- 向方娜;管桉琦;林振浩;金志江;钱锦远;
为了研究气动调节阀的粘滞特性问题,以CHEN粘滞模型作为阀门粘滞特性问题的基础模型,提出一种阀门粘滞故障的检测与改进的参数辨识方法。通过搭建粘滞故障试验台,模拟实际情况中发生不同程度粘滞时的阀杆运动状态,揭示阀门粘滞发生的机理。使用随机森林算法对振荡源进行分类,实现对粘滞故障的检测。使用基于Hammerstein模型的粒子群优化算法求解粘滞参数最优解,提出粘滞双参数取值范围的确定方法,实现欠补偿、无补偿和过补偿3种状态下的粘滞参数辨识。结果表明:阀门粘滞程度与阀杆所受动静摩擦力有关;在不考虑外界因素的影响下,提出的粘滞检测方法对4种振荡源的分类准确率达到99.026 8%;提出的改进的粘滞参数辨识方法对不同大小粘滞参数的辨识结果误差达到7%以内。研究成果为阀门粘滞故障的检测和参数辨识提供了理论方法,对粘滞模型的改进具有实际参考价值。
2024年08期 v.52;No.626 23-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1631K] [下载次数:75 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:21 ] - 夏春杰;陈永东;吴晓红;宋嘉梁;邓靜;程沛;
为了研究超临界氮在旋流通道内的换热性能,通过试验和数值模拟的方法,分析了超临界氮物性变化在螺旋管沿程及周向引起的流动传热变化,以及流动参数、结构参数对换热系数h、流体温度T_f、壁面温度T_w、压力P_1的影响,并对各结构参数的灵敏度做了量化分析。结果表明,流体温度位于临界温度127.15 K附近时,换热系数达到峰值;管径d对h,T_(out),P_1的灵敏度值最大分别约为2.47,0.42,2.15,说明d值变化对流动传热影响最大;对数据进行处理,拟合出基于螺旋管结构特性的超临界氮传热关联式,模拟值和公式值最大误差为12%。研究结果可为螺旋管换热器的应用推广提供参考。
2024年08期 v.52;No.626 31-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1317K] [下载次数:32 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:9 ] - 游军;蒋永兵;王伟波;郝娇山;梁华;刘沁林;周忠云;
为了研究阀芯结构对单座调节阀性能特征的影响,以某蒸汽调节工况用的DN80单座调节阀作为研究对象,建立阀芯头部为凸面和平面的2种结构。在流体流向为低进高出的情况下,通过稳态流场仿真研究了阀芯头部结构对阀门的流量系数的影响,通过瞬态流场仿真研究了实际工况下阀门的流场瞬态特性和阀芯不平衡力特性。结果表明,阀芯头部是凸面还是平面对阀门的流量系数(C_v)和流量特性曲线无影响;2种阀芯结构对阀门内部的流体流动特征影响不大;阀芯受到的压力脉动曲线趋势和压力脉动频谱的趋势与其头部是凸面还是平面无关,但头部为凸面的阀芯压力脉动峰值频率比平面阀芯的压力脉动峰值频率高2~4 Hz;在保证阀芯从阀门全关到全开设计行程的曲面坐标相同时,阀芯头部为凸面还是平面对调节阀的影响不大。研究结果可为用户选择何种阀芯结构提供参考,为阀门的振动特性分析提供支撑。
2024年08期 v.52;No.626 39-46+99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1942K] [下载次数:69 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:11 ] - 李发健;毕京贺;朱丽云;王振波;
为了研究结构参数对离子液体烷基化用旋流反应器分离性能的影响,采用雷诺应力模型和Eulerian多相流模型研究不同结构参数对旋流反应器轻相收率、重相收率及综合效率的影响;同时结合响应面法分析结构参数对反应器分离性能影响的相互作用,确定最优的反应器结构。结果表明:锥段角度z增加,旋流反应器轻重两相分离效率均先增大后减小,在z=5°时,分离效率有最优值;溢流管插入深度l增加,旋流反应器两相分离效率先稳定不变后缓慢下降再趋于稳定,整体变化在10%以内;溢流管直径d对反应器分离效率的影响较小;依据响应面法分析得到结构参数对反应器分离效率的影响显著性顺序为:锥段角度z>溢流管插入深度l>溢流管直径d,同时得到旋流反应器最优结构为:z=5°,l=13 mm,d=13 mm;在该结构参数组合下,旋流反应器综合效率为82.28%,较优化前提高了17.19%。研究结果可为实现两相的充分分离提供更优结构。
