负载口独立双阀芯阀液压系统辨识与实验研究

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作者 魏列江 赵保才 +2 位作者 陈奕泽 陈斌 魏小玲 《机床与液压》 北大核心 2025年第6期169-174,共6页

负载口独立双阀芯阀液压系统中PID控制参数与系统工况及运行时间不匹配。针对此问题,提出一种基于Arxqs模型的负载口独立双阀芯阀液压系统辨识方法。根据机制建模法建立负载口独立双阀芯阀液压系统的传递函数模型,为系统辨识提供参考模... 负载口独立双阀芯阀液压系统中PID控制参数与系统工况及运行时间不匹配。针对此问题,提出一种基于Arxqs模型的负载口独立双阀芯阀液压系统辨识方法。根据机制建模法建立负载口独立双阀芯阀液压系统的传递函数模型,为系统辨识提供参考模型;通过阀控制器对主阀芯位移施加正弦信号,得到输入输出变量并进行系统辨识。采用Arxqs模型进行辨识时,系统辨识输出与实际输出的适应度为96.49%。根据辨识结果整定PID控制器参数,对主阀芯分别进行正弦波跟随和阶跃响应实验。结果表明:由辨识得到的控制器参数对主阀芯位移具有较好的控制效果,在正弦波跟随过程中,当幅值为1.5 mm时,存在24.5°的相位滞后和6.8%的幅值衰减;当幅值为0.5 mm时,存在38.7°的相位滞后和13.2%幅值衰减;在阶跃响应过程中,主阀芯位移具有较短的调节时间和较低的超调量。 展开更多

关键词 负载口独立双阀芯阀 参数辨识 Arxqs模型 主阀芯 位移闭环

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基于参数分级辨识的阀控缸系统数字孪生建模方法研究

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作者 刘增光 张赫 +3 位作者 岳大灵 魏列江 周焱 孙继苏 《机床与液压》 北大核心 2025年第6期118-124,共7页

阀控缸系统数字孪生建模中存在部分模型参数难以通过理论计算获得,以及由于各参数间相互影响导致参数辨识准确度不高的问题。针对此问题,提出一种基于参数分级辨识的阀控缸数字孪生建模方法,实现对阀控缸系统的状态映射和数字孪生。根... 阀控缸系统数字孪生建模中存在部分模型参数难以通过理论计算获得,以及由于各参数间相互影响导致参数辨识准确度不高的问题。针对此问题,提出一种基于参数分级辨识的阀控缸数字孪生建模方法,实现对阀控缸系统的状态映射和数字孪生。根据所提建模方法,基于阀控缸系统的工作原理,建立了阀控缸系统的数学模型和MATLAB/Simscape环境下的物理仿真模型;利用采集的测试数据,通过遗传算法对阀控缸数学模型中比例换向阀和液压缸的关键元件级参数进行辨识,再利用MATLAB软件的Paramenter Estimation工具对物理仿真模型中重要的系统级参数进行校正;最后,搭建阀控缸实验平台对所建数字孪生模型的准确度进行验证。结果显示:在7.5 V与9.5 V阶跃控制信号作用下,基于参数分级辨识的数字孪生模型的活塞位移仿真值与实验值的拟合度分别为95.76%和98.07%,验证了所辨识模型参数的准确性和所建数字孪生模型的正确性。 展开更多

关键词 数字孪生 阀控缸系统 参数分级辨识 遗传算法

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闭式系统中离心泵流动噪声全流域数值模拟及试验研究

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作者 郭荣 王雪晗 +1 位作者 姜鹏飞 李仁年 《流体机械》 北大核心 2025年第8期10-19,101,共11页

