一种离心泵压力脉动衰减器的优化设计与试验研究

针对离心泵压力脉动频频率范围宽的问题,设计出一种可以同时衰减离心泵轴频脉动和叶频脉动的衰减器。该衰减器由蓄能器组和亥姆霍兹衰减器组成,根据其工作原理,对蓄能器容积、蓄能器充气压力、蓄能器阻尼孔和亥姆霍兹衰减器阻尼孔等参数进行优化设计,并对研制出的样机进行试验研究。试验结果表明,离心泵压力脉动衰减器对轴频脉动和叶频脉动均有较好的衰减器效果,离心泵在工作压力范围内,出口管路压力脉动均可衰减5dB以上。     

栅板压力脉动衰减器的设计与数值模拟

针对离心泵输出的压力脉动问题,借鉴孔板消除气体脉动的原理,设计了一种带有缝隙的栅板式压力脉动衰减器,并运用FLUENT软件对其进行流场仿真,对缝隙宽度和缝隙数两个参数进行优化设计。通过计算发现：栅板式脉动衰减器可以对压力脉动进行衰减;此外,缝隙宽度和缝隙条数均是影响脉动衰减效果和插入压力损失的关键因素,因此,应考虑插入压力损失的同时获得最佳衰减效果;经过计算优化,当缝隙宽度为5、缝隙数为14时,压力脉动率最低,且其压力损失最小。     

管路低噪声排水装置设计及试验研究

管路噪声是舰艇低频噪声的重要来源之一,严重影响舰艇的声隐身性能。针对舰艇中典型的离心泵组,设计蓄能器和亥姆赫兹消声器相结合的低噪声排水装置。通过AMESim软件建立仿真模型,并搭建实验平台进行验证。仿真和实验结果均表明,低噪声排水装置可以有效衰减离心泵出口管道中的压力脉动,从而降低流体噪声和管路振动。     

船用离心泵压力脉动与振动信号的相干分析研究

非定常流动是引起泵振动的主要因素之一,为了明确压力脉动与振动之间的关联关系,搭建了闭式实验系统,对一台船用离心泵进行压力脉动和振动的同步测量。基于快速傅里叶变换获得了各监测点压力脉动、基脚振动信号的频谱特性及功率谱特性;通过计算压力脉动信号与振动信号的相干函数,并通过比较不同测点的相干系数大小,分析了压力脉动对振动的贡献。结果表明,压力脉动与振动均在轴频、叶频及其高次谐波等离散频率下能量突出;不同频率下各测点的压力脉动对泵振动的影响存在差异,其中进口压力脉动在600-700Hz及900-1000Hz频段对振动影响最大;隔舌压力脉动在0-600Hz及700-900Hz频段对振动影响最大;出口压力脉动在轴频的高次谐波等个别频率处对振动有一定影响。相干分析可作为建立压力脉动与振动信号之间关联关系的一种有效手段,由此为进一步离心泵内部流场改善及减振提供参考。     

某型离心水泵振动特性分析

对某型离心泵机组进行振动测试,在测试数据基础上研究机组振动与截止阀开度之间的关系,发现截止阀50%开度时,该型离心泵的振动最小.分析机组的振动特征频率及其幅值随着截止阀开度变化的情况,指出离心泵振动所引发的舰艇辐射噪声贡献最大的特征频率.提出如何降低该型离心泵轴频、倍轴频以及如何减小泵内压力脉动和冲击的建议.     

