活塞式调节阀水力特性分析

通过数值分析研究了不同开度的稳态工况及启、闭过程的瞬态工况,对活塞式调节阀的水力特性进行了全面分析。求得调节阀的流量系数、流阻系数、汽蚀系数等随开度变化的特性参数曲线,并对比活塞阀芯在启闭过程的动态液动力,以及对阀内流场分布进行综合探讨。活塞式调节阀具有较好的流量线性特性,且只在较小开度下有明显流阻,开度增大后流阻迅速减小而保持较低的过流损失。本次研究工况范围内最小汽蚀系数为40.3,应确保调节阀的允许汽蚀系数小于该值。阀门的流开型结构使阀芯轴向的启闭液动力均作用于开阀方向,且开阀力小于关阀力。另外,对比了不同开度的阀内流速、流线、压力和湍动能等流场分布来对该活塞式调节阀的流动特性进行说明。     

减压阀在长距离重力流管道输水工程中的应用

结合工程实例,对长距离重力流输水工程中减压消能技术进行了分析,介绍了减压阀的设置方式,并对其口径选择及配套设施进行了分析。根据可调式减压阀的特点,结合典型工程实例,对减压方案进行了比选,采用两级减压方案较为经济合理。利用KYpipe2010水锤分析软件进行了数学模拟计算,通过对稳态分析我们发现,设计在正常运行工况下,一、二级减压阀减压比均小于3,发生气蚀的可能性很小;在极端小流量工况下二级减压阀后减压比大于3,气蚀系数为0.52,阀后会出现气蚀现象,为防止气蚀发生,在二级减压阀处并联一个小口径的网孔套筒式调节阀(DN400),在小流量及极端小流量工况下,关闭大的减压阀,开启网孔套筒式调节阀,防止气蚀破坏;通过对关阀水锤计算,可以看出,末端关阀和减压阀的关闭存在一定的时间差,末端关阀时间应大于到减压阀处的压力波的传导时间,以确保减压阀正常关闭,达到减压效果。     

隔膜计量泵的改良设计与汽蚀性能的提高

针对应用于石油化工装置上的进口隔膜计量泵容易产生的汽蚀问题，对隔膜泵复合隔膜、柱塞密封副、液压平衡与补偿阀结构进行了改良设计，采用较大承载能力的机座、独特阶梯式活塞、加大直径的活塞、PTFE＋NBR复合隔膜，改良放气安全阀及油浸没式补偿系统等方法，提高了隔膜计量泵的汽蚀性能；通过对改造的隔膜计量泵与原有的计量泵进行的汽蚀试验对比，给出了隔膜计量泵性能与现场使用的最佳匹配工况。改良的结构设计和新型材料的选用大大提高了计量泵的汽蚀性能。     

高压输水管道中锥形阀的消能研究

高压输水管道内部消能对于输水建筑物的安全至关重要。基于辽宁省供水工程为研究背景,采用物理模型试验的方法,研究锥形阀内部消能工在高压输水管道中的消能效果。试验研究主要从锥形阀过流断面的流态、流速、压力等水力学参数进行成果分析,由试验数据计算锥形阀最终的消能率。试验成果研究表明,锥形阀消能工在输水隧洞的运行过程中能够很大程度上降低水流的能量,从而保证了输水隧洞运行的安全。试验的研究成果可供类似工程参考。     

一种消能通道与过鱼通道独立的新式Tesla阀鱼道及其水力特性研究

Tesla阀特殊的结构形式，可以将反向流入的水流分别导入直/弯两组通道，并在导流柱末端摩擦碰撞进行消能，使池室内流速大大削弱。这种独特的流动特性非常适合用于设计鱼道，然而直接移用Tesla阀原始结构作为鱼道已被证实具有显著局限性。对原Tesla阀鱼道进行了结构优化，通过调整池室直/弯道宽度比，镂空导流柱并增加开口端长度等措施，得到了一种消能通道与过鱼通道相对独立的新式Tesla阀鱼道。利用数值模拟对比了优化后Tesla阀式鱼道与原方案的水力特性参数，重点分析了新式Tesla阀鱼道的流速变化规律、流场及紊动能分布情况。结果表明：新式Tesla阀鱼道相较于原方案具有明显优势，在保证消能效率不变的前提下，有效改善了池室流态，整体流速和紊动能较原方案更小。新方案显著提升了休憩区占比，池底比降范围为1%～3%时，原Tesla阀鱼道中休憩区占比为8.5%～1.2%，而新式Tesla阀鱼道内休憩区占比为44.7%～25.8%，增加了鱼类上溯成功的可能性。新方案池室内流速和紊动能随着底坡比降增加而增加，但过鱼通道内始终保持较低流速，而大流速主要出现在消能通道内。前两级池室消能通道中最大流速增涨率较高，...     

