大口径自由侧翻式拍门结构和撞击力计算

自由侧翻式拍门是近几年来研发的一种新型、节能型产品,目前主要采用DN1200及以下口径的拍门,DN2000的大口径拍门也在东深供水泵站有过尝试,情况尚好。为满足目前大型泵站拍门更新改造需要,研究了大口径自由侧翻式拍门的结构、运行时的开启角和闭门时的撞击力,并以南昏泵站DN2200的拍门为例,针对单扇平板、双扇平板、带腹板双扇柱形、无腹板双扇柱形4种形式拍门,计算了开启角及撞击力。研究表明:①将大口径自由侧翻式拍门分成对称的二扇,可大大减小撞击力;②双扇拍门的撞击力差不多;③双扇柱形拍门可以增大运行时的开启角,无腹板的双扇柱形拍门增大的效果更明显。     

DN2000球面浮箱式拍门结构和水力特性研究

球面浮箱式拍门是在球壳形拍门基础上经改进提出的一种新型拍门,它吸收了球壳和浮箱式拍门的优点,结构轻巧、运行阻力和闭门撞击力小。依据国内普遍采用的2m直径拍门,利用水力学和刚体力学原理,分析研究这种拍门的动力学特性,包括它的开启角度、闭门时间和闭门撞击力等,得到DN2000球面浮箱式拍门的最优设计参数。研究表明:这种拍门较平板或平面浮箱式拍门在水中的浮重小,开启角度大,能有效减小水流阻力、节能省电;第二,它重量轻、转动惯量小,从而使闭前角速度和闭门撞击力减小;第三,因门扇为球面,受力条件改善,其强度、刚度好,有望取代同种规格的其它型式拍门。     

拍门发展及二阶段拍门的应用

随着我国大型泵站的发展,安全、可靠、经济的断流方式愈显重要.在虹吸管道真空破坏阀、快速闸门、拍门三种断流方式中,拍门断流日益为人们所重视.在全国近200余座大型泵站中,采用拍门断流的泵站占62%以上.七十年代初期,为了减小拍门的面积和重量,在安徽驷马山泵站中首先采用了由八块小拍门组成的多瓣式组合拍门,每块尺寸仅1.335×1.325m~2.化大为小,相对地减小了关闭时的撞击力.这种型式的拍门由于分块较多,开     

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.     

中小型泵站空箱式钢拍门及应用

一、前言开展泵站节能技术改造,对提高泵站装置效率是显著的。我市现有泵站2719座、4758台机组,装机容量12.9万kW,这些泵站大都属于中小型泵站,普遍采用铸铁拍门断流。实际使用过程中普遍存在铸铁拍门开启角度小(一般为20°～40°)、阻力损失大的问题。因此,采用一种开启角度大、阻力损失小的新型拍门,对省水节能将会有明显的效果。拍门的阻力损失主要与拍门的开启角度有关。开启角度越大,拍门的阻力损失就越小(见下表)。从表中可以看出,当拍门的开启角达到60°时,拍门的阻力损失已经很小。所以,为了减小拍门的阻力损失,必须加大拍门的     

基于LS-DYNA的铧式犁结构优化设计及性能分析

基于LS-DYNA法建立犁体与土壤的耦合接触有限元模型,讨论不同犁体导曲线、铧刃角、安装角、端点角、耕作速度对耕作过程翻垡效果和犁体应力影响,并进行试验验证。结果表明：椭圆曲面比抛物线曲面耕作时阻力更小、土壤翻垡效果更好,阻力降低5.6%,翻垡距离提升14.8%;对犁体前进速度、铧刃角、安装角、端点角进行单因素分析,发现翻垡距离随着速度增加而增加,而随着铧刃角、安装角、端点角呈现出先增大后减小的趋势。因此,通过选取合适的速度与结构参数可以提升铧式犁的翻垡性能,减低犁体阻力。     

犁体曲面离散元仿真试验与参数优化

为了优化犁体曲面结构参数、减小铧式犁耕作阻力,采用水平直元线法设计犁体曲面,运用Solidworks软件建立实体模型,利用EDEM软件建立犁体—土壤离散元模型,并以犁体阻力最小为目标,对犁体铧刃角、犁铲安装角和导曲线扣垡角三因素进行正交仿真试验。仿真结果表明:所建立的犁体—土壤离散元模型可以较好地反映犁体在耕作过程中的阻力的变化情况,犁体阻力随着犁体与土壤接触面积的增大而增大,当犁体全部进入耕作状态时,犁体所受阻力达到2 621～2 795N,且趋于稳定。正交试验结果表明:铧刃角对犁体阻力影响极显著,犁铲安装角和导曲线扣垡角对犁体阻力影响显著。犁体结构最佳设计参数组合为:铧刃角45°,犁铲安装角25°,导曲线扣垡角5°,犁体阻力为2532 N,比优化前减少6. 36%。研究结果为犁体曲面优化设计提供一种离散元分析方法,也为犁体曲面的设计提供数据参考。     