为探究闭式循环系统中单级单吸离心泵的流动噪声特性,基于非定常流动计算,采用声学有限元与结构-声学耦合方法分别模拟系统内、外场噪声,并在半消声室闭式循环管道系统实验台进行试验。结果表明,动静干涉是压力脉动频谱特征变化的主因,... 为探究闭式循环系统中单级单吸离心泵的流动噪声特性,基于非定常流动计算,采用声学有限元与结构-声学耦合方法分别模拟系统内、外场噪声,并在半消声室闭式循环管道系统实验台进行试验。结果表明,动静干涉是压力脉动频谱特征变化的主因,叶轮与蜗壳交界面(尤其是隔舌区域)压力脉动强度表现显著,设计工况下扬程与效率数值模拟误差分别为3.07%与2.79%,验证了模型的准确性;在闭式管道系统中,声波反射与叠加导致总声压级随流量呈先减后增趋势,设计工况下总声压级最低(152.4 dB),偏离设计工况时升至155.4 dB(0.65Qd)和159.0 dB(1.175Qd);内场噪声频谱以叶频(145.02 Hz)及其倍频为主,声压级幅值随频率升高递减;外场噪声低频段(<1000 Hz)由叶轮与蜗壳主导,高频段(>1000Hz)管道噪声占比显著增加。研究结果可为闭式系统中管道系统优化设计及离心泵减振降噪提供参考。 展开更多

关键词 闭式循环系统 压力脉动 内场噪声 外场噪声 声振耦合

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航空燃油控制系统滑阀内颗粒运移特性研究

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作者 刘宇昊 冀宏 +3 位作者 陈乾鹏 柴文伟 罗畅敏 潘鹤 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期121-127,共7页

颗粒污染会导致阀芯卡滞,从而影响燃油系统的可靠性。为了研究航空燃油控制系统中颗粒侵入滑阀间隙的机制,基于CFD方法建立颗粒在阀腔内运移的仿真模型,模拟颗粒在阀腔内的运移过程与颗粒侵入间隙的过程;设计滑阀二维模型的可视化试验,... 颗粒污染会导致阀芯卡滞,从而影响燃油系统的可靠性。为了研究航空燃油控制系统中颗粒侵入滑阀间隙的机制,基于CFD方法建立颗粒在阀腔内运移的仿真模型,模拟颗粒在阀腔内的运移过程与颗粒侵入间隙的过程;设计滑阀二维模型的可视化试验,使用高速摄像技术拍摄颗粒在阀腔中的运移过程以及停机一段时间后颗粒沉积的情况。结果表明:颗粒在阀腔内残留率为21.7%,侵入出口间隙和入口间隙的侵入率分别为4.2%和1.3%,侵入出口间隙的颗粒数量多于侵入入口间隙的,当间隙尺寸较长时,颗粒更容易滞留在间隙内。 展开更多

关键词 滑阀 颗粒运移特性 数值模拟 可视化试验

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不同生理状态下主动脉双叶机械心脏瓣膜流场特性PIV实验研究 被引量：2

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作者 强彦 段天赐 +2 位作者 张民祖 祁亮 魏列江 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1807-1817,共11页

人工心脏瓣膜(PHV)替换发生病变的原生瓣膜是目前治疗瓣膜性心脏病的主要方法,其中双叶机械心脏瓣膜(BMHV)因其耐久性在临床上被广泛使用.瓣膜置换术后会出现血栓栓塞等并发症,这与机械瓣结构改变主动脉生理性血流模式直接相关.本研究... 人工心脏瓣膜(PHV)替换发生病变的原生瓣膜是目前治疗瓣膜性心脏病的主要方法,其中双叶机械心脏瓣膜(BMHV)因其耐久性在临床上被广泛使用.瓣膜置换术后会出现血栓栓塞等并发症,这与机械瓣结构改变主动脉生理性血流模式直接相关.本研究搭建了生理性左心脉动流血液循环装置,使用基于医学CT影像制备的真实人体主动脉根部硅胶模型,采用可调节压力的透明腔体安置主动脉根部模型,来模拟动脉顺应性对血液流动的影响.并模拟出入口负荷条件,分别在健康、心衰以及运动3种不同生理压力和流量条件下,使用粒子图像测速(PIV)技术获取完整心动周期上血液通过主动脉双叶机械瓣的平面流场数据,采用速度分布、涡量分布和剪切应力分析评价双叶机械瓣在主动脉根部、窦腔与升主动脉处的血流流场特性,研究不同生理状态对血液跨瓣流动的影响,为术前瓣膜选择及术后患者康复治疗提供理论依据与实验数据支持.研究结果表明,在运动生理状态下较大的心排出量(CO=14.6 L/min)导致血液以2.2 m/s的峰值速度冲击主动脉窦与升主动脉相连接处的壁面,壁面存在最大数值为2.8 N/m^(2)的剪切应力,且在整个收缩期内最大剪切应力都超过1.4 N/m^(2),易使胶原蛋白和组织因子暴露在流动的血液中导致血小板活化,为血栓的形成提供有利环境,瓣膜置换术后应避免患者长时间处于运动状态,以减少溶血导致的血栓栓塞等风险. 展开更多

