3种微灌砂过滤器水动三向阀性能比较试验研究

为了研究不同水动三向阀对砂石过滤器进行过滤和反冲洗过程切换的影响,通过对市场上常用的2种进口水动三向阀和国内自主生产的水动三向阀进行试验对比,测试了3种阀门过滤和反冲洗条件的水头损失、启闭时间、最小切换压力等参数.测试结果表明:不同阀门过滤和反冲洗条件下的水头损失差异具有统计学意义,建立了3种阀门正向过滤和反向反冲洗过程的水头损失和流量的回归模型,符合幂函数关系;国产阀门在水损控制上与进口阀门差异不大;在60~350 k Pa条件下进行3种阀门启闭时间和最小切换压力试验,测得3种阀门正向切换时间均长于反向切换时间,且单腔结构三向阀的启闭时间要长于双腔结构阀门,而国产三向阀在材料和精度上的不足导致阀门在启闭时间和最小切换压力两方面均落后于进口阀门.试验数据对实际应用中阀门选型及灌溉规划设计能够提供一定的数据参考.     

太阳能智能灌溉阀门控制器设计与应用

针对我国新疆地区土地干旱,水分下渗和蒸发比较严重导致灌溉过程中水分流失的问题,研制出一款根据土壤湿度传感器数据和作物需水量进行决策,实现智能灌溉的阀门控制器。该控制器以STM32单片机为控制核心,采用太阳能供电的方式,控制器包括单片机控制电路、土壤湿度采集电路、太阳能充电控制电路、阀门驱动电路、无线通信电路、阀门状态反馈电路。控制器通过土壤湿度传感器采集的数据进行灌溉决策,在土壤含水率低于作物最适宜生长值下限时开启阀门,当土壤含水率达到田间持水量时关闭阀门。农民能通过手机APP远程获取土壤湿度数据和阀门开关状态信息,并能远程控制阀门进行灌溉。经实验分析论证,该控制器运行稳定,能将土壤含水量控制在合适的范围。     

基于模型参考的混合悬架多模式切换控制研究

混合悬架在单一控制模式下的舒适性、安全性和馈能性存在相互制约问题,本文基于模型参考的方式设计了一种混合悬架多模式切换控制方法,确定了各模式之间切换规则来控制直线电机和可调阻尼进行切换。然后基于Simulink/Stateflow进行了1/4混合悬架的切换控制系统的设计和仿真,并进行了快速原型试验论证。仿真试验结果表明:混合悬架多模式切换控制模型可以有效地进行切换并达到切换目标,提高混合悬架的综合性能。     

自动控制阀门在农田灌溉中的应用

针对计算机及信息技术在农田灌溉中的控制阀门问题，提出了用涡轮涡杆的碟阀与直流慢速电机相结合，电路采用数字编码接收方式，由此构成了自动控制阀门，并论述了这种阀门在农田灌溉中的适应性。     

长距离输水管渠结合系统闸阀联合调控方式研究

输配水渠道系统在跨越河谷时往往采用倒虹吸管道,其弹性波波速较明渠重力波有数量级的差异,故探索闸阀这两种响应特性相差迥异的控制对象的控制逻辑差异和调控方式具有一定意义.在处理一维明满流数值计算时采用窄缝法将有压流和明流控制方程统一,选择前馈逻辑与反馈算法中的PI增益系数与动作频率几个要素进行研究对比.由于管道的响应速度较快,阀门无前馈时控制效果仍较为理想,阀门无反馈控制效果很差.选取了水位波动、闸门调整量及稳定时间等性能指标组合成综合指标GI,相较PI控制,阀门和闸门仅采用比例或积分控制时,GI分别变大了39％、17％和75％、55％.对于与算例类似的一般管渠结合系统,阀门可采用无前馈控制,但建议采用反馈控制.阀门可根据管道特性选择不同的控制方式,长管道可仅采用比例控制,避免流量震荡的管道可仅采用积分控制.主要研究方法、结果可用于输配水工程中无压-有压系统的控制器设计,有利于实现输配水系统的安全、高效及自动化运行.     