2024年08期 v.52;No.626 47-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1414K] [下载次数:64 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:8 ] - 莫丽;何任;冯满;刘傲;
为了降低阀芯与阀座冲击应力减小二者间冲击磨损,提出一种液阻式新型泵阀。采用数值仿真方法对泵阀液阻结构参数进行了优化,并仿真计算了阀芯与阀座的冲击速度和泵阀碰撞冲击的压力接触情况。对比分析了液阻泵阀和传统泵阀的运动特征及冲击应力结果,并搭建试验台架对仿真模型结果进行验证。结果表明,在阀芯下落阶段,带液阻结构的泵阀的回落速度明显小于传统泵阀,传统泵阀阀芯与阀座相接触的速度达到了0.118 m/s,而带液阻结构泵阀的阀芯与阀座相接触的速度仅为传统泵阀的1/6左右,约为0.02 m/s;带液阻结构的泵阀只发生了1次碰撞,而传统泵阀发生了2次碰撞,在碰撞时,带液阻结构的泵阀阀芯与阀座上的最大接触应力约为260 MPa,而传统泵阀第1次碰撞为190 MPa,第2次为270 MPa;液阻式泵阀能明显降低阀芯与阀座相接触的速度,降低冲击应力,从而减小泵阀的冲击磨损。研究结果可为液阻式泵阀的设计和应用提供参考。
2024年08期 v.52;No.626 54-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 3221K] [下载次数:43 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:10 ] - 魏杰;邵春雷;龚兴;
针对传统低比转速离心泵效率偏低的问题,提出一种实现低比转速离心泵快速和智能化优化方法。以IS 80-50-250型低比转速离心泵为研究对象,采用叶轮机械设计软件CFturbo提取叶轮子午流道和叶片型线控制点参数;利用最佳预测元模型(MOP)和梯度算法得到优化后的参数和三维模型;对优化前、后的水力模型进行CFD数值计算,通过试验验证了数值计算的准确性,并分析优化前、后水力模型性能和流态,验证了优化方法的可行性。结果表明:在设计工况下,通过优化方法得到优化泵的效率与数值计算得到的效率高度一致,说明该方法可以实现离心泵的优化设计,优化后泵的效率提升了2.86%,扬程提高了2.08 m,优化效果较为显著,且优化后泵内部流动得到了较为明显的改善。研究结果对提高离心泵的水力性能具有借鉴意义。
2024年08期 v.52;No.626 61-69+82页 [查看摘要][在线阅读][下载 2278K] [下载次数:118 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:18 ] - 鲍军;田旭东;李奉誉;方燚;
为提升无油活塞式压缩机的可靠性,满足轨交车辆对压缩机可靠性要求,通过对新研制的无油活塞式压缩机开展热动力学多场耦合分析研究,明确了吸、排气过程中的压力分布特性、不同曲柄角对应的温度分布特性、压缩机工作过程中的气体速度分布和流量特性,呈现了压力和温度发生较明显变化的区域,展示了气体速度场中的涡流分布情况。结果表明,压力波动主要存在于吸、排气口附近,最大压力约为0.51 MPa,其余部分压力均布;压缩机排气时的内部温度均匀分布,在吸、排气口附近存在最大温度梯度约为50 K;运用分析结果对压缩机的设计、可靠性优化进行理论指导,对试制样机在排气压力在1.1 MPa的工况下进行了1 000 h疲劳试验,试验全程中重点部位的振动峰值为9.2 mm/s、温度峰值为148 ℃,满足了规定工况下保证长时间稳定性能运行的要求。研究结果可为无油活塞式压缩机的优化设计提供参考。
2024年08期 v.52;No.626 70-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1927K] [下载次数:71 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:12 ]