高压气底吹进气吹除主压载水舱过程分析

采用直接求解流动控制方程的CFD方法对高压气底吹进气吹除主压载水舱过程进行分析。获取吹除过程关键参数,着重分析通海孔面积、气源压力对吹除过程的影响,探索高压吹除过程一般性规律。底吹进气高压气出流方向与通海孔水流方向相反,高压气由通海孔泄漏较少;通海孔面积越大,气源压力越高,吹除用时越短;通海孔面积的增加可以有效减少吹除过程中的高压气消耗,对降低主压载水舱内的压升也有显著作用,通海孔面积增大2倍,3种工况下主压载水舱内的最大压升分别减小0.01 MPa,0.10 MPa和0.15 MPa;吹除过程中高压吹除管路出口气流速度可达1Ma以上,管路出口段的温降也明显大于管路入口段,应将不耐低温的阀门和仪表布置在管路入口段附近。     

滑油压力控制阀流动特性分析

本文采用理论计算与数值仿真方法对滑油压力控制阀进行细致的流动特性分析。在给定流量或给定进出口压差条件下,通过对不同开度下阀内流场的分析得出:进出口压差确定时,流量与开度基本呈线性关系;流量确定时,进出口压差与开度呈四次曲线关系。二级节流降压有效地减小阀内滑油的压降与湍流度,防止滑油发生空化、乳化现象并减小滑油对滑阀的冲蚀。     

基于CFD的主压载水舱吹除仿真与试验验证

采用CFD方法对压缩空气吹除主压载水舱过程进行仿真，同时开展水舱吹除等比模型试验，验证了两种湍流模型的预报准确性。在此基础上，着重研究水舱气液两相流动过程以及舱内气体压力动态变化特性，分析气源压力、通海孔面积对吹除的影响。研究发现：两种湍流模型均可以较好地预测水舱吹除过程，其中，Realizable k-ε模型对气瓶气体压力的预测与试验吻合更好；SST k-ω模型对于水舱中气体压力的预测与试验相对较为接近。通海孔面积增加可以显著减弱水舱气体积压，在气源压力为2.16 MPa、5.04 MPa和8.16 MPa时，通海孔面积增大5.14倍，试验测得的水舱峰压分别减少51.13%、59.90%和64.82%，仿真得到的水舱峰压分别减少50.44%、57.30%和60.02%。在吹除后期，有压缩空气从通海孔溢出，舱内气体压力迅速下降，可以此作为解除吹除的判据。     

设计参数对水下机械手控制机构性能的影响

为研究设计参数对水下机械手的控制及操作性能的影响，以水下液压机械手单关节执行机构为研究对象，确定了下机械手的初始参数；基于流量连续性方程及力平衡方程，建立活塞输出位移对阀输入位移的传递函数以及负载力扰动的传递函数，并以速度放大系数，液压固有频率及液压阻尼比作为水下机械手控制机构的性能指标，详细分析各设计参数对水下液压机械手控制机构性能的影响。研究表明：减小控制阀的位移，增大弹性模量，减小控制阀两端的压差，可以改善控制机构的响应速度和稳定性，提高机械手的控制和操作性能。     

优化压力式泡沫比例混合器设计方法探讨

介绍压力式泡沫比例混合器的设计思路,用Matlab软件分析不同通径、流量和混合比等多种条件下喷嘴前后压差与喷嘴孔径和节流孔板孔径的关系,并绘制关系曲线图.通过参考关系曲线图可简化混合器的设计流程.     

舷外海水动压力和货物压力非对称特性的讨论

舷外海水和舱内货物对舷侧和船底结构的动压力是船体承受的非常重要的疲劳载荷。在船体结构疲劳强度校核中,为合理选择校核点并准确计算疲劳损伤,必须掌握其变动范围及其分布形式。由于液体压力和货物压力的单向性质,舷外海水动压力和货物舱内压力的变动是非对称的。文中讨论了舷外海水动压力和舱内货物压力的非对称特性,在此基础上给出了舷外海水动压力范围和舱内货物压力的定义,指出了舷外海水动压力范围最大值出现的位置。     

低噪声控制阀优化设计及试验验证

控制阀在舰船管路系统中运行时受流体激励产生振动噪声,抑制阀门节流口空化及降低阀内流动脉动是低噪声控制阀设计的关键。该文基于计算流体动力学方法,以某型分层迷宫式控制阀为对象,进行了低噪声的优化设计。优化设计方案采取了一系列有利于抑制空化、均匀流场并降低流动脉动措施,包括应用双层渐变开孔阀套、入流整流装置、阀芯吸振装置、出流导流装置等。优化设计方案的流动计算分析结果表明,优化设计方案有利于降低振动噪声源。通过对普通控制阀、分层迷宫式控制阀和新型低噪声控制阀台架试验对比结果表明,相同水力状态下新型低噪声控制阀水动力噪声、振动响应和空气噪声皆显著降低,优化设计方案得到了试验验证。     

