虹吸式出水流道虹吸形成过程数值模拟

应用RNG k-ε湍流模型及SIMPLEC算法,对虹吸式出水流道内的充水过程进行数值计算.采用VOF方法追踪自由表面,模拟流道内水气交界面的演化发展过程,再现了虹吸形成过程,分析了真空破坏阀处的流量变化情况,确定了关阀时间.数值计算结果表明,虹吸式出水流道在充水过程中,流道内空气从驼峰处的真空破坏阀中排出,水流逐渐充满流道上升段并到达驼峰处,在驼峰处分为两部分,小部分会从真空破坏阀流出,其余大部分沿着流道下降段下壁面流向出水口;在此过程中,真空破坏阀经历了排气-吸气-排气-吸气-排气-吸气的反复转换过程;当充水到一定时间后,真空破坏阀不再排出空气而是变为吸入空气;根据真空破坏阀的排气吸气过程可以确定关闭真空破坏阀的合适时间;阀门关闭后,驼峰处可以很快形成负压,产生虹吸现象,但是流道内残存的空气要经历很长时间才能完全排出.     

改进真空破坏阀结构设计的探讨

真空破坏阀是虹吸出水流道主要的辅助设备。正确地选择与使用真空破坏阀对泵站的经济运行起着重要的作用。真空破坏阀的种类较多,就目前全国各地使用情况来看,大都是气动或电动的真空破坏阀,其工作原理是:当水泵启动后,真空破坏阀阀盖在外力作用下关闭以加快虹吸形成;水泵停机后,外力克服阀盖上的压差力,打开阀盖放进空气,破坏虹吸作用,截断管中的水流。采用电动或气动真空破坏阀,有两点应引起注意:     

泗阳第二抽水站真空破坏阀改造

介绍了泗阳第二抽水站真空破坏阀装置改造的缘由。采用新型的电动式真空破坏阀对原有气动式设备进行技术改造,简化了系统结构,提高了工作效率,对泵站技术改造具有很好的借鉴意义。     

平压式真空破坏阀

本文详细叙述了平压式真空破坏阀的工作原理、结构特点和各主要部分的尺寸设计,并给出了具体实例。平压式真空破坏阀不需要配备空气压缩机系统,有许多优点。     

浮体真空破坏阀

1 概述真空破坏阀实现自动控制的方法,一般有电气自动控制及压缩空气自动控制两大类。前者需要电源,后者需要气源,且设备都较复杂。受浮体闸设计的启发,我们试制了一种利用水力的浮体真空破坏阀。     

基于VOF模型的轴流泵机组起动过程数值模拟

为探索轴流泵机组起动过程中外特性参数和机组流道内流态的瞬变特性,建立了包括肘型进水流道、转轮、导叶、虹吸式出水流道与出水池等部件的轴流泵机组三维几何模型,采用VOF气液两相流模型与Realizable k-ε湍流模型相结合的方法,对预开启真空破坏阀及真空破坏阀保持关闭这2种起动方式下的轴流泵机组起动过程进行了三维数值模拟.数值模拟结果显示,水流翻越驼峰之后,出水流道内的空气不断被卷入水中并由下降段流道内的水流旋涡携带排出,出水流道内空气囊体积逐渐减小,从而最终形成虹吸;初始空气囊大小是影响起动过程中排气时间长短的关键因素之一,初始空气囊体积越大,排出气囊所需时间越长,而采用真空破坏阀保持关闭的起动方式会产生较大的初始空气囊,因而起动时间较长;与真空破坏阀保持关闭的起动方法相比,采用预开启真空破坏阀的方法使最大起动扬程下降了30%,起动时间缩短了64%.     

小型水电站虹吸式进水口的设计和运行

一、概述河南省嵩县铺沟水电站采用了虹吸式进水口。该电站自八三年七月建成发电以来,运用良好,取得了明显的效果。铺沟水电站为无压引水式,引用流量为12.0米~3/秒,发电水头为16米,装机容量为2×800千瓦。该虹吸式进水口,是由虹吸式进水管、真空破坏阀和抽气射流泵三大部件组成。抽气射流泵是把虹吸管驼峰空气抽出,使虹吸管把水流从压力前池引到压力管。真空破坏阀是在停机时把虹吸管的水流断开。具体步骤是     

虹吸式轴流泵站真空破坏系统动作不可靠的原因及其改进

笔者读了《排灌机械》1984年第一期,程恩林同志写“引滦入津工程的泵站与泵机组”一文,其中提到潮白新和大张庄两泵站的机组运行中尚存在“控制真空破坏阀的电磁配压阀动作不可靠”的问题。显然这个问题对于该泵站的运用管理人员来说,不算是     

真空增压器的装配与试验

由于柴油机进气管负压极小,故在农用运输车液压系统中增加了由增压缸、控制阀、加力气室、真空筒、真空单向阀组成的增压装置。增压缸、控制阀、加力气室组合件称为真空增压器。     

真空增压器的装配及故障诊断

由于柴油机进气管负压极小,故在农用运输车液压系统中增加了由增压缸、控制阀、加力气室、真空筒、真空单向阀组成的增压装置.增压缸、控制阀、加力气室组合件称为真空增压器.     

