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高海拔地区轴流风机气动性能仿真及试验研究
被引量:
1
1
作者
孙未川
李科军
+3 位作者
邓旻涯
李三华
姚学军
陈淼林
《机电工程》
北大核心
2025年第1期185-194,共10页
针对传统轴流风机在高原环境下气动性能下降的问题,以某轴流风机为例,对其气动性能进行了仿真分析和试验测试研究。首先,采用计算流体力学软件Fluent,建立了某轴流风机1∶1的数值仿真模型;然后,针对不同海拔高度以及不同转速下的风机风...
针对传统轴流风机在高原环境下气动性能下降的问题,以某轴流风机为例,对其气动性能进行了仿真分析和试验测试研究。首先,采用计算流体力学软件Fluent,建立了某轴流风机1∶1的数值仿真模型;然后,针对不同海拔高度以及不同转速下的风机风量、全压、叶轮功率、全压效率和噪音,进行了三维数值模拟;最后,搭建了测试风机工作性能参数的试验平台,利用综合测试结果对仿真结果进行了验证。研究结果表明:随着海拔高度的增加,风机风量基本不受影响,但海拔高度每升高1000 m,全压下降了11.4%左右,叶轮功率下降了11.3%左右,全压效率降低了0.4%左右,静压均值降低了200 Pa,达到静压峰值时间减少了0.0003 s;各工作频率下风机气动噪声声压级均降低,且最高声压级不超过145 dB;风机全压、全压效率的仿真值与测试值一致性较好,验证了该模型的准确性。该研究结果可为高海拔地区轴流风机的高效运转及风机选型提供理论参考。
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关键词
海拔高度
离心式通风机
全压效率
风量和风压
叶轮功率
声学性能
三维数值模拟
FLUENT
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职称材料
后置导叶对轴流风机性能的影响
被引量:
2
2
作者
孙未川
李科军
+2 位作者
邓旻涯
姚学军
李三华
《液压与气动》
北大核心
2024年第8期56-66,共11页
为提高传统轴流风机气动性能,扩大其有效工作区间,以某轴流风机为研究对象,采用数值模拟与试验相结合方式,通过单因素分析和响应面分析方法,研究导叶圆弧半径、圆弧角度、切角对风机性能和流场的影响。结果表明:导叶圆弧半径、圆弧角度...
为提高传统轴流风机气动性能,扩大其有效工作区间,以某轴流风机为研究对象,采用数值模拟与试验相结合方式,通过单因素分析和响应面分析方法,研究导叶圆弧半径、圆弧角度、切角对风机性能和流场的影响。结果表明:导叶圆弧半径、圆弧角度、切角的较优区间分别为1500~2300 mm、35°~45°、0°~14°;在最大体积流量下,随着圆弧半径和圆弧角度的增大以及切角的减小,全压和全压效率逐渐增大;在体积流量为70 m^(3)/s和50 m^(3)/s下,随着圆弧半径和圆弧角度的减小以及切角的增大,全压和全压效率逐渐增大;通过响应面分析,当圆弧半径为1940 mm、圆弧角度为35°、切角为14°时,风机性能取得最优。经数值模拟验证,相比原型风机,优化后风机全压提高5.3%左右,全压效率提高4.8%左右。
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关键词
轴流风机
导叶
数值模拟
全压
全压效率
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职称材料
混凝土湿喷机摆动系统工作特性研究
被引量:
4
3
作者
李科军
邓旻涯
+3 位作者
黄文静
张宇
曾家旺
陈淼林
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2022年第4期519-526,共8页
为了深入了解混凝土湿喷机摆动系统的工作特性,根据摆动系统的结构及工作原理,考虑液压元件内部阀芯等零部件的运动响应时间等因素,建立了摆动系统的键合图模型和动力学方程,仿真分析了在摆臂摆动过程中恒压泵、蓄能器和电液换向阀等液...