潜艇柴油机和螺杆压缩机低压吹除系统动态性能比较

为比较柴油机和螺杆压缩机作为低压吹除气源对潜艇及舱内压载水运动规律的影响、提供潜艇低压吹除系统设计依据,将柴油机工作过程方程和螺杆压缩机工作过程方程分别与压载水吹除过程方程耦合,建立考虑压载水舱内排气背压与吹除气体流量间相互影响的吹除过程动态模型。根据假定的潜艇和压载水舱参数,应用模型计算分析2种吹除气源条件下低压吹除过程中压载水舱液面高度和潜艇吃水深度的影响。研究结果表明,相同设计流量条件下,使用柴油机废气吹除比螺杆压缩机吹除可节省吹除时间约3%。     

水下吹除排污过程气体射流噪声数值模拟

[目的]研究水下航行体污水吹除产生的辐射噪声的规律特性和影响因素。[方法]基于大涡模拟(LES)与FW-H方程计算方法,对航行体贮容器排污过程进行流场分析和辐射噪声定量计算。[结果]数值模拟与实验结果均表明,辐射噪声主要受吹除压力和背压压差的影响,压差越大,辐射噪声越大,且其基本不受吹除背压影响。贮容器内水排空后,水下直接喷射排气会产生辐射噪声的"拐点",排气噪声显著上升;频谱图呈现低频特性,频率主要分布在1 500 Hz以内,且有明显峰值。[结论]为控制舰船水下吹除排污过程的辐射噪声量级,应尽量控制排气压差,并防止高压气体直接喷射至海中。     

基于Matlab仿真分析的节流孔缓冲设计

利用活塞-油缸进行缓冲制动时,经常要涉及到节流孔的设计.文中根据节流孔缓冲的液压原理,通过数学建模并利用Matlab进行仿真分析,对节流孔的孔径、个数及其分布位置进行设计,经过比较分析,得出了能满足缓冲性能要求的节流孔孔径、个数及其分布位置.     

潜艇高压气阀柱气体分配规律数值仿真

为掌握潜艇应急吹除过程中高压气阀柱内部的流场形态及其变化规律,采用六面体结构化网格对阀柱和管路内部流场进行离散化,基于FLUENT软件,对潜艇高压气阀柱对气体的汇集和再分配过程进行简化数值模拟,研究阀柱内压力和出流气体质量流量分别随入口压力、出口数量和出口背压的变化规律,并根据数值仿真结果提出实际操艇时的供气方法。仿真结果表明:在对潜艇高压气应急吹除系统进行理论研究时,不能忽略阀柱对高压气的分流作用;为提高主压载水舱的吹除效率,使用高压气进行潜艇应急挽回时应尽可能多地接入高压气瓶组。     

船用锅炉给水再循环管路上的节流孔板设计与优化北大核心CSCD

船舶给水管路上节流孔板的过度限流,会引起管路产生剧烈的振动和噪声,极大地影响船用给水系统管路的安全运行。针对某大型船舶蒸汽动力系统试验中给水再循环管路上单级节流孔板汽蚀诱发管路剧烈振动和噪声的故障事例,根据管路汽蚀的理论评估方法,分析孔板汽蚀诱发管路振动的机理。采用CFD数值模拟手段研究给水再循环管路节流孔板流域的压降特性、湍流结构及温度场分布规律,验证并明晰给水再循环管路单级节流孔板下游发生的汽蚀现象。为规避孔板发生汽蚀现象,提出多级孔板减压限流的方法,基于阻塞压差的理论设计方法,结合多级节流孔板几何级数递减的设计原则,计算节流孔板的孔径、级数和厚度。该分析方法可用于指导船舶大压降给水系统管路多级节流孔板的结构设计和安全运行。     

船用锅炉给水再循环管路上的节流孔板设计与优化

船舶给水管路上节流孔板的过度限流,会引起管路产生剧烈的振动和噪声,极大地影响船用给水系统管路的安全运行。针对某大型船舶蒸汽动力系统试验中给水再循环管路上单级节流孔板汽蚀诱发管路剧烈振动和噪声的故障事例,根据管路汽蚀的理论评估方法,分析孔板汽蚀诱发管路振动的机理。采用CFD数值模拟手段研究给水再循环管路节流孔板流域的压降特性、湍流结构及温度场分布规律,验证并明晰给水再循环管路单级节流孔板下游发生的汽蚀现象。为规避孔板发生汽蚀现象,提出多级孔板减压限流的方法,基于阻塞压差的理论设计方法,结合多级节流孔板几何级数递减的设计原则,计算节流孔板的孔径、级数和厚度。该分析方法可用于指导船舶大压降给水系统管路多级节流孔板的结构设计和安全运行。     