电液负载敏感负载口独立多模式切换控制能效研究

针对传统电液控制系统单一工作模式能耗高、效率低等问题,提出了一种负载口独立多模式切换控制系统。该系统基于负载口独立控制,通过改变传统液压回路连接方式,为系统拓展多种节能工作模式并设计了多模式切换控制器。该控制器首先根据负载方向和速度方向,将系统切换至能量最优的工作模式;然后再根据工作模式为执行器进、出口配置最佳阀控策略,而泵控方式采用电液负载敏感方法使系统压力适应负载压力。为验证该系统在出口压力损失和能量再生两方面的节能效果,以传统电液负载敏感系统为对比对象,在小型挖掘机上进行了实验验证,并评估能效。实验结果证明,与传统电液负载敏感系统相比,采用负载口独立多模式切换控制方法在不降低运动跟踪性能的同时,能有效提高系统的能量效率,节能率达21.95%。     

核电阀门制造质量控制分析

核电阀门质量的好坏直接影响了核电站的安全运行。文章结合国内生产核电阀门的现状，给出了核电阀门制造质量控制的相关建议，旨在对核电阀门制造的质量控制提供技术参考。     

基于物联网的智能节水灌溉系统的研究

针对传统手动开关阀门的方式控制灌溉,造成水资源浪费严重。提出并设计了一种利用物联网、传感器、无线数据通信等技术,实现无线传感器感应土壤水分,实时采集水位参数,监测水流速参数,计算用水量,通过无线网络传输数据,控制灌溉系统的阀门自动开启或者关闭,以达到精细化用水的智能节水灌溉系统。操作人员可以从远距离的PC机或手机上实时查看数据、实施控制,从而实现了真正意义的远程监控用水量的智能农业灌溉系统。     

管网系统阀门多目标调节的研究

某电站结合供水系统所构成的复杂的输水发电系统，为了保证其稳定性和经济性，在系统尾部设置了阀门调节方式。通过详细的数值计算分析，探讨了水力系统过渡过程中需要由阀门对多个目标参数进行综合调节时的准确性与稳定性，提出了分区调节方式，以较简单的控制模式实现了比较复杂的调节目标。     

配变-电容器组微冲击电压无功综台控制

作为配电网的终端,配变-电容器组的电压无功控制是一个关系供电质量、降低线损和系统电压稳定的重要问题.变压器分接头切换和补偿电容器投切的传统手段由于切换冲击及开关动作频度的限制,影响了电压无功控制的及时性.为了给配电网电压无功控制提供具有高频次和微冲击切换特性的控制终端,对一种配变-电容器组电压无功综合控制方案进行了研究.该方案的配变分接头切换和补偿电容器的分组投切均采用交流过零型固态继电器;电容器采用8:4:2:1不等容分组方式;电压无功协调控制策略采用一种改进的"九区图".仿真表明,该配变-电容器组电压无功控制电路和策略可以很好地实现配变分接头和补偿电容器的微冲击切换.     

主动阀压电泵阀体分析

针对无阀压电泵的截止性能和工作输出压力的不足,提出了一种新型矩形压电双晶片式主动阀压电泵.分析了主动阀压电泵的工作原理,设计、制作了两端夹持式矩形压电双晶片主动阀,建立了阀体的有限元模型,对阀体进行了有限元仿真与试验研究,分析了阀体的静态、动态特性,得到了主动阀阀体位移与不同影响因素之间的关系曲线,同时分析了主动阀阀体前四阶模态及对应的固有频率.搭建了试验测试系统并对主动阀阀体进行了相关试验测试,将试验测试结果与仿真分析结果进行了对比分析,试验验证了有限元仿真结果的可靠性.分析了影响压电泵流量的几个因素,对两端夹持式主动阀的结构参数进行了试验分析.该仿真分析及试验结果为主动阀压电泵阀体结构设计提供了理论指导.     