为了深入了解混凝土湿喷机摆动系统的工作特性,根据摆动系统的结构及工作原理,考虑液压元件内部阀芯等零部件的运动响应时间等因素,建立了摆动系统的键合图模型和动力学方程,仿真分析了在摆臂摆动过程中恒压泵、蓄能器和电液换向阀等液压元件的工作特性,并搭建了摆臂摆动测试平台进行实验验证。研究结果表明:在摆臂运动达到稳定状态之前,恒压泵斜盘处于最大倾角状态,泵出高压油液用于左右摆动缸的运动和蓄能器充液,蓄能器气室压力随着摆臂摆动次数的增加而逐渐升高,并最终稳定在14 MPa;在摆臂运动达到稳定状态之后,恒压泵斜盘倾角在0°~19°之间周期性变化,蓄能器放液最大瞬时流量达到322.5 L/min,可实现S形分配阀在0.24 s内完成换向;摆动缸无杆腔工作压力的测试结果与仿真结果基本一致,验证了所建模型的准确性。研究结果为进一步优化混凝土湿喷机摆动系统提供了参考。
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关键词
混凝土湿喷机
摆动系统
键合图
动力学建模
仿真
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职称材料
湿喷机液压制动系统制动阀性能研究
被引量:
4
4
作者
李科军
陈淼林
+3 位作者
王江银
姚学军
邓旻涯
高龙
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2022年第5期579-586,共8页
为了研究串联式双回路液压制动阀对湿喷机制动性能的影响,根据制动阀结构及工作原理,考虑稳态液动力等非线性因素,采用键合图理论建立了液压制动系统的动力学模型,基于MATLAB平台仿真分析了制动阀的静、动态特性,并在湿喷机上搭建实验...
为了研究串联式双回路液压制动阀对湿喷机制动性能的影响,根据制动阀结构及工作原理,考虑稳态液动力等非线性因素,采用键合图理论建立了液压制动系统的动力学模型,基于MATLAB平台仿真分析了制动阀的静、动态特性,并在湿喷机上搭建实验平台进行其制动性能测试。结果表明:制动阀输出压力具有比例特性,后桥制动响应快于前桥,且后桥制动压力约大于前桥制动压力0.2 MPa;制动阀双段制动压力梯度的设计可以满足湿喷机在高低速行驶时动能差别较大的制动需求;制动阀阶跃响应迅速,系统能在0.3 s内趋于稳定,且无明显压力超调,制动性能稳定;在制动阀复位阶段,制动油缸将工作腔油液迅速排入油箱,解除制动。制动压力的测试值与仿真值基本吻合,验证了所建模型的准确性。研究结果可以为制动系统的参数匹配和制动阀结构优化提供参考。
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关键词
制动系统
制动阀
制动压力
动力学建模
仿真
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职称材料
混凝土湿喷机小臂变幅系统机液耦合建模分析
5
作者
李科军
李三华
+4 位作者
陈淼林
姚学军
刘志辉
邓旻涯
高龙
《隧道建设(中英文)》
CSCD
北大核心
2023年第5期879-886,共8页
为深入研究混凝土湿喷机小臂变幅过程中机液耦合特性,需建立准确的机液联合仿真模型。首先,根据混凝土湿喷机臂架小臂变幅机构组成和液压传动原理,建立小臂俯仰过程的运动学和动力学模型,并基于NX和AMESim分别建立三维机械结构和液压系...
为深入研究混凝土湿喷机小臂变幅过程中机液耦合特性,需建立准确的机液联合仿真模型。首先,根据混凝土湿喷机臂架小臂变幅机构组成和液压传动原理,建立小臂俯仰过程的运动学和动力学模型,并基于NX和AMESim分别建立三维机械结构和液压系统仿真分析模型;然后,利用NX的运动分析模块Simcenter 3D建立机液耦合接口,搭建小臂变幅系统机液耦合仿真模型,仿真分析小臂上仰过程中的系统工作压力、流量和变幅角度等工作性能参数变化规律,并进一步计算基于Matlab的小臂变幅运动学、动力学仿真分析结果;最后,对比分析基于NX和AMESim的联合仿真结果、基于Matlab的数值模拟结果和小臂变幅试验测试结果。结果表明:1)传统数学建模方法不能反映小臂变幅时的系统动力学响应特性;2)机液联合仿真模型可以更准确地模拟湿喷机小臂变幅动作过程,且能全面观察变幅系统内部状态变量的工作特性;3)变幅油缸无杆腔压力试验结果与仿真结果吻合较好,验证了所建模型的准确性。
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关键词
混凝土湿喷机
变幅系统
机液耦合
联合仿真
动力学
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职称材料
题名
高海拔地区轴流风机气动性能仿真及试验研究
被引量:
1
1
作者
孙未川
李科军
邓旻涯
李三华
姚学军
陈淼林
机构
中南林业科技大学材料科学与工程学
院
湖南长院悦诚装备有限公司
中铁五局集团第一工程
有限
责任
公司
出处
《机电工程》
北大核心
2025年第1期185-194,共10页
基金
湖南省自然科学基金面上资助项目(2022JJ31015)。
文摘
