阀芯运动状态滑阀内部流场的可视化分析

应用CFD软件Fluent,以全周开口滑阀为例,对滑阀阀芯运动过程内部流场变化特性进行了可视化分析.计算发现当阀处于小开口、大流量、阀芯高速运动时,瞬态液动力数值较大,设计阀时必须加以考虑.由于流道和阀体的不对称,在阀杆上还作用有不对称的径向力,会引起阀芯卡紧,很难用结构设计的方法加以平衡.通过对滑阀动静态流量系数进行计算,发现随着阀口开度和阀芯运动状态的不同,流量系数变化较大.     

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...     

某增压汽油机水套CFD分析与优化

某涡轮增压汽油发动机在投产过程中,因铸造工艺问题,需在冷却水套内腔中增加芯撑,由此可能导致冷却液的分布不均,并直接影响发动机的冷却效率.使用计算流体力学（CFD）软件对水套流场进行分析,分析发现增加芯撑后冷却液分布不均匀,由此,本文提出了优化方案,优化后的水套冷却液分布均匀,满足冷却要求.     

气缸盖裂纹产生的原因分析与修理

<正>气缸盖的主要作用是将气缸体的上部封闭。它的凹面是燃烧室的主要部分。气缸盖具有容纳燃烧、安置水套、发散热量、调节温差等作用。气缸盖在很高的燃气压力和热应力作用下工作,同时承受气缸盖螺栓预紧力的作用,机械应力和热应力都较大,而且结构又十分复杂。各部位温差大,尤其是进、排气道和喷油器之间水道较窄,热应力更大。因此,气缸盖一般容易在三角区产生裂纹。1.故障现象高压气体窜入水箱,致冷却水中有气泡逸出;排气     

基于CFD技术的赛车气动特性仿真与分析

赛车的车身造型对其空气阻力、操纵稳定性、加速性及燃油经济性等性能有着很大的影响。运用CATIA软件根据FSEC赛车规则对车身进行造型设计,并利用CFD技术建立其外流场模型进行数值模拟分析,获得其压力云图、速度矢量图等。总结该赛车造型的气动特性的优缺点,为后期赛车车身的设计定型提供理论依据。     

蜗壳式离心泵外特性仿真与实验研究

为探索不同仿真方法的适用性,对ns=157的单级蜗壳离心泵不同工况的扬程和效率进行定常和非定常计算,并分别分析了定常计算时不同叶片夹角及非定常计算时不同时间步长的影响,通过与实验对比,得到的主要结论有:定常计算仅适用于额定工况外特性仿真,其扬程和效率计算误差分别为4.9%和2.9%,而定常多相位的计算误差分别为7.1%和3.2%;非定常仿真计算时,以4°为时间步长,并间隔20°保存一次计算数据,较好地预测出扬程曲线走势,额定工况扬程和效率计算误差约1.1%和1.8%,但小流量和大流量区间扬程计算误差达到10%左右。因此在水力优化设计时,若只关注高效点位置及其扬程和效率,可采用定常计算,若还关注扬程曲线走势,则应采用非定常计算。     

微灌用叠片过滤器全流场数值模拟与优化分析

为准确捕捉微灌用叠片过滤器内部不稳定流场的流动规律,基于多孔介质模型,利用计算流体力学(CFD)技术、雷诺时均法和标准k-ε模型,进行了叠片过滤器清水介质下全流场三维数值模拟,并设置了对比试验。结果表明,基于多孔介质模型的计算流体力学方法对叠片过滤器的数值模拟精度较高,该种方法的数值模拟结果与试验结果较吻合,可以准确地预测过滤器水力性能。过滤器进出口管路与滤筒间的夹角α使过滤器产生压力损失,且α在30°左右时过滤器内部流动状态最好,压力损失最小。因此,该型过滤器进出口管路与滤筒间的最佳角度为30°左右。     