关键词 双叶机械心脏瓣膜 主动脉 粒子图像测速 血流动力学

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阀式蓄能器对换挡液压系统压力冲击的影响

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作者 魏列江 徐晓鑫 单乐 《液压与气动》 北大核心 2024年第7期33-43,共11页

依据某重型车辆换挡液压系统,创新设计了一种带有阻尼节流槽的阀式蓄能器,通过流场仿真,分析不同活塞位移下的压力云图,根据实际工况配置阻尼槽的节流面积。通过换挡液压系统动态仿真模型,分析阀式蓄能器不同结构参数对蓄能器运动部件... 依据某重型车辆换挡液压系统,创新设计了一种带有阻尼节流槽的阀式蓄能器,通过流场仿真,分析不同活塞位移下的压力云图,根据实际工况配置阻尼槽的节流面积。通过换挡液压系统动态仿真模型,分析阀式蓄能器不同结构参数对蓄能器运动部件动态性能的影响规律,并且获得结构参数对作动离合器液压缸压力变化的影响机理。研究表明:阀式蓄能器U+K形阀口表现出二级节流特征,能够实现节流面积由大到小的变化规律;阀式蓄能器相较结构参数相同的弹簧式蓄能器,可使液压缸入口压力冲击幅值降低41%;增加U形节流槽宽度,可降低离合器液压缸入口压力冲击幅值;增加U形节流槽长度,压力冲击幅值无明显变化;增加复位弹簧刚度,可降低液压缸入口压力冲击。 展开更多

关键词 换挡液压系统 压力冲击 阀式蓄能器 阻尼节流槽 结构参数

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喷管掺气对螺旋混流式推进泵推进性能的影响

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作者 韩伟 贺春沛 +2 位作者 李仁年 徐梓添 张钰昆 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第9期1793-1800,共8页

为提高喷水推进器的推进性能,本文将气体射流应用于螺旋混流泵喷管中,研究喷管掺气对推进性能的影响。采用混合模型分别对不同掺气长度、掺气深度、掺气量进行数值模拟,设计响应面试验并运用多目标规划寻找最优掺气模型,对比优化后模型... 为提高喷水推进器的推进性能,本文将气体射流应用于螺旋混流泵喷管中,研究喷管掺气对推进性能的影响。采用混合模型分别对不同掺气长度、掺气深度、掺气量进行数值模拟,设计响应面试验并运用多目标规划寻找最优掺气模型,对比优化后模型与原始模型内流场。结果表明:螺旋混流泵加入气体射流后可以大幅增加推力,但会降低系统效率;在其他掺气参数不变的情况下,推力与掺气长度、掺气量成正相关,与掺气深度成负相关;以推力为目标进行优化,相比不掺气模型推力提升了1.75倍;以推力和效率为目标进行多目标优化,推力相比不掺气模型提升了1.61倍,效率相较于只优化推力时提升了2.9%;掺气后液体流道面积减小,喷管进出口压差变大,流速增加导致推力增大。 展开更多

关键词 螺旋混流泵 气体射流 推进性能 响应面分析 多目标规划 内流场 涡特性 Ω准则

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一种船闸用新型先导插装式平衡阀性能分析研究

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作者 杨国来 李文庭 +1 位作者 曹文斌 曹川川 《机床与液压》 北大核心 2025年第12期166-172,共7页