针对传统轴流风机在高原环境下气动性能下降的问题,以某轴流风机为例,对其气动性能进行了仿真分析和试验测试研究。首先,采用计算流体力学软件Fluent,建立了某轴流风机1∶1的数值仿真模型;然后,针对不同海拔高度以及不同转速下的风机风量、全压、叶轮功率、全压效率和噪音,进行了三维数值模拟;最后,搭建了测试风机工作性能参数的试验平台,利用综合测试结果对仿真结果进行了验证。研究结果表明:随着海拔高度的增加,风机风量基本不受影响,但海拔高度每升高1000 m,全压下降了11.4%左右,叶轮功率下降了11.3%左右,全压效率降低了0.4%左右,静压均值降低了200 Pa,达到静压峰值时间减少了0.0003 s;各工作频率下风机气动噪声声压级均降低,且最高声压级不超过145 dB;风机全压、全压效率的仿真值与测试值一致性较好,验证了该模型的准确性。该研究结果可为高海拔地区轴流风机的高效运转及风机选型提供理论参考。
关键词
海拔高度
离心式通风机
全压效率
风量和风压
叶轮功率
声学性能
三维数值模拟
FLUENT
Keywords
altitude
centrifugal ventilator
total pressure efficiency
air volume and wind pressure
impeller power
acoustic performance
three-dimensional numerical simulation
Fluent
分类号
TH432.1 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
后置导叶对轴流风机性能的影响
被引量:
2
2
作者
孙未川
李科军
邓旻涯
姚学军
李三华
机构
中南林业科技大学材料科学与工程学
院
湖南长院悦诚装备有限公司
中铁五局集团第一工程
有限
责任
公司
出处
《液压与气动》
北大核心
2024年第8期56-66,共11页
基金
湖南省自然科学基金(2022JJ31015)。
文摘
为提高传统轴流风机气动性能,扩大其有效工作区间,以某轴流风机为研究对象,采用数值模拟与试验相结合方式,通过单因素分析和响应面分析方法,研究导叶圆弧半径、圆弧角度、切角对风机性能和流场的影响。结果表明:导叶圆弧半径、圆弧角度、切角的较优区间分别为1500~2300 mm、35°~45°、0°~14°;在最大体积流量下,随着圆弧半径和圆弧角度的增大以及切角的减小,全压和全压效率逐渐增大;在体积流量为70 m^(3)/s和50 m^(3)/s下,随着圆弧半径和圆弧角度的减小以及切角的增大,全压和全压效率逐渐增大;通过响应面分析,当圆弧半径为1940 mm、圆弧角度为35°、切角为14°时,风机性能取得最优。经数值模拟验证,相比原型风机,优化后风机全压提高5.3%左右,全压效率提高4.8%左右。
关键词
轴流风机
导叶
数值模拟
全压
全压效率
Keywords
axial flow fan
guide vane
numerical simulation
total pressure
total pressure efficiency
分类号
TH138 [机械工程—机械制造及自动化]
TH432 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
混凝土湿喷机摆动系统工作特性研究
被引量:
4
3
作者
李科军
邓旻涯
黄文静
张宇
曾家旺
陈淼林
机构
中南林业科技大学材料科学与工程学
院
湖南长院悦诚装备有限公司
出处
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2022年第4期519-526,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51805555)。
文摘
为了深入了解混凝土湿喷机摆动系统的工作特性,根据摆动系统的结构及工作原理,考虑液压元件内部阀芯等零部件的运动响应时间等因素,建立了摆动系统的键合图模型和动力学方程,仿真分析了在摆臂摆动过程中恒压泵、蓄能器和电液换向阀等液压元件的工作特性,并搭建了摆臂摆动测试平台进行实验验证。研究结果表明:在摆臂运动达到稳定状态之前,恒压泵斜盘处于最大倾角状态,泵出高压油液用于左右摆动缸的运动和蓄能器充液,蓄能器气室压力随着摆臂摆动次数的增加而逐渐升高,并最终稳定在14 MPa;在摆臂运动达到稳定状态之后,恒压泵斜盘倾角在0°~19°之间周期性变化,蓄能器放液最大瞬时流量达到322.5 L/min,可实现S形分配阀在0.24 s内完成换向;摆动缸无杆腔工作压力的测试结果与仿真结果基本一致,验证了所建模型的准确性。研究结果为进一步优化混凝土湿喷机摆动系统提供了参考。
关键词
混凝土湿喷机
摆动系统
键合图
动力学建模
仿真
Keywords
concrete wet spraying machine
swing system
bond graph
dynamic modeling
simulation
分类号
TH137.5 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
湿喷机液压制动系统制动阀性能研究
被引量:
4
4
作者
李科军
陈淼林
王江银
姚学军
邓旻涯
高龙
机构