拖拉机用驾驶室空调系统性能仿真分析

随着农机技术的发展,空调已成为大中功率拖拉机的标准配置。因拖拉机工作环境恶劣,用户要求驾驶室内空调系统能提供适宜的出风温度、制冷性能、室内空气流速及新风风量等,从这四方面并结合前窗除霜性能,运用CFD技术完成对新型驾驶室空调系统的优化匹配设计。     

离心泵间隙对压力脉动及径向力的影响

针对采用超厚叶片的离心式无过载潜水排污泵非定常流动所引起的蜗壳流道内的压力脉动及壁面受到的径向力的问题,基于标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,研究了间隙对压力脉动及径向力的影响.设计了基圆直径D3分别为390,435,460 mm的3种计算模型,通过对3种模型进行非定常计算,得到由于间隙的变化导致的隔舌处压力脉动的特性及蜗壳壁面所受径向力的变化规律.计算结果表明：由于叶片和隔舌的动静干涉作用,蜗壳流道内各监测点的压力脉动及壁面所受径向力的变化具有明显的周期性;蜗壳内各监测点压力脉动的主频均为叶片通过频率;在相同流量下,间隙越小,压力脉动越剧烈,主频处的脉动幅值越大;同一计算模型,随着流量的增大,在一个旋转周期内蜗壳壁面所受到径向力的平均值先减小后增大;与原始方案相比,在相同流量下,间隙增大或减小,径向力的平均值均会增大.     

数值仿真在泵阀参数优化中的应用

采用RNGk—ε湍流模型、动网格技术以及用户自定义程序,对往复泵泵阀的启闭过程进行了非定常数值仿真,得出了不同弹簧因素下、阀门从开启到关闭的过程中,阀芯的升程随时间的变化规律、阀的迟滞关闭时间以及阀芯落座的瞬时速度．仿真结果表明,在同时保证阀芯有较大的开启度和较短的滞后关闭时间时,弹簧刚度和预紧力因素之间存在着最佳组合：k=10N／cm,f=15N;同等地改变预紧力比改变弹簧刚度,对阀门的运动影响更大．设计了往复泵泵阀试验台;通过对往复泵进行性能测试,对不同弹簧预紧力下阀门升程进行了测定,验证了仿真结果的合理性．该仿真方法对往复泵泵阀参数优化具有一定的借鉴意义．     

垂直管线型先导式截止阀的阀芯运动过程数值分析

提出了一种新型的可适用于垂直管线的先导式截止阀,其驱动能耗较低;通过分析阀芯的受力情况,建立了阀芯运动的控制方程;运用Fluent软件及用户自定义函数功能UDF对该阀在不同弹簧刚度下的运动过程中的冲击速度、阀芯稳定位移和瞬态位移进行了数值分析.结果表明:阀芯运动在不同的弹簧刚度下具有不同的开启方式,选取较小的弹簧刚度有助于阀门的快速响应,也能够保证阀门开启后的正常工作,但容易造成开启时候阀芯对阀芯顶盖的冲击碰撞;而随弹簧刚度增大,阀芯的稳定位移逐渐减小,如在转换点之后继续增大弹簧刚度将使得阀芯无法达到最大位移.此外,通过对0.9倍和1.1倍弹簧刚度理论计算值下的阀门开启过程进行瞬态模拟,发现数值模拟与理论计算可以相互印证,同时建议在实际弹簧刚度选取时,选取0.9倍的理论计算值作为实际设计点.研究可为该类先导式截止阀或类似结构截止阀的研究推广与应用提供一定的借鉴意义.     

钻孔切削力及夹具夹紧力教学分析研究

现代制造技术飞跃发展,钻削加工作为基础性制造技术在现代制造业中发挥着不可逾越的地位.文章对技工学校开设的切削力及夹具夹紧力教学进行分析研究,提出了现代技能人才培养的对策.     