田山一级泵站技术改造浅析

田山电灌工程是黄河下游山东境内最大的电力引黄提灌工程。文章介绍了田山泵站前池跃前底部消能、跃后上方消波和轴流泵清水润滑新装置,以及提高泵站电力功率因数综合性水泵汽蚀防护和技术改造措施,经济效益显著。对泵站建设和技术改造具有一定的实用价值。     

活塞式挤奶机球阀匹配研究

在带载和空载两种状态下，通过对活塞式挤奶机活塞位移，奶杯壁间室真空度和压力，球阀开启和关闭时刻的测试，分析了奶杯壁间室真空度和压力分别与真空泵活塞位移的变化规律及球阀开启和关闭时间对壁间室真空度和压力的影响；通过分析研究活塞式挤奶机在不同球阀组合情况下的真空度，压力，节拍比，最大和最小真空时相比，最终获得了活塞式挤奶机4组最佳球阀匹配。     

油液粘度变化对球塞泵球塞副泄漏量的影响

推导了变粘度条件下球活塞与缸筒偏心时,球活塞式液压泵球塞副泄漏量的计算公式,并将此结果与假定油液粘度为常数时的结果进行了对比,得出了球塞副的泄漏流量不仅与球活塞与旋转缸体缸筒间隙、工作油液的压力以及缸体转速有关,而且还与油液的粘温系数、粘压系数、密度和比热容等有关的结论,分析了上述各因素对球塞副泄漏量的影响。为设计高效球活塞式液压泵提供了理论依据,同时为高功率密度球活塞式液压元件的深入研究打下了基础。     

阿安引水洞消能模型试验研究

随着跨流域长隧洞引水工程的发展，洞内消能的研究也在进一步深化，南水北调西线一期工程中的阿安引水隧洞采用洞内消能工程。对阿安引水隧洞洞内消能工程的基本结构和尺寸的理论设计进行了水工模型试验研究，根据模型试验将原设计与修改方案的水流流态、流速和压强及消能效果进行对比，确定能使引水隧洞在各级引水流量下能安全可靠地运行的洞内消能工的体形和尺寸。     

泵站加压与重力自流联合供水工程的停泵水锤防护

针对某首部泵站加压与重力自流相结合的长距离、高落差输水工程,基于瞬变流计算中常用的特征线法建立了全系统水力过渡过程数学模型,模拟了系统停泵水锤全过程.为了解决水泵机组掉电后管道中出现的负压问题,提出了在泵后采用空气罐的防护方案,并对空气罐参数进行优化设计,确定了较优的空气罐体型;于管道最高点处设置高位水池,水池后的重力流段采用减压阀与调节池串联的方式进行消能.停泵工况下为避免高位水池漏空,需要关闭各个减压阀.为了防止关阀产生的升压水锤超过管道承压标准从而发生爆管事故,同时考虑到各调节池水位波动的影响,选择不同关阀方案进行对比.计算结果表明,本工程空气罐较优体积为15 m³,停泵后减压阀采用120 s一段直线关闭.由于减压阀后设置调节池,相继关阀和同时关阀对结果影响较小.研究结论为同类供水工程的设计和安全运行提供了参考.     

基于流量调节阀和神经网络的植保机械在线混药装置

农药的小流量、高精度实时动态测控是在线混药装置急需解决的一个关键问题。流过调节阀的流量与阀前后压差、流体密度、阀开度有关,通过建立流量与这3个变量间的关系表达式,即可利用调节阀对药液流量进行实时检测和控制。设计了利用流量计和调节阀分别对水和农药原液进行计量的在线混药装置,在提出调节阀相应标定方法的基础上,建立了调节阀的流量关系表达式,并在室内进行了测试。结果表明,农药流量在24~240 m L/min范围内时,混药装置的药液流量相对偏差均小于4%。     

传动机构对活塞式隔膜泵振动的影响

通过建立活塞式隔膜泵凸轮传动机构和曲柄传动机构的力学模型，研究泵在工作过程中的受力状况，就两种传动机构对泵振动的影响进行了理论分析、比较。并且在相同工况下进行了振动数值的测定。理论分析和实测数据表明：采用新型的曲柄滑块机构可以减小活塞隔膜泵的振动，为解决目前凸轮传动的活塞式隔膜泵的振动提供了一条有效途径。     