带前置支撑导管桨导管脉动压力特性试验研究

应用微型脉动压力传感器对某带前置支撑导管桨航行器的导管脉动压力进行了测量,介绍了试验设备、试验方法和数据处理方法,并分析了导管脉动压力的频域特性,获得了脉动压力沿导管内壁周向和轴向的分布规律,以及水速、桨叶主参数对导管脉动压力的影响,可为推进器性能优化设计提供必要的数据支撑。结果表明:导管脉动压力线谱主要与桨叶叶频倍数相关,以一阶叶频为主;导管桨盘面处各周向测点脉动压力量值相当,无明显差异;轴向位置导管脉动压力在桨叶梢部弦长中点附近处最大,沿轴向随距离增加衰减迅速,且在导管出口段衰减比入口段更快;不同水速时导管脉动压力分布规律一致,随水速变大导管脉动压力迅速增加;桨叶直径与最大导管脉动压力之间线性关系显著。     

特种液压装置对船舶轴系纵振特性的影响

针对船舶轴系的轴向振动问题,研究一种船舶推力轴承轴向液压脉动衰减器.基于四端参数法对安装液压脉动衰减器的船舶推力轴承进行数学模型简化,推导推力轴到推力轴承壳体表面的振级落差,分析液压脉动衰减器的结构参数对轴向减振效果的影响,并基于遗传算法对结构参数进行优化.研究结果表明,在船舶推力轴承中安装液压脉动衰减器能有效降低轴系的轴向振动;减振效果随着油管内径和油箱体积的增大呈小幅增强的趋势,随着油管长度和液压缸直径的增加呈小幅减弱的趋势;液压缸直径对减振效果的影响最大,其次为油管内径,油箱体积和油管长度对减振效果的影响相对较小;对结构进行优化之后减振效果良好,平均提高12.05 dB.     

某型离心水泵振动特性分析

对某型离心泵机组进行振动测试，在测试数据基础上研究机组振动与截止阀开度之间的关系，发现截止阀50％开度时，该型离心泵的振动最小。分析机组的振动特征频率及其幅值随着截止阀开度变化的情况，指出离心泵振动所引发的舰艇辐射噪声贡献最大的特征频率。提出如何降低该型离心泵轴频、倍轴频以及如何减小泵内压力脉动和冲击的建议。     

舰船管路流体脉动衰减器的性能研究

采用流体网络理论方法对流体网络的特点和基本参数法进行分析,研究并建立一种流体脉动衰减器的数学模型,并通过脉动衰减器的阻抗及系统插入损失,对其性能进行研究.     

吊柱干涉作用下吊舱推进器的激振力特性

为了探究螺旋桨与吊柱干涉作用下的吊舱推进器激振力特性，采用延迟分离涡模拟方法，开展均匀来流下吊舱推进器非定常敞水数值模拟，获得0.60、0.82和1.00等3种进速系数下螺旋桨推力、扭矩及吊舱表面压力脉动特性。结果表明：均匀来流下受吊舱体作用，在吊柱前方产生局部高伴流区，使叶片周期性扫掠吊柱前方流场时发生叶面短暂压升，从而诱导轴向力及扭矩脉动，其特征频率主要为叶频；吊舱左右两侧表面压力脉动呈现非对称性，左侧与右侧对称测点压力差值为10%～20%；舱体前缘至后缘表面压力呈现先减后增趋势，主要特征频率为轴频及叶频；部分测点还捕捉到4倍轴频，可能与吊舱表面二次涡结构有关。     

基于流体-结构耦合振动的液压脉动滤波器试验研究

分析了船上泵源液压系统压力脉动产生的原因及频率成分。根据气体消声器的原理,结合液压系统高压、大流量等工作特点,设计和制造了一种基于流体-结构(fluid-structure)耦合振动的结构共振式液压脉动滤波器,并推导出其波动衰减的传递矩阵模型。通过调整液压泵转速来改变压力脉动频率,在液压系统压力脉动试验平台上进行了三组对比试验。试验表明,当滤波器的结构振动体固有共振频率与系统频率接近时,系统的脉动能量得到有效衰减,系统的压力波动幅度和脉动率大幅降低。试验结果验证了结构共振式液压脉动滤波器的使用效能和存在的不足,它为液压系统振动控制提供了新的技术手段。     

基于正交电桥的短波双极性电调衰减器的设计

设计了一种基于正交电桥的短波双极性电调衰减器,并在此基础上提出了基于单个正交电桥实现矢量调制器的方法.首先理论分析了基于正交电桥实现双极性衰减器的原理.其次设计了该衰减器中的正交电桥、基于PIN二极管的可调射频电阻以及线性控制电路.最后分析了基于单个正交电桥实现矢量调制器的原理.结果表明,该双极性电调衰减器在短波频段内动态范围可达30 dB,基本实现线性控制.     

