小型气液射流泵最佳几何参数的数值模拟

对气液射流泵的工作流体为气体,引射流体为液体的特点,参考一般射流泵的研究方法,对气液射流泵在不同喉嘴距和面积比下的性能进行了数值模拟分析。固定工作气体压力和扬程,以气液射流泵引射流体流量的能力为参考依据,判断出气液射流泵的最佳喉嘴距和最佳面积比。结果表明,喉嘴距和面积比参数对泵引射流体的能力有很大影响,当喉嘴距为1倍喷嘴直径、面积比m为4时,气液射流泵的引射流量最大为0.6 L/Min。并且将数值分析结果和试验结果进行了对比,吻合较好,说明数值计算是可靠的。     

单缸电控单体泵低压油路供油特性

进行了单缸电控单体泵试验台实验,分析了电控单体泵电磁阀在动作和不动作时低压油路燃油压力之间的关系,结果表明其不动作时的燃油压力状态可以表征单体泵电磁阀工作时的燃油压力状态;建立并校核了低压油路的AMESim仿真模型,获得了泵端及柱塞腔内燃油压力之间的关系,进而采用泵端压力代替柱塞腔内压力来进行电控单体泵充油过程分析;分析了单体泵泵端燃油压力,计算了充油时间,讨论了不同转速和供油压力下充油时间的影响规律,并通过充油时间表征了低压油路的供油能力;探讨了不同供油压力下低压油路的充油临界转速,确定了适合全工况范围最佳供油压力为0.6 MPa,并分析了柱塞腔充油不足对电控单体泵燃油系统的影响.结果表明计算的充油时间可确定单体泵的临界充油转速,从而确定最佳供油压力来保证燃油喷射系统在高压大流量下的循环供油稳定性.     

配流阀容积效率对三缸内燃水泵工作性能的影响

综合考虑液体可压缩性与液体连续流条件的影响,建立了三缸内燃泵(ICP)配流阀的动力学模型,研究了配流阀的容积效率特性.样机工作频率与配流阀的固有频率成整数倍关系时,容积效率大幅度降低.样机标定转速与容积效率最低时的转速较为接近,不利于系统正常稳定工作.容积效率的变化对ICP的燃油消耗率、输出流量、有效热效率、有效功率等性能指标影响较大,但对输出压力基本没有影响.     

螺杆泵定子及泵内流体温度场分布规律

为了有效解决螺杆泵井出现的烧泵问题,延长其检泵周期,提高经济效益,基于汽车滑移理论,建立转子生热率及非稳态温度场模型,并根据控制容积热平衡法进行求解.根据热力学第一定律,建立泵内流体增压升温模型,通过迭代计算确定螺杆泵定子截面最高温度沿轴向分布、泵内流体温度分布规律,研究了不同排出口压力、生产气油比下的温度分布规律.结果表明:由于定、转子之间的配合关系以及相对运动关系,转子截面温度场分为高温区和低温区,其轴向存在一条明显的螺旋状破坏带;定子截面最高温度沿轴向分布和泵内流体温度分布受泵内压力分布支配分为2个阶段,并随排出口压力增大向吸入口偏移;生产气油比的增大减弱了定子内壁面与泵内流体之间的对流传热,改变了泵内流体的物性参数,从而使得定子截面最高温度和泵内流体温度升高,并且其对温度场的影响主要作用在泵排出端.     

基于环对称掺气的液体射流泵试验研究

为改善液体射流泵性能,提出了在喉管处环对称掺气的方法.通过射流泵水力试验,研究了不同掺气条件下各流量比工况的基本性能及空化特征.试验表明：喉管适量掺气后,未达到极限流量比工况时压力比总体略有提升,效率变化率增值为0.3%～4.9%,接近极限流量比时增效最为明显;极限工况时掺气可以改善空化性能,实测喉管及扩散管的压力脉动明显减弱,且射流泵极限流量比有所增加、正常工作范围变大;较优的掺气率(空气与混合液的体积流量比)为2.0%～3.0%.研究表明：与水相比,空气的黏度系数较小,少量空气被液体携带贴着管壁流动,可降低近壁面水流阻力、减小沿程水头损失,有利于提高射流泵传能效率.在极限工况时空气自然吸入可提升喉管内压力、减免射流泵空化、改善运行性能.环对称掺气的研究成果,可为液体射流泵的性能优化提供一定的参考依据.     