长江船闸作为我国最重要的水利工程,其永久船闸一闸首人字门液压启闭机运行时受到很大的外负载,当淹没深度为35 m时,人字门开门用平衡阀无法保持系统速度稳定,系统油缸会出现爬行和关终飘逸现象。针对此问题,按照外负载1∶50设计一款新... 长江船闸作为我国最重要的水利工程,其永久船闸一闸首人字门液压启闭机运行时受到很大的外负载,当淹没深度为35 m时,人字门开门用平衡阀无法保持系统速度稳定,系统油缸会出现爬行和关终飘逸现象。针对此问题,按照外负载1∶50设计一款新型先导插装式平衡阀,搭建了新型先导插装式平衡阀及液压启闭机系统的AMESim模型,通过模拟仿真研究了新型先导插装式平衡阀的静态特性与外负载抗干扰能力。结果表明:新型先导插装式平衡阀具有流量大、压降低等特点,且其动态特性较好,能够适应外负载的变化,对外负载不敏感,基本与速度无关。液压启闭机在交变外负载下未出现液压缸爬行现象和人字门关终漂移现象。 展开更多

关键词 新型先导插装式平衡阀 动态特性 AMESim模型 爬行现象 漂移现象

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先导方式对比例阀振荡特性的影响机理

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作者 李娜娜 何小康 +3 位作者 魏列江 万思毅 张海东 董成龙 《液压与气动》 北大核心 2025年第2期36-49,共14页

比例阀不同先导级控制方式会引起主阀控制腔产生不同程度的空穴和涡流,导致主阀芯具有不同的振荡现象。采用CFD流场仿真技术与可视化试验相结合的方法,研究了高速开关阀桥与比例减压阀分别作为比例阀先导级时其控制腔的流场特性,通过流... 比例阀不同先导级控制方式会引起主阀控制腔产生不同程度的空穴和涡流,导致主阀芯具有不同的振荡现象。采用CFD流场仿真技术与可视化试验相结合的方法,研究了高速开关阀桥与比例减压阀分别作为比例阀先导级时其控制腔的流场特性,通过流场特性及旋涡结构分析了先导方式对主阀振荡特性的影响机理,提出了优化控制腔流场的方法,即在几何拐角处倒角和提高壁面流畅度。结果表明:控制腔旋涡的生成与消散与阀芯振荡密切相关;高速开关阀桥作为先导级时,流场波动大、涡流结构复杂,旋涡的周期性变化是主阀振荡加剧的主要原因;而比例减压阀作为先导级时,流场相对稳定、压力分布均匀,涡流仅在几何拐角处形成简单的剪切流动,压力差与流速的互补有助于减少主阀振荡。为优化控制腔结构、抑制振荡现象提供了理论依据。 展开更多

关键词 比例阀 动网格 流场特性 振荡特性 可视化试验

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液压伺服滑阀小开度动态阀口冲蚀特性研究

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作者 刘新强 林广 +3 位作者 冀宏 王聪 肖尧 齐铭桦 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期107-113,共7页

针对液压伺服滑阀动态阀口冲蚀磨损的问题,运用Fluent中的离散相模型(DPM)计算分析液压伺服滑阀动态阀口的冲蚀机制和影响因素。结果表明:与固定开度的阀口相比,动态调整过程中提高颗粒冲击频次会显著强化油液中污染物对工作边的冲蚀作... 针对液压伺服滑阀动态阀口冲蚀磨损的问题,运用Fluent中的离散相模型(DPM)计算分析液压伺服滑阀动态阀口的冲蚀机制和影响因素。结果表明:与固定开度的阀口相比,动态调整过程中提高颗粒冲击频次会显著强化油液中污染物对工作边的冲蚀作用,阀芯工作边平均冲蚀率从6.55×10^(-9)kg/(m^(2)·s)增大到8.32×10^(-7)kg/(m^(2)·s);阀套工作边平均冲蚀率从2.59×10^(-8)kg/(m^(2)·s)增大到6.69×10^(-6)kg/(m^(2)·s)。中频小幅时的工作边平均冲蚀率最大,阀芯和阀套工作边平均冲蚀率均在100 Hz时达到最大值,分别为2.69×10^(-6)、1.16×10^(-5)kg/(m^(2)·s);阀芯和阀套工作边平均冲蚀率在振幅5μm时达到最大值,分别为6.4×10^(-6)、2.38×10^(-5)kg/(m^(2)·s);并通过测量阀口工作边形貌与圆角半径验证了仿真的有效性。 展开更多