诱导轮汽蚀系数探讨

本文分析了影响诱导轮汽蚀系数的因素,指出以往文献中汽蚀系数的局限性。在实验的基础上得出了汽蚀系数与流量系数的最佳关系式,并表明其随着流量系数的进一步减小,汽蚀系数有所增大的趋势。     

传动机械对活塞式隔膜泵振动的影响

通过建立活塞式隔膜泵凸轮传动机构和曲柄传动机构的力学模型，研究泵在工作过程中的受力状况，就两种传动机构对泵振动的影响进行了理论分析，比较。并且在相同工况下进行了振动数值的测定。理论分析和实测数据表明：采用新型的曲柄滑块机构可以减小活塞隔膜泵的振动，为解决目前凸轮传动的活塞式隔膜泵的振动提供了一条有效途径。     

新集水电站泄洪消能防冲刷优化研究

在低水头、大单宽流量泄洪建筑物下游普遍存在河床冲刷等问题,结合新集水利枢纽工程、利用水工物理模型试验,通过对比分析原消力池(由连接闸室底板的斜坡段和带尾坎的水平护坦组成)和T型墩+尾坎联合消能工两种方案消力池段及海漫段的流速分布、消力池消能率、流场分布及下游河床冲刷情况,得到以下结论:T型墩+尾坎联合消能工通过扩散和挑起水流,增大池内消能比重,削弱波状水跃~([1]),降低了出池流速,并在海漫段形成二次水跃,大幅提高了整个消能段消能率,下游河床冲刷明显降低。该消能工优化设计方案为工程的消能优化研究提供了强有力的依据。     

田山一级泵站技术改造浅析

介绍了田山泵站前池跃前底部消能、跃后上方消波和轴流泵清水润滑新装置及提高泵站电力功率因数等综合性水泵汽蚀防护和技术改造措施、及其经济效益,对泵站建设和技术改造很有实用价值。     

沙沱水电站宽尾墩联合消能工的应

针对沙沱水电站泄洪量大﹑堰上水头高﹑单宽流量大的特点,分析了“宽尾墩+台阶坝面+戽式消力池”联合消能工的水力特性,通过模型试验对其消能效果进行了观测研究。试验结果表明：该消能方案在典型工况下消能充分,出池水流衔接平稳,下游河床无明显冲坑,满足通航要求,它既保持了大流量时宽尾墩的泄洪消能特点,又兼顾了台阶坝面小流量时的消能优势,并且采用台阶坝面使碾压混凝土一次成型,减少了工程量,缩短了工期,节省了工程投资。     

沙沱水电站宽尾墩联合消能工的应用研究

针对沙沱水电站泄洪量大、堰上水头高、单宽流量大的特点,分析了“宽尾墩＋台阶坝面＋戽式消力池”联合消能工的水力特性,通过模型试验对其消能效果进行了观测研究。试验结果表明：该消能方案在典型工况下消能充分,出池水流衔接平稳,下游河床无明显冲坑,满足通航要求,它既保持了大流量时宽尾墩的泄洪消能特点,又兼顾了台阶坝面小流量时的消能优势,并且采用台阶坝面使碾压混凝土一次成型,减少了工程量,缩短了工期,节省了工程投资。     

阀芯结构对纯水溢流阀抗汽蚀特性的影响研究

介绍了所研制的先导式纯水溢流阀及其工作原理。从流场控制的角度,研究了先导式纯水溢流阀抑制汽蚀方法。应用CFD技术对溢流阀主阀流道内的流场流态进行仿真,获得了单级节流、带高压引流的单级节流、多级节流和带高压引流的多级节流4种结构下的压力和汽穴分布图像。在不同压力、阀口开度等多种条件下,对先导式纯水溢流阀进行了试验研究。结果表明,利用多级节流和高压引流补偿相结合的方法能有效抑制汽蚀、提高纯水溢流阀性能。     

外环流活塞泵转子型线对汽蚀性能影响的研究

针对外环流活塞泵运转状况,通过对转子型线与流速变化、汽蚀性能的内在关系的分析,阐述了转子型线对汽蚀性能的影响,建立了转子与定轴之间闭死区域面积的数学模型,并在原型线公式基础上,根据伯努利方程推导出了优化后的转子型线数学公式,通过该泵传统型线与优化型线两种转子的对比,验证了转子型线优化计算式的准确性,为提高该泵的汽蚀性能提供了理论依据.