新型泄放水调节阀工作特性试验研究

论文研究的泄放水调节阀其原理是通过控制伺服活塞所受的压差来实现阀门各个工作状态之间的转换。为了获得该调节阀的动态响应特性并验证其动作可靠性,在模拟的试验回路上,对阀门的压力特性、密封特性和动作寿命等进行了研究。试验结果表明:阀门动作响应快,工作状态转换平稳;阀头行程最大偏差为0.53%,调节阀磨损小,工作寿命长;旁通阀与调节阀可共同调节流量;增加阀杆直径可提高阀门流量;且该调节阀可在高压差工况下在小范围内调节流量,且降压效果良好。     

一种新型液压联锁系统内泄漏潜在通路可靠性分析及仿真研究

对一种新型液压联锁系统进行了功能动作和联锁机理分析,以阀和液压缸的内泄漏潜在通路对联锁可靠性的影响为研究目的,针对电液换向阀的内泄漏、制动器液压缸的压差锁、液动换向阀的旁通孔对联锁可靠性的影响,采用理论推导和建模仿真的分析方法,找出了电液换向阀零位遮盖量、压差缸弹簧、旁通孔直径等联锁可靠性的影响因素及其关系式,得出并验证了该液压联锁系统可靠的结论。     

气动系统的压力控制阀

本文介绍了压力控制阀的基本结构、动作原理和主要性能,并结合有关应用回路分析了使用特点和注意事项。压力控制阀的功能和种类压力控制阀大致可分为减压阀、安全阀、溢流阀以及顺序阀等几种。这些阀件的气动回路符号如图1所示。     

射流管式伺服阀关键参数对产品抗污染能力提升

为了研究射流管伺服阀关键结构参数对伺服阀抗污染能力的影响，建立伺服阀整阀剪切力数值模型，并利用AMESim仿真软件对整阀剪切力进行仿真分析，验证了数值模型的准确性。运用数值手段分析关键参数力矩马达安匝数、弹簧管刚度以及阀芯直径对伺服阀恢复压差及抗污染能力的影响，获得了关键参数最佳匹配的数值；试验验证了伺服阀在不同关键结构参数下，对伺服阀恢复压差及抗污染能力的影响，为射流管伺服阀结构设计、提升伺服阀抗污染能力提供了理论依据。     

船用增压锅炉雾化蒸汽减压装置

针对某型船用增压锅炉雾化蒸汽系统前后压差过大,易导致蒸汽压力调节器堵塞的问题,提出加装多级节流孔板减压装置的解决方案,并探索出一种适用于求解以微过热蒸汽为流动介质的三维多级节流孔板的数值模拟方法。通过对3种设计方案的流动特性和节流特性的比较得出:方案2的速度场和压力场的衰减符合流体运动规律,且在孔板进口压力不低于1.5 MPa时,可以保证雾化蒸汽的工作压力,为最佳的工程应用方案。同时,以方案2为设计依据,研制了1套节流孔板减压装置,并安装于某型船用增压锅炉雾化蒸汽系统上进行试验使用,试验结果与模拟结果的误差仅为5‰,证明了所述模拟方法的可靠性。     

通海阀内流场的三维数值模拟

通海阀是船舶内部管路系统与外界连接的重要装置，主要用于各管路海水注入和排出的控制和调节．其性能的好坏直接影响全船各系统甚至整个船舶的性能。在实际使用中发现，通海阀噪声振动加速度偏高，对船舶声学性能产生影响。因此，以通海阀为研究对象，采用Fluent软件对通海阀在不同的开口度和流量下的内流场进行数值计算，给出通海阀阀腔内的速度场和压力场图.根据该可视化结果分析影响通海阀性能和产生噪声的原因，为通海阀的内流道优化提供理论依据。     

集体防护系统超压控制阀性能的数值模拟与优化

对目前国内舰艇使用的一种超压控制阀的性能进行数值模拟来确定其流量特性,在此基础上,提出一种简化型控制阀,通过对简化型阀和原型阀的对比分析,将原型阀的阀瓣形状进行优化设计,提出优化方案,以此来提高超压控制阀的使用性能。