命试验仍可能出现无失效的情况,给液压泵可靠性评估带来了困难。针对传统的可靠性评估局限性,以容积效率退化数据为基础,应用非线性最小二乘法和最优化理论进行液压泵性能参数退化轨迹研究,提出了液压泵可靠性短时试验方法,将短时试验与可靠性寿命试验特征参数对比,证实了该方法的准确性和有效性。     

地震载荷作用下泵房可靠度分析

由于水工结构的条件、工程的复杂性，尤其是对泵房、水闸等水工建筑物在地震载荷的作用下可靠性分析研究甚少。针对这一特点，按照结构可靠性理论，将求得的地震力，引入泵房的可靠性指标的计算中。通过实例对泵房的可靠性进行了分析验证。