关键词 液压伺服滑阀 小开度 动态阀口 冲蚀率 DPM模型

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多作用内曲线马达柱塞滚子摩擦副弹流润滑特性分析

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作者 杨国来 谢万耀 +2 位作者 曹文斌 杨鹏强 孙丽霞 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期94-100,共7页

柱塞滚子摩擦副润滑性能是影响低速大扭矩液压马达寿命及可靠性的关键因素。在充分考虑油液的弱可压缩性和黏压特性的基础上,建立柱塞滚子的非稳态弹流润滑系统数值计算模型,在内曲线马达额定转速和最大工作压力条件下,研究马达柱塞滚... 柱塞滚子摩擦副润滑性能是影响低速大扭矩液压马达寿命及可靠性的关键因素。在充分考虑油液的弱可压缩性和黏压特性的基础上,建立柱塞滚子的非稳态弹流润滑系统数值计算模型,在内曲线马达额定转速和最大工作压力条件下,研究马达柱塞滚子摩擦副在一个作用幅角内油膜压力分布、固体域变形、油液泄漏量、最小油膜厚度以及油膜润滑形式。结果表明:油膜高压区主要分布在进油阶段靠近通油孔和回油阶段远离通油孔的滚子孔承载面区域,以及回油阶段靠近通油孔的滚子孔侧壁面区域;油膜负压区主要分布在滚子孔靠近缺口的两侧壁面区域,以及进油阶段远离通油孔和回油阶段靠近通油孔的承载面区域;固体域主要发生滚子孔承载面下凹变形和两侧壁面扩大变形;油液泄漏量在进油阶段变化稳定,回油阶段变化剧烈;随着马达的旋转,最小油膜厚度先减小后增大,油膜处于全膜润滑状态。 展开更多

关键词 内曲线马达 柱塞滚子摩擦副 弹流润滑 双向流固耦合

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基于形状记忆合金的阀用线性力马达响应特性研究

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作者 魏列江 蔡江荣 +2 位作者 万思梦 卢红煜 陈奕泽 《液压与气动》 北大核心 2025年第4期1-10,共10页

针对当前阀用电磁铁体积大、重量大、成本高等问题,提出用NiTi形状记忆合金丝通电加热驱动阀芯的线性力马达方案。在Brinson一维本构方程的基础上,建立了形状记忆合金热力学模型,并运用MATLAB Simulink进行不同电流下形状记忆合金丝的电... 针对当前阀用电磁铁体积大、重量大、成本高等问题,提出用NiTi形状记忆合金丝通电加热驱动阀芯的线性力马达方案。在Brinson一维本构方程的基础上,建立了形状记忆合金热力学模型,并运用MATLAB Simulink进行不同电流下形状记忆合金丝的电-热仿真,分析形状记忆合金丝的热量对线性力马达驱动响应特性的影响;理论计算得到直径0.5 mm时三种不同长度记忆合金丝在复位弹簧刚度为20 N/mm时的最大位移和驱动力。搭建试验台,环境温度22℃、电流6 A时,三种不同长度记忆合金丝均在0.5 s左右分别达到最大位移1.8、2.1、2.5 mm,对应驱动力为58.4、61、80 N;与仿真结果相比,位移和驱动力误差均在10%以内;断电自然冷却响应时间为5 s,总响应时间5.5 s。结果表明,采用形状记忆合金线性力马达驱动频响0.2 Hz以下的液压阀具有可行性。 展开更多

关键词 形状记忆合金 热力学 响应时间 位移 驱动力

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非均匀来流条件下多相混输泵气液两相分离激化

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作者 权辉 王智胜 +3 位作者 冯冰 王子源 李嘉仪 史广泰 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第6期541-546,579,共7页