中浓纸浆泵内部气液分离数值模拟与试验

为了研究中浓纸浆泵内部的气液分离特征,基于欧拉-欧拉多相流模型,对泵内的流动进行三维非定常数值模拟,分析了转速、抽气真空度和流量对气液分离的影响及瞬态气液分离过程.搭建了基于声呐流量计的泵性能测试系统,研究了中浓纸浆泵运行性能特点.结果表明:随着转速的增大,较高的气体体积分数区域集中于湍流发生器叶片的背面,叶轮内的气体含量减小;随着流量的增大,湍流发生器内气体体积分数较高的区域面积逐渐减小,大流量工况下气体集聚在湍流发生器的背叶片根部.叶轮背面叶片的作用使气液得到了进一步的分离;转速、抽气真空度和流量的增大可以提高叶轮的气液分离能力.叶轮的排气孔附近产生并聚集了大量气体,并伴随着强烈的气液两相流相互作用变化.通过中浓纸浆泵的性能试验研究,发现提高泵的转速和抽气真空度有利于泵内的气液分离,验证了采用数值模拟方法研究中浓纸浆泵内部气液分离的正确性.研究气液分离特征有助于认识中浓纸浆泵内部气液分离过程的演变机理,为中浓纸浆泵的气液分离结构和排气系统提供设计参考.     

泵腔内部环流对射流式自吸泵自吸性能的影响

为了研究自吸泵内部气液两相流动情况,选取JETST-100型射流式自吸泵作为研究对象,运用CFX软件提供的欧拉—欧拉多相流模型,对导叶背面添加防止环流筋板后的泵腔内气液混合及气液分离情况进行了三维非定常数值模拟,得到了各过流部件压力和速度分布等内部流动信息,分析了射流器进口和泵腔出口处各监测点气相体积分数的变化情况,并将模拟结果与试验进行对比。结果表明:液体从导叶出流后,会形成一个较大的速度环量,导致气液分离不充分,大量液体进入出水管路,泵腔内液体减少;在导叶背面添加筋板后,射流器进口处气相体积分数减小,喷嘴出流的工作液体中夹杂的气相体积分数减小,泵腔出口气相体积分数增大,从而提高了自吸性能。     

小型气液射流泵内部流场数值模拟及优化选择

为深入研究采用空气作为工作流体的气液射流泵性能和特征,设计了不同结构的气液射流泵试验模型.应用VOF方法,结合k-ε湍流模型,根据试验所得数据确定边界条件,对相同工作气体压力和不同参数下的气液射流泵内部流动进行了数值模拟.模拟结果表明,带有扩张式喷嘴的气液射流泵流体的速度和静压分布情况比非扩张式喷嘴的气液射流泵的好;喉嘴距为5mm气液射流泵的速度分布情况较佳;混合室直径为6 mm的气液射流泵的速度分布情况较好.带有扩张式喷嘴喉嘴距为5 mm及混合室直径为6 mm的气液射流泵有较好的速度分布.     

圆形喷灌机注肥泵的设计与试验研究

圆形喷灌机的喷灌施肥一体化作业是国内外精准农业的研究热点,选用工作压力高、流量小且稳定的施肥装置是确保高均匀性喷灌施肥的技术关键.针对圆形喷灌机实际应用和作物施肥特点,设计了一台双缸柱塞式注肥泵,包括液力端、传动端、柱塞、密封及配套动力等,单缸设计流量为150 L/h,最大工作压力为1.0 MPa;对试制样机进行了历时100 h的耐久性试验、20%~100%行程范围的调节试验和30~50 Hz频率范围的变频调节试验.结果表明：研发的柱塞式注肥泵流量随着出口压力的增大而有所减少,但不同出口压力下,流量在100 h内的变异系数均小于5%;改变柱塞行程,泵的实际流量和理论流量几乎一致,两者间的最大差值在行程百分比为60%处,为理论流量值的7.5%;泵的流量随着电源频率的增大呈线性上升关系.试验还表明,改变柱塞行程和电源频率可以调节注肥泵的注肥流量,扩大注肥泵的流量范围.开发的注肥泵适用于圆形喷灌机等灌溉施肥系统,可实现施肥的精准控制.     

长距离输水工程停泵水锤的空气罐与气阀防护比较研究

针对寒冷地区长距离输水管道户外设置水锤防护措施困难的特点,提出了空气罐方法的水锤防护措施,阐述了空气罐的工作原理,推导了空气罐和空气阀的边界条件的数学模型,并结合北方某工程实例,应用特征线法对采用空气阀和空气罐两种不同措施的防护效果进行数值模拟和比较分析,并且计算出管道出现汽化时气体体积变化。结果表明空气罐能有效消除空化体积抑制事故停泵后管道内剧烈的压力波动,是一种有效的水锤防护措施。     