叶片出口安放角对单叶片泵性能的影响

为改善单叶片泵的性能,采用数值模拟与外特性试验相结合的方法分析了叶片出口安放角对泵性能的影响.基于SIMPLEC算法和RNG k-ε湍流模型,通过ANSYS CFX软件求解三维N-S方程,对叶片出口安放角分别为10°,14°,18°,22°和26°的单叶片泵内部流场进行了数值分析,得到了泵的速度场、压力场,并获得了泵外特性及所受径向力,数值计算所得扬程与试验结果具有较好的一致性.结果表明单叶片泵扬程、功率、效率均随叶片出口安放角增大而提高,但叶片出口安放角增大到18°以后,由于叶轮内流动滑移加剧,变化不再显著;不同叶片出口安放角单叶片泵内流场整体分布相似,但叶片压力面前端脱流区随叶片出口安放角的增加而增大,压力面的相对速度随叶片出口安放角的增加而减小,隔舌处的流动随叶片出口安放角的增加而变得顺畅;叶轮及蜗壳所受径向力随叶片出口安放角的增加而增大,叶轮所受径向力在设计点工况附近最小,而蜗壳所受径向力随流量增加而减小.     

轴伸贯流泵站全过流系统启动三维过渡过程研究

为了分析轴伸贯流泵站全过流系统在含有附加拍门的出水流道闸门开启下机组外特性参数的变化规律和过流系统内部流场的演变过程,利用力矩平衡方程推导叶轮实时转速,基于铺层网格及动网格技术研究了含有附加拍门出水流道闸门的运动规律,对轴伸贯流泵全过流系统启动三维过渡过程进行了数值模拟。结果表明：计算结果与试验结果一致;在机组启动过程中,泵段扬程先增大,然后减小至额定扬程,2.25s时出现最大启动扬程6.38m;拍门前后压差最大值为2.61m,设有附加拍门的出水流道闸门可以有效降低启动过程中的最大启动扬程,提高水泵机组的安全系数。水泵的启动转速和流量变化对叶轮段压力分布梯度影响明显,当转速上升到最大值时,叶片承受最大水压力。在启动过程中闸门上的附加拍门起到了分流作用,避免因叶轮转速上升较快、闸门未充分开启而使出水流道水压力过大带来的系统不稳定性问题。     

拖拉机极限态侧翻回稳陀螺主动控制系统设计与试验

针对拖拉机在斜坡行驶中受复杂路况激扰易引发的极限态侧翻失稳问题,基于单框架控制力矩陀螺设计了主动侧翻回稳控制系统。以单侧轮胎离地侧翻工况为主要研究对象,利用欧拉-拉格朗日方程构建了整机和力矩陀螺耦合系统的非线性侧倾动力学方程,并基于反步设计法推导了状态反馈控制律。该控制律可依据侧翻危险程度实时调整陀螺转子的进动角速度,定量输出侧翻回稳力矩。以环境障碍物和整机行驶速度为变量,开展了极限态侧翻失稳控制比例模型试验。结果表明,与无控制组相比,采用力矩陀螺主动侧翻回稳系统可显著调控拖拉机的侧倾过程,且在实际侧倾角大于静态临界侧倾角9.58%时仍能有效实现侧翻回稳。研究表明,提出的控制方法可适用于不同危险程度的极限侧翻工况,为拖拉机主动安全控制提供理论依据和技术参考。     

冷凝液输送泵用铰接式单向阀流场数值模拟

针对冷凝液温度高、极易汽化,且泵吸入口液位高度差小,单向阀水力损失要求极高的问题,提出了一种新型冷凝液输送泵用铰接式单向阀,阐述了其工作原理.以冷凝液输送泵用吸入口铰接式单向阀为例,建立了其二维物理模型,并按照单向阀实际参数给出了边界条件,利用CFD软件Fluent6.3对单向阀开启过程中阀板开度分别为1°,2°,3°,5°,7°,10°六个工况点的流场状态进行了数值模拟,得到了新型铰接式单向阀开启过程中阀板前后部流场压力云图和速度矢量云图,并进行了不同开度状态下的对比分析.研究表明随着阀板开度的不断增加,流场的最大速度和最小速度也在不断增加,流场的最小压力区间一直出现在阀板下端,并初步总结了铰接式单向阀产生水力损失的主要位置,为铰接式单向阀工程设计计算及内部流道优化提供参考.     

基于LabVIEW的轮式车辆侧翻预警系统研究

针对农用车辆自动导航作业中常见的侧翻事故,基于轮式车辆侧翻力学模型,设计了一种实时性强且可有效降低车辆侧翻事故发生率的车辆侧翻预警系统。系统基于LabVIEW2015平台进行开发,通过获取车速、前轮转角和侧倾角数据,实时判断车辆的侧翻危险程度,并根据不同的侧向加速度阈值进行三级侧翻预警。实车试验结果表明:系统运行稳定且预警效果良好,平均预警误差率为7.14%,可以满足预警系统精度要求。     