为探究螺旋轴流式多相混输泵在非均匀来流条件下的气液两相分离机理,揭示高含气率工况下泵性能急剧下降至失效的流动机理,提升泵在复杂来流条件下的多相混输稳定性和效率,通过Fluent中的UDF(user-defined functions,UDF)功能对泵的进口... 为探究螺旋轴流式多相混输泵在非均匀来流条件下的气液两相分离机理,揭示高含气率工况下泵性能急剧下降至失效的流动机理,提升泵在复杂来流条件下的多相混输稳定性和效率,通过Fluent中的UDF(user-defined functions,UDF)功能对泵的进口边界条件进行非线性控制,选取线型和抛物型这2种非均匀来流边界条件,联合可视化试验,对不同来流情况下泵的外特性和流场结构进行对比分析.研究结果表明,不同非均匀来流均会使多相混输泵的性能下降,对流道内气液分离都有激化作用,并且线型来流的影响更严重.转速的增加会进一步激励泵的气液分离现象,在整个流域的轴向距离上,不同来流对气液分离激化从叶轮入口处开始,线型来流的气相从0.15 L处开始充斥流道,抛物型来流的气相在0.75 L分布最广.在叶片通道上,不同非均匀来流的湍动能在叶轮里分布是一致的,峰值相差1.00 m^(2)/s^(2),在导叶里线型来流的湍动能在空间上畸变严重.非均匀来流对多相混输泵气液分离现象有激化作用,影响泵的稳定运行,研究结论为多相混输泵工程实际应用和性能优化提供理论基础. 展开更多

关键词 多相混输泵 气液两相流 非均匀来流 可视化试验 气液分离激化

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航空燃油系统旁路冲洗式方孔滤网元件自清洁机制研究

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作者 袁林 邵雪嵩 +2 位作者 何志冬 刘新强 冀宏 《机床与液压》 北大核心 2025年第17期161-167,共7页

旁路冲洗作为航空燃油系统中方孔滤网可保持清洁的重要方式之一,其冲洗效果对航空燃油系统的可靠性具有重要影响。采用CFD-DEM耦合方法研究旁路冲洗式方孔滤网元件自清洁的动态过程和主油路出口压力、入口流速对冲洗效果的影响。结果表... 旁路冲洗作为航空燃油系统中方孔滤网可保持清洁的重要方式之一,其冲洗效果对航空燃油系统的可靠性具有重要影响。采用CFD-DEM耦合方法研究旁路冲洗式方孔滤网元件自清洁的动态过程和主油路出口压力、入口流速对冲洗效果的影响。结果表明:在旁路油液的曳力及颗粒间碰撞等作用下,冲洗前期,滤网表面和颗粒层表面颗粒被冲洗;中后期,滤网流动区域网孔内颗粒被冲洗,并有少量颗粒进入环形腔。旁路出口压力越高,冲洗效果越佳,其压力由3.5 MPa升至7.8 MPa,冲洗率提高了4.2%;入口流速与冲洗率呈正相关,入口流速为4 m/s时旁路冲洗失效将加速颗粒的累积,入口流速由6 m/s升至8.5 m/s时冲洗率增加了43.7%,而流速升至10 m/s时冲洗率提高了3.9%,流速为12 m/s时冲洗效果饱和。研究结果为旁路冲洗式自主清洁的结构优化提供了有益的参考。 展开更多

关键词 航空燃油系统 方孔滤网 旁路冲洗 CFD-DEM耦合方法 自清洁机制

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液压滑阀热-粒耦合摩擦力及形貌特征研究

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作者 刘欢 冀宏 +2 位作者 陈乾鹏 柴文伟 罗畅敏 《机床与液压》 北大核心 2025年第9期160-167,共8页

针对液压滑阀在高温和污染工况下易发生卡滞失效的问题,设计一种滑阀摩擦力测量装置,以研究热变形与颗粒污染物耦合作用下的摩擦力演化机制及阀芯表面形貌损伤特征。通过控制装置的温度并加入含有污染颗粒的油液,准确测量阀芯摩擦力的... 针对液压滑阀在高温和污染工况下易发生卡滞失效的问题,设计一种滑阀摩擦力测量装置,以研究热变形与颗粒污染物耦合作用下的摩擦力演化机制及阀芯表面形貌损伤特征。通过控制装置的温度并加入含有污染颗粒的油液,准确测量阀芯摩擦力的变化。采用三维表面形貌仪对试验后阀芯表面进行测量和图像采集。结果表明:颗粒单因素下,摩擦力较小且在一定范围内波动,峰值为0.32 N;热形变单因素下,摩擦力曲线相对平滑但是峰值较大,为12.66 N;热-粒耦合作用下,摩擦力具有波动性且峰值更大,为19.83 N;阀芯温度升高会显著增大颗粒的敏感性,导致摩擦力骤增;颗粒对阀芯局部产生显著的“犁削”作用,凹凸不平的表面形貌降低间隙润滑油膜质量,促使摩擦力骤增。 展开更多