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．     

液压闸阀卡滞现象的机理分析与试验研究

针对某型液压闸阀出现的卡滞现象进行研究,分析该液压闸阀结构特征,预测影响闸阀卡滞的因素,进而根据船用液压驱动源压力波动特性,对闸阀的启闭特性进行理论计算和分析,获取该型闸阀在波动驱动压力下的启闭特性曲线,校核了设计的合理性;通过对闸阀零件实际加工尺寸进行检查和分析,找到了影响闸阀启闭状态的关键配合尺寸.最后模拟实船系统搭建相应试验台,复现了该闸阀卡滞现象,通过对影响闸阀启闭的配合尺寸进行控制,试验表明修复后的闸阀功能正常,适应船用波动驱动压力环境同时验证了闸阀计算分析结果的合理性.     

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。     

流量稳定阀的动静态性能

为了研究一种补偿阀芯前置式流量稳定阀的静态和动态性能,计算了主阀腔平衡压力p1,发现在稳定阀其他节流参数不变的情况下其值可以看作是系统输入压力p0与负载压力p2的线性组合;并在此基础上得出了补偿阀芯位移率Δxpc/xpc与静态参数之间的物理模型.利用AMESim液压系统开发库HCD建立了流量稳定阀动态模型,分析了不同参数对其动态性能的影响,结果表明：增大p0可以提高负载运行效率,并使外部和内部反馈压力差增大,但同时会造成负载运行不稳定;增大负载质量M,内部和外部的反馈压力差会下降,但负载动态稳定性得到一定的改善.增大弹簧刚度K,负载动态变化过程开始时间会延迟,且负载运行趋向不稳定;K的变化会影响内部反馈压力差,但对外部反馈压力差的稳态值几乎无影响;补偿阀芯左侧圆柱面直径dt对负载动态性能的影响很小.     

永磁压缩弹簧式溢流阀的设计与试验研究

针对螺旋压缩弹簧在液压元件使用过程中的疲劳断裂、氢脆断裂、腐蚀断裂、松弛、塑性变形、永久变形等失效模式,提出了非接触式永磁压缩弹簧式液压阀的设计理念,对永磁压缩弹簧式溢流阀的基本结构、工作原理、电磁力、刚度特性进行了研究,通过解析法和试验验证法对永磁压缩弹簧进行了设计,充分利用磁场力优于螺旋压缩机械弹簧的特性段,设计出了永磁压缩弹簧式溢流阀,并对设计出的溢流阀进行了试验验证.结果表明,当永磁阀芯与永磁底座之间的间隙为0.4～1.2 mm时,磁场力保持70±5 N基本不变;在溢流阀的阶跃响应试验中,永磁压缩弹簧式溢流阀的压力波动比为11.7%,小于螺旋压缩机械弹簧式溢流阀压力波动比22.8%;在相同技术指标的条件下,永磁压缩弹簧式溢流阀的体积较螺旋压缩弹簧式溢流阀小37.5%.因此,可以充分利用永磁压缩弹簧的优势在液压阀设计方面进行深入研究.     

基于CFD数值模拟的排污阀冲蚀磨损影响规律

针对排污阀因长期排污工作导致的冲蚀失效问题,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...     

滚柱转子油泵滚柱与配流盘间隙的计算

针对杆式抽油泵效率低的问题,提出一种新型多级双作用滚柱转子式油泵.对多级双作用滚柱转子油泵结构特征及工作原理进行了介绍,该泵将滚柱与定子内壁的滚动摩擦代替传统的滑动摩擦,将单级滚柱泵设计为轴向多级串联形式,大大提高了泵排出压力.该泵同时采用双作用进出口设计,使得该泵转子轴及轴承径向受力平衡.对泵运转时滚柱受力状况进行了分析,建立了滚柱运动受力平衡方程,按滑动摩擦为最小原则,计算机编程实例准确地计算最优槽型夹角.分析了滚柱滚动条件,推导出滚柱端面摩擦合力矩,基于平行平板最佳缝隙原则,推导出滚柱端面与配流盘间隙计算式,并通过实例计算与分析,计算出实例泵滚柱端面与配流盘间隙大小.计算结果表明：间隙大小分别为h1=0.044 399 mm,珔h2=0.055 975 mm,改善滚柱受力,同时可减小泵容积损失,提高泵效率,为泵的间隙设计计算及优化选择提供了一定的理论依据.