往复泵泵阀流场与阀芯运动的动态耦合特性

为研究往复泵阀芯复杂运动的规律,基于动网格及UDF方法对阀芯的运动分析与阀隙流场的数值模拟进行耦合,并进一步分析泵阀与柱塞运动的耦合特性,探讨弹簧刚度及预紧力、限位器高度对泵阀运动及性能影响规律.结果表明:弹簧刚度或预紧力越大,阀芯升程越小,阀隙流阻增大,吸入性能降低;弹簧刚度及预紧力对阀芯的滞后及泄漏特性的影响与其对水力效率及吸入性能的影响相反;随着限位器高度逐渐增大,阀芯撞击限位器时速度逐渐减小,阀的滞后高度呈现先减小后增大的趋势,其存在最优取值范围;将往复泵柱塞运动与阀芯运动进行耦合分析,得到弹簧刚度及预紧力对阀座的撞击作用的影响与其对阀芯滞后高度的影响规律基本一致;往复泵示功图可以准确地模拟吸入阀及排出阀的关闭滞后特性.研究结果可为往复泵泵阀的优化设计提供一定的参考.     

高压气动比例减压阀设计与仿真

提出一种高压气动比例减压阀,该阀由比例电磁铁控制的二位三通型滑阀式先导阀和活塞提升式主阀组成,通过压力传感器和控制器构成闭环电反馈控制,最高工作压力为31.5 MPa。该阀虽然存在少量先导耗气,但保证了压力调整的快速性和稳定性,克服了先导泄漏对减压阀的影响,避免了先导阀意外结冰的发生。在介绍结构及工作原理的基础上分析了该减压阀的特点,利用AMESim建立了考虑气源压力和负载流量波动的仿真模型。仿真结果表明:该阀在气源压力缓慢下降且负载流量大范围波动的情况下能实现稳定的压力输出,在不改变控制参数的前提下,当气源压力为31.5 MPa时输出压力可在1~30 MPa范围内稳定;先导阀预开口形式对压力精度影响较小,但应避免正开口以减少气体浪费;先导阀环形间隙高度控制在10μm左右较为合适。     

高压往复泵进排液阀故障分析与改进设计

针对某进口大型高压往复式反应器丁烯进料泵在现场使用中出现的一系列问题,对该泵阀升程、阀隙流速、冲击力、弹簧力等影响因素进行了分析研究和计算,指出阀的结构型式的改变是解决原泵阀频繁出现故障问题、延长其使用寿命的根本途径。对高压往复泵进、出液阀采用双环阀的改良设计方法,圆满解决了所出现的故障问题,并在产品上得以应用。     

基于CFD数值模拟的排污阀冲蚀磨损影响规律

针对输气站场排污系统主要设备排污阀在使用过程中时有穿刺现象发生,造成天然气泄漏的安全事故,采用CFD仿真模拟的方法开展关于流体流速、颗粒粒径、含砂体积比与阀门开度等因素对阀套式排污阀冲蚀磨损性能影响的评价分析.结果表明:阀芯、阀座密封接触壁面间的冲蚀破坏是造成整个排污阀失效的主要原因.在流速1~9 m/s、颗粒粒径0.1~0.5 mm、含砂体积比2%~10%、阀门开度15%~90%范围内,冲蚀磨损率与流体流速呈指数型正相关,冲蚀磨损区域随流速增加明显扩大.砂浓度增多加大了颗粒碰撞阀腔壁面的频率,其冲蚀率近似呈线性增长.颗粒粒径变化对排污阀平均冲蚀磨损率影响较小,小颗粒冲蚀行为下产生的冲蚀破坏相比大颗粒更为均匀一些.排污阀开度在15%~30%过程中,阀冲蚀磨损程度变化剧烈,从60%开度开始,阀的受损情况趋于平稳.同时,在阀门开度增大的过程中,阀芯最大冲蚀磨损区域从圆周壁面逐步移动到阀芯下端面.研究结果对排污阀的整体耐冲蚀性能评价具有指导意义.     