关键词 液压滑阀 热-粒耦合 污染颗粒 摩擦力 磨损机制

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吸油全流域特性对工程机械主泵效率的影响分析

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作者 杨胜清 冀宏 +2 位作者 王素燕 李茜 孙飞 《机床与液压》 北大核心 2025年第5期114-121,共8页

液压泵作为液压系统中的能量转换元件,其转换效率对系统的效率产生较大的影响。为获得吸油全流域特性对工程机械主泵效率的影响程度,通过理论分析,识别出对主泵效率产生影响的四大因子:油箱压力、空气含量、管道流速和液压油温;结合数... 液压泵作为液压系统中的能量转换元件,其转换效率对系统的效率产生较大的影响。为获得吸油全流域特性对工程机械主泵效率的影响程度,通过理论分析,识别出对主泵效率产生影响的四大因子:油箱压力、空气含量、管道流速和液压油温;结合数值仿真开展全因子实验,提出吸油全流域的主泵效率影响预测模型,并进行了主泵有无吸油增压装置的对比试验。研究表明:油箱压力和空气含量对主泵容积效率的影响起主导作用,仅考虑油箱压力和空气含量及其交互作用,模型预测置信度都超过了98%;随着主泵吸油压力的升高,容积效率也随之增大,在吸油口绝对压力125 kPa条件下,主泵的容积效率在其最高转速和压力下提升6.5%。 展开更多

关键词 吸油全流域 主泵效率 全因子实验 预测模型

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食品超高压处理设备恒功率变量增压系统的设计及仿真

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作者 曹建锋 王玉虎 +3 位作者 冀宏 张建军 姚鹤 杨福年 《机床与液压》 北大核心 2025年第8期212-216,共5页

针对食品超高压处理设备的增压工况要求,设计一种恒功率变量增压系统用于处理仓中超高压水的注入,阐述了恒功率变量增压系统的工作原理、设计要求及主要部件选型,并利用AMESim软件对增压系统进行建模和仿真计算,以验证恒功率变量控制在... 针对食品超高压处理设备的增压工况要求,设计一种恒功率变量增压系统用于处理仓中超高压水的注入,阐述了恒功率变量增压系统的工作原理、设计要求及主要部件选型,并利用AMESim软件对增压系统进行建模和仿真计算,以验证恒功率变量控制在食品超高压处理设备增压系统中应用的可行性。结果表明:恒功率变量增压系统可以满足食品超高压处理设备的增压要求,通过合理调节参数,可以降低增压系统的输入功率,提高整机的工作效率。研究结果为大型工业化食品超高压处理设备的增压系统设计提供了参考。 展开更多

关键词 超高压处理设备 恒功率变量 增压系统 建模与仿真

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反渗透海水淡化能量回收透平流量滑移设计方法

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作者 祁炳 袁学平 +2 位作者 黎义斌 李方忠 马文生 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第10期2040-2048,共9页

海水淡化是解决全球淡水资源紧缺的重要方式,为解决海水淡化系统中能量回收透平效率偏低的问题,本文提出了流量滑移设计透平的新方法。以一台能量回收透平模型样机为研究对象,通过试验测试的方法研究了不同方法设计透平的性能和压力脉... 海水淡化是解决全球淡水资源紧缺的重要方式,为解决海水淡化系统中能量回收透平效率偏低的问题,本文提出了流量滑移设计透平的新方法。以一台能量回收透平模型样机为研究对象,通过试验测试的方法研究了不同方法设计透平的性能和压力脉动特性。研究表明:不同方法设计透平的最高效率点对应的流量不同,其中基于流量滑移法设计的透平最高效率对应的流量均偏向于小流量;在额定工况,不同方法设计透平的性能相差不大,基于流量滑移法设计透平的振幅最小为0.45,分别是1、2、3号透平的0.41、0.64、0.55倍;在最佳效率工况,基于流量滑移法设计的透平效率比透平原型高7.4%,可见流量滑移法设计的透平不仅可以在多工况高效运行,而且水力振动幅值较低,有利于海水淡化系统中能量的高效稳定回收。 展开更多