气力驱动的黄瓜梗剪切装置设计与试验

目前温室黄瓜的采摘方式主要为人工采摘,存在工作环境差,机械化程度低等问题,为面向机械化采摘,结合平面连杆与铰链弹簧联动结构,设计一种气力驱动的黄瓜梗剪切装置,并且对该装置进行动力学仿真分析。针对黄瓜梗剪切装置参数变化对剪切效果的影响,对不同成熟度的黄瓜进行实际数据测量与分析,且进行剪切试验,对成熟度、刃口倾角、削切角、斜切角等参数对黄瓜梗剪切效果的影响进行研究。结果表明:成熟中期(开花两周左右),黄瓜瓜梗更易被剪切,且此时黄瓜生长的各项参数达到峰值,而在成熟晚期(开花三周左右),黄瓜梗剪切所需气动力较大,剪切较为不易;当刃口倾角为8°~26°,且削切角与斜切角为0°时,剪切所需的气压压力逐渐减小,滑切效果逐渐增强,同时剪切性能增强;当削切角为0°~45°、刃口倾角为26°、斜切角为0°时,剪切瓜梗所需的气压压力随着削切角的增加而增加,当削切角为0°时所需气压压力比其他角度更低,剪切效果较好;当斜切角为0°~45°、刃口倾角为26°、削切角为0°时,剪切瓜梗所需的气压压力先降低后增加,且增幅渐大,当斜切角为15°时,所需气压压力较其他斜切角更低,剪切效果较好。根据以上研究,为黄瓜的采摘时间与气力驱动的黄瓜梗剪切装置的参数确定提供依据。     

大型拍门液压缓冲装置试验研究

拍门是轴流泵站主要截流闭锁装置之一，其动态特性与泵装置停泵过渡过程中泵机组动力学特性，管路系统瞬变流及液压启闭机构动态特性等有关。文中结合湖北樊口泵站大型拍门模型试验，介绍了拍门及液压启闭系统模型相似设计方法，运用微机动态测试系统实测了不同装置扬程下两种不同渐变缓中方案的拍门动态参数及启闭机油罐内应力变化过程，根据模型试验结果合理确定了樊口泵站拍门技术改造中截流渐变回油口槽道面积方案，该研究成果不仅为樊口泵站拍门技术改造提供依据，同时也对同类截流闭锁装置设计，改造具有参考价值。     

插板式叶轮排肥器安装角度的优化与试验

为改进插板式叶轮排肥器的肥料填充性能,针对插板式叶轮排肥器的安装角度,采用离散元仿真技术进行了试验研究。以体积确定的叶轮槽轮单圈排肥量作为基准,在叶轮转速30r/min、开度40mm的条件下,对安转角度从0°~90°开展7组离散元仿真试验。结果表明:安装倾角为36.4°时,排肥器单圈排肥量与基准值一致,且在该角度±10°范围内均满足相对误差小于5%的施肥要求。在该安装角度下开展了3种肥料的验证试验,结果表明:安装角度为36.4°时,不同肥料单圈排肥量与开度呈线性关系,开度全调节范围内单圈排肥量线性回归的R 2为0.995以上,满足插板对工作长度调节的需求,与仿真结果基本吻合。本研究为插板式叶轮排肥器的设计优化提供了参考和理论依据。     

三通调节阀分流比及内部流动特性分析

为探究三通流量调节阀的分流比及内部流动特性,应用标准k-ε湍流模型,采用SIMPLE算法,对其内部流场进行三维流道数值模拟.通过改变进口流量及阀芯旋转角度等条件,研究三通调节阀内部流动特性及分流比的变化规律,模拟和试验结果能够很好地吻合.研究结果表明:阀芯旋转角度介于15°~75°时三通流量调节阀能有效分流;随着调节阀角度的增大,水平分流比先增大,在35°左右增大到0.55附近,之后开始减小,在55°左右减小到0.40附近,最后持续增大到1.00,这种变化趋势与水平出流面积占总出流面积的比率变化相同;进口压力随着调节阀角度的增大先增大后减小,在45°左右达到峰值,压力曲线以45°为对称线呈对称形状,这种变化趋势与阀门调节部分入口过流面积的变化相符;在阀门进口段与阀芯的连接部分过流面积收缩节流,导致该处流速最高、阀门进口管部分压力最高.     

丘陵稻油联合收获机脱粒清选装置的设计与试验

针对我国南方丘陵山区稻-油、稻-稻-油轮作的生产模式,早稻容易落粒、脱粒损伤大、油菜成熟一致性差及清选困难等问题,设计开发了适用于丘陵山区水稻油菜的联合收获机脱粒清选装置。脱粒分离装置包括可调导流条角度顶盖、单纵轴流滚筒和栅格式凹板筛,清选装置包括离心蜗壳式风机和高清洁率低损振动筛。为了得出适合水稻和油菜收获的最佳工作参数,以导流条角度、脱粒元件形式、滚筒转速、鱼鳞筛开度为影响因素,以损失率和含杂率为性能评价指标进行四因素三水平正交试验。通过田间试验得出到最优工作参数组合:顶盖导流条角度为72°,脱粒元件为纹杆-钉齿滚筒,滚筒转速为700r/min,鱼鳞筛开度为25mm。