精准喷雾控制装置的设计与制作

为了实现精准喷雾,设计并制作了一套基于51单片机的精准喷雾自动/手动两种模式切换的控制装置。在自动模式下,单片机根据现场信号输入模块提供的作物病虫害情况分别打开或关闭对应的电磁阀;手动模式下,由面板手动开关分别控制各个电磁阀打开或关闭。经田间试验测定,该喷雾控制装置能够在自动或手动模式下实现精准喷雾作业控制。     

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。     

特殊无活动部件阀压电泵机理分析与数值模拟

介绍了一种特殊无活动部件阀,采用数值模拟的方法计算得到其不同进口流速下的扩张效率,结果表明：特殊无活动部件阀的效率明显高于扩散阀,采用动网格模型对压电泵内流场进行网格划分,并根据压电泵膜的运动方式进行了用户自定义函数（UDF）编程,将程序调入FLUENT软件,进行固一液耦合模拟计算,给出了压电泵膜在不同振动模态下该特殊无活动部件阀压电泵内的流场特征,证明了泵膜在一阶振动模态附近压电泵有较好的流动性．认为这种动网格模型应用于压电泵的数值模拟计算是正确可行的．     

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.     

电液气门机构在汽车发动机上的初步应用

自主开发了一套电液气门机构并进行了气门试验研究,试验结果表明,该机构能够实现各气门参数的独立可变。在此基础上,将该机构应用于实际发动机,在火花点火(SI)模式下发动机能够正常运行,其性能达到并略优于原气门机构的发动机。通过进气门晚开、排气门早关策略捕捉缸内热残余废气形成内部EGR,实现了汽油可控自燃(CAI)燃烧。     

螺旋/切向气道相异气门的缸内气体分层燃烧分析

通过CFD数值模拟,对D19四气门、双进气道发动机进行相异气门的缸内气体分层燃烧分析。研究表明:相异气门可使缸内进气量和涡流比大幅提升;螺旋气道引入方式下的气体,凹坑和燃烧室相对中心区域CO₂分布较多。而切向气道引入方式下的气体,靠近切向气道一侧的CO₂分布较多,围绕燃烧室中心区域的CO₂分布较少;相异气门条件下,发动机排放的Soot和CO大幅减少,NOx略有增加。     

多功能水泵控制阀在水厂的应用

为了解决水厂设计中水泵常见的水锤问题，克服传统的手动闸阀和止回阀诸多不利的缺点，减少故障几率，提高水厂的安全生产可靠性，在沾化水厂二级泵房管道上安装了JD745X型多功能水泵控制阀替换止回阀，原手动控制阀保留并作为检修阀使用。经过多年运行及数据分析，认为此水泵控制阀是一种兼水泵控制、止回、消除水锤三种功能于一体的控制阀门，在解决各种故障问题上，具有良好的运行效果，是水泵压水管阀门的更新换代产品，值得推广应用，具有较广的应用前景。     

旁通阀对长距离重力流输水管线水力过渡过程的影响

为研究旁通阀在长距离重力流输水管路检修过程中的作用,基于特征线法,建立了旁通阀计算模型.结合某大型重力流输水工程,对设置旁通阀与否的管路水力过渡过程进行了分析.结果表明,不设置旁通阀时,检修阀关闭会引起系统较大升压;设置旁通阀后,系统压力波动明显变缓,最高压力包络线与设计压力线在检修阀下游几乎重合,在检修阀上游稍有升高,相应地,最低压力包络线在检修阀上游与设计压力线稍有下降,在检修阀下游几乎重合.通过调试检修阀与旁通阀的关闭规律可以发现,检修阀关闭时间一定时,旁通阀关闭时间越长,最大压力越小,压力波动越平缓;而旁通阀关闭时间一定时,检修阀关闭时间的变化对压力波动形状影响不大,但会影响压力波动的开始时刻.同时,对不同管段检修工况压力极值统计发现,旁通阀对系统不同位置管段的防护程度不同,对起点和末端管段的压力防护作用最大.