关键词 海水淡化 反渗透 能量回收透平 流量滑移设计法 试验测试 多工况 性能 压力脉动

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低温液态CO_(2)增压泵全流道匹配的多目标优化

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作者 马文生 祁炳 +2 位作者 袁学平 黎义斌 杨由超 《机电工程》 北大核心 2025年第2期195-204,共10页

在油田驱油工艺中,提高CO_(2)的压力和流量可以实现原油采收率的提升。针对驱油工艺系统的核心动力设备-低温液态CO_(2)增压泵在运行过程中存在效率偏低的问题,以一台典型多级低温液态CO_(2)离心泵为研究对象,基于泵的关键几何参数建立... 在油田驱油工艺中,提高CO_(2)的压力和流量可以实现原油采收率的提升。针对驱油工艺系统的核心动力设备-低温液态CO_(2)增压泵在运行过程中存在效率偏低的问题,以一台典型多级低温液态CO_(2)离心泵为研究对象,基于泵的关键几何参数建立优化设计方案,进行了多工况的水力性能数值计算分析和实验结果分析。首先,采用ANSYS CFX软件对增压泵模型进行了数值模拟计算,并将计算结果与实验结果进行了对比分析;然后,以扬程和效率为优化指标,采用Box-Behnken Design方法,建立了增压泵主要过流部件关键几何参数的多目标优化设计方案;最后,对实验结果进行了分析,确定了各试验因素交互作用对实验的影响,并建立了最优实验模型,将其与原模型进行了性能对比分析。研究结果表明:叶片出口宽度对增压泵扬程的影响,以及叶片包角对增压泵效率的影响最明显,当叶片包角位于137°~142°,蜗壳进口宽度在34 mm左右,增压泵的效率最佳;采用全流道的参数的最佳匹配方案后,增压泵额定点的效率可提高0.22%。该研究结果可为低温液态CO_(2)增压泵的水力设计及性能优化提供技术指导。 展开更多

关键词 低温液态CO_(2)离心泵 Box-Behnken Design方法 几何参数 交互作用 扬程和效率 叶片出口宽度 叶片包角

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大功率外啮合齿轮泵吸油流道结构优化与试验

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作者 汤荣福 冀宏 +2 位作者 王素燕 李彦泽 代鹏云 《农业机械学报》 北大核心 2025年第4期563-570,共8页

大功率外啮合齿轮泵在高转速运行时容积效率较低,无法满足电动工程机械高速化需求。首先建立传统泵三维模型,并基于三维模型的结构参数推导齿腔吸油流量-压力数学模型,对数学模型进行分析,提出一种基于“π”形槽设计的吸油流道优化方案... 大功率外啮合齿轮泵在高转速运行时容积效率较低,无法满足电动工程机械高速化需求。首先建立传统泵三维模型,并基于三维模型的结构参数推导齿腔吸油流量-压力数学模型,对数学模型进行分析,提出一种基于“π”形槽设计的吸油流道优化方案;然后采用Pumplinx对全因子正交设计的结构参数进行计算,建立优化泵容积效率的预测模型;最后通过试验验证优化泵的性能。结果表明:径向吸油时,过流面积小,齿腔充满油液所需的瞬时压力较大,且高转速运行时,齿腔充液时间缩短,导致泵高转速运行时容积效率快速下降;通过径向-轴向联合吸油的方法,在3000 r/min时所需Δp≥0.1 MPa的最小齿腔容积占比比径向吸油减小42.62个百分点,具有较高齿腔充液率;被优化结构参数对容积效率的影响程度从大到小依次为d_(2)、R_(m)、d_(1),且容积效率预测模型R^(2)为0.9971,具有较高可靠性;传统泵运行转速大于2700 r/min时容积效率快速下降,在3000 r/min时容积效率降至81.87%,而优化泵在2700 r/min后容积效率下降趋势较为缓慢,在2800、2900、3000 r/min下容积效率分别提高1.8、6.79、11.64个百分点。 展开更多

关键词 齿轮泵 高转速 容积效率 径向吸油 联合吸油方法

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