液压比例阀及伺服阀测试系统设计

为准确评价电液比例阀和伺服阀的性能优劣,通过对液压比例阀及伺服阀的测试原理、工况及测试回路的研究分析,设计了液压比例阀及伺服阀的测试系统。该测试系统通过阀门两侧压力差和阀内泄漏量的测定,不但可以确定出比例阀及伺服阀的性能情况,还能指导改进加工工艺,提高阀门制造精度。      

泵站双节式拍门合理开启角度分析

为探究双节式拍门的合理开启角度,以江西鹅湖泵站双节式拍门为研究对象,分析在不同流量工况下,不同开启角度的拍门水力损失以及门后水流流态,得出一个较优的双节式拍门开启角度范围.结果表明:在双节式拍门上节门开度达到约46.00°.下节门开度达到约64.00°时,水力损失较小且其大小几乎不随流量增加发生变化,因拍门水力损失导致的效率下降值已减少至3%左右,而且随着开启角度增大,拍门对泵装置性能以及整体工程运行产生的影响在逐渐减弱.经过分析得出,鹅湖泵站双节式拍门上节门的较优开度约为46.00°~53.00°,下节门的较优开度约为64.00°~70.00°,这与该泵站双节式拍门在运行工况下的开启角度吻合,结果可为双节式拍门在泵站的应用提供借鉴.从多角度分析对比得出的双节式拍门合理开启角度的研究方法具有较高的可行性,值得在其他类型拍门合理开启角度研究中推广应用.     

拖拉机提升器卡阀故障原因分析与设计改进

阐述了拖拉机液压提升器主控制阀和回油阀卡阀的故障现象、产生卡阀的原因分析,提出了避免液压提升器主控制阀和回油阀卡阀的方法。通过对主控制阀和阀套的结构分析和改进设计。减少了拖拉机提升器主控制阀卡阀故障的产生。     

压力波动预止阀关闭特性对泵站水锤的影响

为了获得压力波动预止阀在防护泵站水锤方面的水力性能,采用特征线法,通过构建水泵与压力波动预止阀的数学模型,以宁夏固原地区某高扬程泵站为例,详细分析了压力波动预止阀的5种关闭特性曲线对泵站水锤防护效果的影响.结果表明:压力波动预止阀在全开状态并选择针形阀曲线类型时达到最大外泄量;压力波动预止阀在关闭过程中,通过阀门流量的减少率接近于阀门开启面积的减少率.当压力波动预止阀选择为蝶阀类型的减速关闭曲线时,可使泵站出口压力波动最先达到稳定.同时,当压力波动预止阀的曲线类型由加速关闭曲线、常速关闭曲线至减速关闭曲线变化时,整个输水系统最高压力极值下降,而系统最低压力极值上升.因此,压力波动预止阀关闭特性选择为减速关闭曲线类型时,可防护的系统最高压力最小,最低压力最大,从而更有利于水锤防护.     

电控线性转板式气体流量调节阀结构设计与实验

提出了一种电控线性转板式流量调节阀(阀门通径DN50),阀芯开口采用专门设计的形状以实现开度与流量的线性关系,驱动系统采用减速步进电机以保证阀门开度的精度和重复性。采用面积割补法推导了阀芯曲线方程,设计了特殊的平面旋转密封结构,并采用数值模拟和实验验证相结合的方法进行了验证。理论计算和实验结果均表明设计的阀门线性相关系数大于0.99,不同开度的重复性实验表明,不同开度流量重复性优于0.26%,验证了该结构阀门的性能。     

梭式止回阀开启过程的数值模拟

为了研究梭式止回阀在高压差条件下启闭时阀瓣的运动特性以及阀内可能出现的气穴现象,采用计算流体力学(CFD)方法,建立梭式止回阀阀瓣运动方程和流场气穴模型,并通过动网格技术和用户自定义程序,对梭式止回阀开启过程中阀内速度场、压力场、气穴分布和阀瓣运动特性进行了数值仿真,仿真结果以可视的图形图像形式给出.数值模拟研究表明：梭式止回阀在开启过程中,流体主要沿阀壁流动,阀体中间部位则出现回流;在阀内有涡流存在,在涡流的涡心位置流体流速小、压力低,易产生气穴;气穴的产生和发展与进出口压力大小和阀瓣开度等密切相关,气穴易引起阀内流场的不稳定.阀瓣在压差作用下的运动特性为阀瓣首先开启到一极大开度,并逐渐以波动的形式回归到一稳定的开度,阀瓣在运动到稳定开度附近时速度最大.模拟研究结果可以为梭式止回阀结构参数的设计和优化等提供参考.