基于CFD的球阀三维流场数值模拟

为了探索新型转子式油气混输泵出口球阀内流场规律,建立球阀流场的三维模型,利用Fluent软件,将标准k-ε湍流模型与多相流技术相结合,采用SIMPLE算法,对新型转子式油气混输泵出口球阀内的三维气液两相流场进行数值模拟.在容积含气率为25％,50％,75％的不同工况下,通过对球阀开启高度分别为3,5,7 mm时的速度场、压力场与气液相分布的分析,探讨在气液混输过程中阀的开启高度及不同气液比对阀内流场的影响规律.模拟结果表明:球阀开启高度越大,阀球上下压差越小;阀隙流速随着开启高度的增大而减小.在气液混输过程中气相介质主要靠近阀球壁流动,同一开启高度下气液比对阀隙流速的影响较小.研究结果直观展现了球阀内流场形态,在一定程度上揭示了气液两相介质在阀内的流动规律,为新型转子式油气混输泵出口球阀的设计与优化提供理论指导.     

基于能量损失的斜盘式柱塞泵最小留缸长度计算方法

基于柱塞副能量损失分析,建立总效率损失的数学模型。基于总效率损失最小原则,提出最小留缸长度的数值计算方法。为保证柱塞相对运动时不会因摩擦自锁而卡死,提出柱塞与缸体滑动副的强度校核方法,以验证计算所得最小留缸长度的合理性。或依据柱塞与缸体滑动副强度校核方法,计算最小留缸长度以及对应的柱塞几何长度,在总效率损失最小的原则下,计算柱塞与缸体滑动副的最佳间隙。实例分析验证了该计算方法的正确性,并为某型工程机械用柱塞泵计算最小留缸长度为35 mm或40 mm,对应最佳间隙δ为0.012 mm或0.012 7 mm,理论计算总效率损失为0.3%。     

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.     

柱塞受力分析与设计

柱塞是柱塞泵主要受力零件之一。单个柱塞随缸体旋转一周时,半周吸油﹑一周排油。柱塞在吸油过程与在排油过程中的受力情况是有区别的。文章设计柱塞在排油过程中的受力情况。     

柴油机三大精密偶件密封性对供油特性的影响

柴油机喷油泵的柱塞、出油阀和针阀这三大精密偶件的磨损程度直接影响到柴油机的供油规律和各种综合性能。为此,采用二次回归正交设计的方法,通过大量的试验数据,建立了精密偶件的磨损量与供油量之间的定量关系式,从而更直观、清楚地了解到三大精密偶件的密封性对供油量影响程度的主次关系。     

Numerical investigation on self-primingprocess of self-priming pump

In order to investigate the self-priming process of self-priming pump, an unsteady simulation was conducted where the Navier-Stokes equations were used with the Lagrangian-Eularian model. In course of this investigation, the volume fractions, pressure distribution and self-priming time were carried out. By analyzing the volume, velocity and pressure distribution of the gas-liquid two-phase flow at different time, the two-phase content via the variation law of the two-phase flow in the pump was carried out. By monitoring and analyzing the gas-liquid flow at the outlet of the pump, the self-priming time and crucial periods were given. Two phenomena were mainly characterized by the self-priming process such as the gas-liquid mixing and separation, which occur in the early stage of self-priming process. During that period the gas-liquid mixing clouds appear on the outer edge of the impeller, and the instantaneous void fraction at the inlet and outlet of the impeller decreases obviously. It was also established from the transient study that the effects of gas have a major influence on the hydraulic performance of the pump at the early stage of operation. To increase the usage of self-priming pump and to also understand the energy conversion of the pump it is very essential to investigate and establish the basic working principle of the self-priming pump.     

泰山-25拖拉机前轮轮距液压无级调整的研究

介绍了利用由油泵、三位四通换向阀、减压阀、溢流阀、节流阀、油缸等组成的液压系统，实现轮式拖拉机的前轮距无级调整。实验是在泰山-25拖拉机前桥上加设两个液压缸，液压缸的活塞杆与拖拉机前桥伸缩套筒用螺栓紧固联接，利用活塞杆的往复运动带动伸缩套筒作轴向运动，利用拖拉机自身的油泵做动力，利用安装在拖拉机工作台上的手动换向阀控制油液流向，从而控制液压缸的工作，来达到轮距液压无级调整的目的。     

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。     

瞬时转速波动在轴向柱塞泵故障诊断中的应用

针对轴向柱塞泵配流盘磨损的故障诊断所使用的信号大多存在非平稳、非线性特性的缺点,提出利用轴向柱塞泵的瞬时转速波动信号进行故障诊断.利用瞬时转速波动信号良好的抗噪性能与经过阶比分析后可以转化为角度域内的平稳信号的特点,以克服传统监测信号的不足.通过动力学分析对轴向柱塞泵瞬时转速波动的成因进行了溯源.结果表明,对于具有Z个...