中南林业科技大学材料科学与工程学
院
湖南长院悦诚装备有限公司
出处
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2022年第5期579-586,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51805555)。
文摘
为了研究串联式双回路液压制动阀对湿喷机制动性能的影响,根据制动阀结构及工作原理,考虑稳态液动力等非线性因素,采用键合图理论建立了液压制动系统的动力学模型,基于MATLAB平台仿真分析了制动阀的静、动态特性,并在湿喷机上搭建实验平台进行其制动性能测试。结果表明:制动阀输出压力具有比例特性,后桥制动响应快于前桥,且后桥制动压力约大于前桥制动压力0.2 MPa;制动阀双段制动压力梯度的设计可以满足湿喷机在高低速行驶时动能差别较大的制动需求;制动阀阶跃响应迅速,系统能在0.3 s内趋于稳定,且无明显压力超调,制动性能稳定;在制动阀复位阶段,制动油缸将工作腔油液迅速排入油箱,解除制动。制动压力的测试值与仿真值基本吻合,验证了所建模型的准确性。研究结果可以为制动系统的参数匹配和制动阀结构优化提供参考。
关键词
制动系统
制动阀
制动压力
动力学建模
仿真
Keywords
braking system
brake valve
brake pressure
dynamic modeling
simulation
分类号
TH137.5 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
混凝土湿喷机小臂变幅系统机液耦合建模分析
5
作者
李科军
李三华
陈淼林
姚学军
刘志辉
邓旻涯
高龙
机构
中南林业科技大学
湖南长院悦诚装备有限公司
中铁五局集团第一工程
有限
责任
公司
出处
《隧道建设(中英文)》
CSCD
北大核心
2023年第5期879-886,共8页
文摘
为深入研究混凝土湿喷机小臂变幅过程中机液耦合特性,需建立准确的机液联合仿真模型。首先,根据混凝土湿喷机臂架小臂变幅机构组成和液压传动原理,建立小臂俯仰过程的运动学和动力学模型,并基于NX和AMESim分别建立三维机械结构和液压系统仿真分析模型;然后,利用NX的运动分析模块Simcenter 3D建立机液耦合接口,搭建小臂变幅系统机液耦合仿真模型,仿真分析小臂上仰过程中的系统工作压力、流量和变幅角度等工作性能参数变化规律,并进一步计算基于Matlab的小臂变幅运动学、动力学仿真分析结果;最后,对比分析基于NX和AMESim的联合仿真结果、基于Matlab的数值模拟结果和小臂变幅试验测试结果。结果表明:1)传统数学建模方法不能反映小臂变幅时的系统动力学响应特性;2)机液联合仿真模型可以更准确地模拟湿喷机小臂变幅动作过程,且能全面观察变幅系统内部状态变量的工作特性;3)变幅油缸无杆腔压力试验结果与仿真结果吻合较好,验证了所建模型的准确性。
关键词
混凝土湿喷机
变幅系统
机液耦合
联合仿真
动力学
Keywords
concrete wet spraying machine
luffing system
mechanical-hydraulic coupling
cosimulation
dynamics
分类号
U45 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
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作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高海拔地区轴流风机气动性能仿真及试验研究
孙未川
李科军
邓旻涯
李三华
姚学军
陈淼林
《机电工程》
北大核心
2025
1
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职称材料
2
后置导叶对轴流风机性能的影响
孙未川
李科军
邓旻涯
姚学军
李三华
《液压与气动》
北大核心
2024
2
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职称材料
3
混凝土湿喷机摆动系统工作特性研究
李科军
邓旻涯
黄文静
张宇
曾家旺
陈淼林
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2022
4
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职称材料
4
湿喷机液压制动系统制动阀性能研究
李科军
陈淼林
王江银
姚学军
邓旻涯
高龙
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2022
4
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职称材料
5
混凝土湿喷机小臂变幅系统机液耦合建模分析
李科军
李三华
陈淼林
姚学军
刘志辉
邓旻涯
高龙
《隧道建设(中英文)》
CSCD
北大核心
2023
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