鱼雷发动机三组元比例控制器数值模拟

利用计算流体力学软件Pumplinx模拟鱼雷发动机中三组元比例控制器的内部流场,分析计算中不同压差情况下对比例控制器性能的影响,以及叶片与定子间间隙大小对于比例控制器性能的影响,同时对不同叶片数目下性能进行对比。计算结果表明:由于比例控制器为被动旋转马达结构,其转速和流量均随时间呈周期性脉动变化,随着工作压差增大,转速脉动幅度基本保持不变,而流量和扭矩脉动幅值增加;随着间隙增大,泄漏量增大,但流量、扭矩、转速脉动幅值大幅降低,出口流量较为平稳;叶片数目增多后比例控制器转速降低、排量降低。由计算结果推断出目前比例控制器的最优叶片数目为4。本文可为进一步研究比例控制器精度问题提供参考。     

燃气轮机高压涡轮叶顶间隙变化规律的有限元分析

高压涡轮叶顶间隙会直接影响到燃气轮机的功率、效率、油耗和寿命。利用有限元等软件,建立了叶片、轮盘和机匣外环的实物模型;通过热结构耦合分析,计算得到各自在温度场和离心力场作用下的径向位移,进而得到叶顶间隙变化规律,并进行了分析。计算结果表明:温度场变化是引起叶片和轮盘径向变形的主要因素;离心力对轮盘径向变形的作用比对叶片径向变形的作用要显著得多;热和离心力变化是间隙变化的两个主要因素;叶片、轮盘和机匣的热响应不一致以及离心力对转子的拉伸作用导致其径向膨胀变形不匹配,进而引起间隙变化;快速增减速度对间隙的影响最为明显。     

蜗壳截面形状对舰用离心泵性能特性的影响

为研究蜗壳截面形状对舰用离心泵性能的影响作为后续研究舰用离心泵噪声振动特性的理论依据，在蜗壳基圆、各断面面积、隔舌螺旋角、隔舌安放角和蜗壳出口面积相同的情况下，改变蜗壳截面形状，分别设计A型、B型和C型蜗壳。对3种蜗壳型式离心泵进行数值计算。结果表明，3种型式蜗壳离心泵的外特性变化趋势基本一致。小流量工况的A型蜗壳离心泵效率略小，大流量工况的B型和C型蜗壳离心泵效率小。随着流量的增大，B型和C型蜗壳离心泵效率下降幅度较大。3种型式蜗壳离心泵在相同工况条件下，压力场、速度场、湍动能和空化现象的变化趋势大致相同。3种型式蜗壳离心泵流场特性在隔舌流道和蜗壳流道处均不相同，表明改变蜗壳截面形状主要影响叶轮靠近隔舌流道和蜗壳流道内的流场。     

基于燃油计量阀的高压油泵动态特性仿真分析

以某型基于燃油计量阀的高压油泵为研究对象,在介绍其工作原理的基础上,利用AMESim软件建立高压油泵及共轨管的仿真模型,并通过高压油泵性能试验验证仿真模型的准确性,最后利用模型分析燃油计量阀控制信号的频率和占空比以及驱动轴转速对高压油泵动态特性的影响.结果表明:燃油计量阀控制信号的频率对高压油泵动态特性的影响较小,而燃油计量阀控制信号的占空比和驱动轴转速对高压油泵动态特性的影响较大.随着燃油计量阀控制信号占空比的减小以及驱动轴转速的增大,高压油泵输出高压燃油的响应加快,泵油能力增强.